變頻器常見故障及處理方案
1 引言
交流傳動以其優(yōu)越于直流傳動的特點(diǎn)，在很多場合中都被作為首選的傳動方案?，F(xiàn)代變頻器基本上都采用16位或32位單片機(jī)作為核心，從而實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化控制，調(diào)速性能與直流調(diào)速基本相近，但使用變頻器時，其維護(hù)工作要比直流調(diào)速復(fù)雜，一旦發(fā)生故障，工礦企業(yè)的普通技術(shù)人員就很難處理，這里就變頻器常見的故障、故障產(chǎn)生的原因及處理方法作一分析。
2 參數(shù)設(shè)置類故障
變頻器使用中，是否能滿足傳動系統(tǒng)的控制要求，變頻器的參數(shù)設(shè)置非常重要，如參數(shù)設(shè)置不正確，輕者控制效果不好，重者系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。
2.1 參數(shù)設(shè)置
對于一臺新購置的變頻器，一般在出廠時，廠家對每一個參數(shù)都設(shè)有一個默認(rèn)值，在這些參數(shù)值的情況下，系統(tǒng)是能以面板操作方式正常運(yùn)行的，但僅此，并不能滿足絕大多數(shù)傳動系統(tǒng)的要求，修改變頻器參數(shù)是從以下幾個方面進(jìn)行的：
（1）確認(rèn)電機(jī)參數(shù)
如ABB變頻器在99組參數(shù)設(shè)定電機(jī)的功率，電流，電壓，轉(zhuǎn)速，最大功率，這些參數(shù)都可以從電極名牌中直接得到；
（2）設(shè)定變頻器的啟動方式
一般變頻器在出廠時設(shè)定面板啟動，以西門子變頻器來說，其啟動可以用面板、外部端子、通訊方式等幾種，用戶可根據(jù)實(shí)際情況選擇；
（3）給定頻率方式的選擇
一般變頻器的頻率給定也可以有三種方式，即面板給定、外部電壓或電流給定，通訊給定，當(dāng)然對有些變頻器的頻率給定方式也可以是這三種方式的一種或兩種方式之和。
正確設(shè)置這三個參數(shù)之后，變頻器基本上可以正常運(yùn)行。如要獲得更好的控制效果，則只能根據(jù)實(shí)際情況修改相關(guān)參數(shù)。具體情況參看其使用說明書。
2.2 參數(shù)設(shè)置類故障的處理
一旦發(fā)生了參數(shù)設(shè)置類故障，變頻器都不能正常運(yùn)行，最好是能夠把所有參數(shù)恢復(fù)到出廠值，然后按上數(shù)步驟重新設(shè)置相關(guān)參數(shù)。對于每個公司的變頻器其參數(shù)恢復(fù)方式也不盡相同，對第二、三類參數(shù)可以用改變應(yīng)用宏的方式來恢復(fù)出廠值，西門子MM420/MM440變頻器的AOP面板僅能存儲一組參數(shù)。變頻器選型手冊中介紹AOP面板中能存儲10組參數(shù)，但在用AOP面板作第二臺變頻器參數(shù)的備份時，顯示“存儲容量不足”。解決辦法如下:
（1）在菜單中選擇“語言”項；
（2）在“語言”項中選擇一種不使用的語言；
（3）按Fn+△鍵選擇刪除，經(jīng)提示后按P鍵確認(rèn)。
這樣，AOP面板就可存儲10組參數(shù)。造成這種現(xiàn)象的原因可能是設(shè)計時AOP面板中的內(nèi)存不夠。
3 過壓類故障
對變頻器來說，都有一個正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過這個范圍時就很可能損壞變頻器，常見的過電壓有兩類。
3.1 輸入交流過電壓
這種情況是指輸入交流電源的電壓超過正常值，一般發(fā)生在節(jié)假日線路負(fù)載較輕，電壓升高或者線路出現(xiàn)故障，筆者就經(jīng)常遇到星期一剛上班，變頻器故障指示報警，斷開電源，過一會再送電啟動即可正常。
3.2 發(fā)電狀態(tài)時的過電壓
這種情況出現(xiàn)的概率較高，主要是電動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速還高，而使電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)或者是中頻爐工作于向電網(wǎng)回饋能量時，而變頻器又沒有安裝制動單元引起的，以下情況可引起這一故障。
（1）當(dāng)變頻器拖動大慣性負(fù)載時，其減速時間設(shè)置較小，在減速過程中，變頻器輸出頻率減小的速度快，而負(fù)載靠本身阻力減速較慢，使得負(fù)載拖動電動機(jī)的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出頻率所對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速還要高，電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量回饋功能，因而變頻器直流回路電壓升高，超過其保護(hù)值，出現(xiàn)故障。.
