變頻器的組成、故障分析與日常維護(hù)

1、技師論文變頻器的組成、故障分析與日常維護(hù)姓 名：王以強(qiáng)工 種： 電工單 位：江蘇錫沂水務(wù)有限公司培訓(xùn)單位： 江蘇省徐州技師學(xué)院日 期：二零一三年十月變頻器的組成、故障分析與日常維護(hù)江蘇錫沂水務(wù)有限公司王以強(qiáng)摘要：變頻器的結(jié)構(gòu)組成、常見(jiàn)故障原因分析、日常保養(yǎng)維護(hù)關(guān)鍵詞：CPU 驅(qū)動(dòng)電路 保護(hù)回路 參數(shù)設(shè)置 冷卻風(fēng)扇、電解電容 一?變頻器結(jié)構(gòu)1、變頻器結(jié)構(gòu)大多采用模塊化設(shè)計(jì)，整體結(jié)構(gòu)由主電路，控制 回路，保護(hù)回路，驅(qū)動(dòng)回路等組成。各部分又有更多的的組成，如下 圖為主電路KMnR3不 D4 木 D5 7D6 I C2大D1大D2大D3匚上I C1 |ri2、控制電路：變頻器的控制電路有主控電路，保護(hù)

2、電路和操作，顯示電路構(gòu) 成，控制電路的核心是CPU。從維修角度講，修主板的難度較大。 判定主板的好壞，最常用的方法就是代換法。板上明顯故障可修理， 隱藏故障的修理比較復(fù)雜，利用示波器，加上經(jīng)驗(yàn)，再分析判斷 3、驅(qū)動(dòng)回路：驅(qū)動(dòng)電路作為逆變電路的一部分，對(duì)變頻器的三相輸出有著巨大的影響。驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)一般有這樣幾種方式 TOC o 1-5 h z （1）分立插腳式元件組成的驅(qū)動(dòng)電路;（2） 光耦驅(qū)動(dòng)電路;（3）厚膜驅(qū)動(dòng)電路;（4）專(zhuān)用集成塊驅(qū)動(dòng)電路等幾種。4、保護(hù)電路（ 1）過(guò)流：保護(hù)變頻器，主要依據(jù)是變頻器的電流額定值。（ 2）過(guò)載：過(guò)載保護(hù)功能是保護(hù)電動(dòng)機(jī)過(guò)載的，同樣也保護(hù)變頻器。從根本上說(shuō)，

3、 對(duì)電動(dòng)機(jī)和變頻器進(jìn)行過(guò)載保護(hù)的目的，是使電動(dòng)機(jī)和變頻器不因過(guò)熱而燒壞。 因此， 進(jìn)行保護(hù)的主要依據(jù)便是電動(dòng)機(jī)和變頻器的溫升不應(yīng)超過(guò)其額定值。（ 3）過(guò)壓和欠壓：電網(wǎng)供電質(zhì)量不好，電壓不穩(wěn)，容易造成過(guò)壓和欠壓保護(hù)（ 4） 過(guò)熱： 一般使用溫度繼電器和熱敏電阻進(jìn)行保護(hù)和連續(xù)測(cè)溫顯示。（ 5）接地：一般使用零序電流互感器和在直流側(cè)安裝霍爾器件二、變頻器故障分析（一）變頻器的生產(chǎn)流程電路板的檢測(cè)：成品板進(jìn)行X 射線分層法?二維圖像 ?三位激光厚度測(cè)量或三位激光成像測(cè)量等工藝檢測(cè)。 還需檢查所有的焊點(diǎn)和接頭等。 元器件的布局和上焊料的位置是由二維圖像檢查， 也有通過(guò)電 視攝像機(jī) ?掃描儀進(jìn)行圖像自動(dòng)跟