（2）中頻爐或中頻設(shè)備在向電網(wǎng)回饋能量時也會使輸入電壓過高而出現(xiàn)故障。
（3）多個電動機(jī)拖動同一負(fù)載時，也可能出現(xiàn)這一故障.主要是由于沒有負(fù)荷分配所引起的，即多臺電動機(jī)速度不同步.以兩臺電動機(jī)拖動同一負(fù)載為例，當(dāng)一臺電動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于另一臺電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時，則轉(zhuǎn)速較高的電動機(jī)相當(dāng)于原動機(jī)，轉(zhuǎn)速低的電動機(jī)則處于發(fā)電狀態(tài)，易引起故障，處理此類故障可加負(fù)荷分配器，也可修改變頻器參數(shù)。
4 其它故障
4.1 過載
過載故障包括變頻過載和電機(jī)過載。其可能是加速時間太短，電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時間、延長制動時間、檢查電網(wǎng)電壓等。負(fù)載過重，所選的電機(jī)和變頻器不能拖動該負(fù)載，也可能是由于機(jī)械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機(jī)和變頻器；如后者則要對生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修。
4.2 過流
可能是變頻器的輸出短路所引起。這是要對線路及電機(jī)進(jìn)行檢查，如果斷開負(fù)載變頻器還是過流，說明變頻器的逆變電路損壞，應(yīng)修理或更換。如拆開機(jī)器就發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的短路現(xiàn)象，整流模塊和 IGBT 模塊爆裂，短路造成的黑色積炭噴得到處都是，主回路兩個繼電器也爆開，主控板暫時沒有發(fā)現(xiàn)問題，但驅(qū)動部分燒了好幾處，另外儲能大電容一部分都已發(fā)漲，電容板上的兩顆大螺絲接觸處全部燒焦，這就是西門子ECO變頻器的通病，因為所有電量都是要經(jīng)過這兩顆鐵螺絲，一旦鐵螺絲生銹，很容易引起電容的充放電不良，這樣電容發(fā)熱，漏電，發(fā)漲到最后損壞重要器件就不在話下了，為了防止再次接觸不良打火，在上螺絲的同時最好焊上幾股粗銅線，維修觸發(fā)板時不知道參數(shù)的，可以從控制板上完好的器件與損壞相同器件的對比，修復(fù)該板的電壓分別為 -4.7V，-4.44V，更換損壞器件后，可以加電試驗，試驗步驟按主回路到控制空載，負(fù)載分別運(yùn)行檢查。加電試驗前為保證器件安全，防止再次損壞重要器件，大容量電容器暫時不要裝止，用兩只小容量電容器代替，為了保護(hù)IGBT，電容器到IGBT的供電回路最好是串聯(lián)白熾燈泡（也就是接個假負(fù)載），通電后如果顯示正常，可以啟動變頻器，再測量6個觸發(fā)脈沖，如果信號正常，可以去掉電容器與IGBT之間的燈泡，裝上大電容器進(jìn)行空載運(yùn)行，正常后再接負(fù)載運(yùn)行，經(jīng)調(diào)試機(jī)器后一般可恢復(fù)正常。
4.3 欠壓
說明電源輸入電路有問題，可能是線路嚴(yán)重超載，或是線路接觸不良所引起。西門子6SE70系列變頻器的PMU面板液晶顯示屏上顯示字母“E”，出現(xiàn)這種情況時，變頻器不能工作，按P鍵及重新停送電均無效，查操作手冊又無相關(guān)的介紹，在檢查外接DC24V電源時，發(fā)現(xiàn)電壓較低，解決后，變頻器工作正常。
4.4 溫度過高
另外變頻器還有溫度過高故障，如發(fā)生溫度過高報警，經(jīng)檢查溫度傳感器正常，則可能是干擾引起的，可以把故障屏蔽，另外還應(yīng)檢查變頻器的風(fēng)扇及通風(fēng)情況。對于其它類型的故障，最好與廠家聯(lián)系，獲得快速可行的解決方法。
4.5 其他
最后說明的是，一旦變頻器發(fā)生硬件故障，如整流、逆變電路等?？赡躀GBT模塊損壞，大多情況下會損壞驅(qū)動元器件。最容易損壞的器件是穩(wěn)壓管及光耦。反過來如驅(qū)動電路的元件有問題如電容漏液、擊穿、光耦老化，也會導(dǎo)致IGBT模塊燒壞或變頻輸出電壓不平衡。檢查驅(qū)動電路是否有問題，可在沒通電時比較一下各電路觸發(fā)端電阻是否一致。通電開機(jī)可測量觸發(fā)端的電壓波形。但是有的變頻器不裝模塊開不了機(jī)，這時在模塊P端串入假負(fù)載防止檢查時誤碰觸發(fā)端或其他線路燒壞模塊。如此時變頻器已嚴(yán)重?fù)p壞（可以通過測量輸入及輸出端有無短路），則要有專門的技術(shù)人員維修，一般不得再次通電，以免擴(kuò)大故障范圍。
5 結(jié)束語
變頻器的科技含量較高，是強(qiáng)電與弱電相結(jié)合的設(shè)備，因此其故障多種多樣。只能從實(shí)踐中不斷的總結(jié)、探索出一套快速有效處理變頻器故障的辦法。以上只是筆者在實(shí)踐中的一點(diǎn)心得。希望與大家共同討論，同時我們也希望更好的為廣大客戶服務(wù)。