4、蹤分析檢測(cè)。焊點(diǎn)的測(cè)量也采用激光厚度測(cè)量獲三位激光成像完成。(三)變頻器故障的主要類(lèi)型大致分為參數(shù)設(shè)置故障？過(guò)電流和過(guò)載類(lèi)故障？過(guò)電壓和欠電壓類(lèi) 過(guò)障？綜合故障等。1、參數(shù)設(shè)置故障:(1)電機(jī)參數(shù)矢量控制變頻器需設(shè)置電機(jī)參數(shù)：電機(jī)功率？電流？電壓？轉(zhuǎn)速？功 率因數(shù)。這些參數(shù)應(yīng)與電機(jī)銘牌參數(shù)一致，否則就會(huì)使控制精度降低或變頻器工作不正常。(2)控制參數(shù)2TitleSizeN u mberRevisi o nA4D ate:28 -F eb-2 007Sh eet ofFile:D:D es ign E xplo rer 99 ExamplesP LC 網(wǎng)繕 2aWnbBy:34控制方式有頻率(速

5、度)控制？轉(zhuǎn)矩控制？PID控制方式。每一種控制方式都對(duì)應(yīng)一組參數(shù)設(shè)定，如果設(shè)定不正確，變頻器工作不正常。(3)變頻器的頻率給定方式和起動(dòng)方式面板給定 ？端子給定或計(jì)算機(jī) 通信給定2、過(guò)電流和過(guò)載類(lèi)故障：過(guò)電流和過(guò)載故障是變頻器的常見(jiàn)故障，其原因是各種各樣的。故障類(lèi)型可分為加速過(guò)電流？減速過(guò)電流？恒速過(guò)電流，過(guò)載包括變頻器過(guò)載和電機(jī)過(guò)載。( 1)外部原因a、由于電機(jī)的負(fù)載突變引起大的沖擊電流使過(guò)電流動(dòng)作，一般變 頻器的過(guò)電流定額為 2IN(3.75IN);b、變頻器輸出缺相；c、電機(jī)和電纜絕緣損壞，造成相間、匝間短路或接地；d、受電磁干擾的影響，過(guò)電流保護(hù)誤動(dòng)作；e、電機(jī)線圈和外殼之間，電機(jī)電纜

6、和大地之間存在較大的寄生 電容，通過(guò)寄生電容會(huì)有高頻漏電流流向大地；f、變頻器輸出側(cè)接有功率因數(shù)校正電容；g、變頻器容量選擇不當(dāng)與負(fù)載不匹配等。h、產(chǎn)生轉(zhuǎn)子軸電流和轉(zhuǎn)子軸電壓等( 2)變頻器內(nèi)部原因：a、參數(shù)設(shè)置不當(dāng)：力口、減速時(shí)間過(guò)短、轉(zhuǎn)矩提升過(guò)大；b、變頻器內(nèi)部故障：二極管、IGBT或其它元件損壞；c、電流檢測(cè)霍爾器件故障；3?過(guò)電壓和欠電壓類(lèi)過(guò)障：欠電 壓 (323VAC)436VDC 、過(guò)電壓 (418VAC)564VDC ，加速過(guò)電壓 690V720VDC(511VAC533VAV) 。4?綜合性故障:涉及多方面的因素的故障，主要涉及控制板上的問(wèn)題，其原因比較復(fù)雜。實(shí)際上主回路在高電

7、壓?大電流工作，溫度也比較高，故據(jù)統(tǒng)計(jì)變頻器主回路的故障， 占整個(gè)故障的 70%以上。對(duì)于控制板上的故障，一般用換件的方式解決。5?其他故障：（ 1）過(guò)熱保護(hù)（ 2）漏電斷路器：電機(jī)和機(jī)械設(shè)備已經(jīng)可靠接地，漏電斷路器的設(shè)定值是按工頻漏電流的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的。 在變頻調(diào)速系統(tǒng)中， 會(huì)產(chǎn)生高頻漏電流和工頻漏電流兩部分， 造成不平衡分量加大， 在變頻器電源側(cè)安裝的漏電斷路器會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。變頻器回路中應(yīng)選用中靈敏度（ 301000mA） ， 延時(shí)型 （動(dòng)作時(shí)間在0.12s之間）的漏電斷路器。必要時(shí)，加裝隔離變壓器？輸入電抗器抑制諧波干擾， 或降低變頻器的載波頻率， 減小分布電容造成的干擾。（ 3）變頻器的載

8、波頻率：變頻器的載波頻率是可調(diào)的， 實(shí)際調(diào)整時(shí)， 若載波頻率設(shè)定不當(dāng)造成變頻器異常，損壞變頻器。載波頻率越高，變頻器損耗越大，如果環(huán)境溫度也高，變頻器可能過(guò)熱保護(hù)，嚴(yán)重時(shí)損壞變頻器。載波頻率較高時(shí)，變頻器的輸出波形好，但輸出電壓的變化率增大， 當(dāng)變頻器和電機(jī)之間的電纜較長(zhǎng)時(shí)， 對(duì)地寄生電容以相應(yīng)增大，對(duì)電機(jī)絕緣造成威脅。載波頻率過(guò)低時(shí)，電機(jī)損耗增大，溫度增高。不論載波頻率過(guò)高或過(guò)低， 都會(huì)有利有弊， 在實(shí)際應(yīng)用終于以綜合考慮。三、變頻器的日常維護(hù)變頻器在長(zhǎng)期運(yùn)行中，由于溫度、濕度、灰塵、振動(dòng)等使用環(huán)境的影響內(nèi)部元件會(huì)發(fā)生變化或老化。1、使用環(huán)境對(duì)變頻器的影響：溫度 -10 度 40度，濕度90

9、%無(wú)結(jié)露，影響爬電距離電源電壓 323418V 電壓低（ 436VDC ）電流增大， IGBT 易過(guò)流；電壓高（564VDC）脈沖尖峰高，IGBT易擊穿。灰塵沉積在變頻器內(nèi)空氣潮濕時(shí)可能短路。震動(dòng)對(duì)一些重量比較大而重心又比較高的元件使其松動(dòng)脫焊，特別是均壓電阻脫焊后，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。2、元件的老化對(duì)變頻器的影響影響有好、有壞，對(duì)半導(dǎo)體器件，老化后參數(shù)更穩(wěn)定；但也可能使一些元件的參數(shù)劣化，如有缺陷的元件，將失效；電容容量降低，噪聲增大、風(fēng)機(jī)散熱變差等。3、變頻器日常維護(hù)的內(nèi)容（ 1）運(yùn)行參數(shù)是否在規(guī)定范圍內(nèi)，電源電壓是否正常？（ 2）變頻器操作面板顯示是否正常，儀表指示是否正確，是否有振動(dòng)、震蕩

10、現(xiàn)象？（ 3）冷卻風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，有無(wú)異常聲響？（ 4）變頻器和電動(dòng)機(jī)是否有異常噪聲，異常震動(dòng)及過(guò)熱現(xiàn)象？（ 5）變頻器及引出電纜是否過(guò)熱、變色、變形、異味、噪聲等？6） 變頻器的周?chē)h(huán)境是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范， 溫度和濕度是否正常？4、定期檢查用戶根據(jù)環(huán)境情況，每36 個(gè)月對(duì)變頻器進(jìn)行一次定期檢查，操作注意安全。檢查和處理內(nèi)容：（ 1） 輸入、 輸出端子和銅排是否過(guò)熱變色、 變形、 螺釘是否松動(dòng)？2）控制回路端子螺釘是否松動(dòng)？3）主回路的絕緣是否滿足要求？用 500V 搖表對(duì) R、 S、 T 、 P、N、DB、U、V、W和PE之間的絕緣檢測(cè)，在5MQ以上，控制電 路不測(cè)試。4）電解電容是否膨脹、漏液？5）用干燥的壓縮空氣吹去電路板、散熱