發(fā)展歷程

變頻技術(shù)誕生背景是交流電機無級調(diào)速的廣泛需求。傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)因體積大故障率高而應(yīng)用受限。

20世紀(jì)60年代以后，電力電子器件普遍應(yīng)用了晶閘管及其升級產(chǎn)品。但其調(diào)速性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需要。1968年以丹佛斯為代表的高技術(shù)企業(yè)開始批量化生產(chǎn)變頻器，開啟了變頻器工業(yè)化的新時代。

20世紀(jì)70年代開始，脈寬調(diào)制變壓變頻（PWM－VVVF）調(diào)速的研究得到突破，20世紀(jì)80年代以后微處理器技術(shù)的完善使得各種優(yōu)化算法得以容易的實現(xiàn)。

20世紀(jì)80年代中后期，美、日、德、英等發(fā)達國家的VVVF變頻器技術(shù)實用化，商品投入市場，得到了廣泛應(yīng)用。早的變頻器可能是日本人買了英國專利研制的。不過美國和德國憑借電子元件生產(chǎn)和電子技術(shù)的優(yōu)勢，高端產(chǎn)品迅速搶占市場。

步入21世紀(jì)后，國產(chǎn)變頻器逐步崛起，現(xiàn)已逐漸搶占高端市場。上海和深圳成為國產(chǎn)變頻器發(fā)展的前沿陣地。

1、過流

過流是變頻器報警為頻繁的現(xiàn)象。

1.1現(xiàn)象

(1) 重新啟動時，一升速就跳閘。這是過電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象。主要原因有:負(fù)載短路，機械部位有卡住;逆變模塊損壞;電動機的轉(zhuǎn)矩過小等現(xiàn)象引起。

(2) 上電就跳，這種現(xiàn)象一般不能復(fù)位，主要原因有:模塊壞、驅(qū)動電路壞、電流檢測電路壞。

(3) 重新啟動時并不立即跳閘而是在加速時，主要原因有:加速時間設(shè)置太短、電流上限設(shè)置太小、轉(zhuǎn)矩補償(V/F)設(shè)定較高。

1.2 實例

(1) 一臺LG-IS3-4 3.7kW變頻器一啟動就跳“OC”

分析與維修:打開機蓋沒有發(fā)現(xiàn)任何燒壞的跡象，在線測量IGBT(7MBR25NF-120)基本判斷沒有問題，為進一步判斷問題，把IGBT拆下后測量7個單元的大功率晶體管開通與關(guān)閉都很好。在測量上半橋的驅(qū)動電路時發(fā)現(xiàn)有一路與其他兩路有明顯區(qū)別，經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)一只光耦A(yù)3120輸出腳與電源負(fù)極短路，更換后三路基本一樣。模塊裝上上電運行一切良好。

(2) 一臺BELTRO-VERT 2.2kW變頻通電就跳“OC”且不能復(fù)位。

分析與維修:首先檢查逆變模塊沒有發(fā)現(xiàn)問題。其次檢查驅(qū)動電路也沒有異?，F(xiàn)象，估計問題不在這一塊，可能出在過流信號處理這一部位，將其電路傳感器拆掉后上電，顯示一切正常，故認(rèn)為傳感器已壞，找一新品換上后帶負(fù)載實驗一切正常。

2 、過壓

過電壓報警一般是出現(xiàn)在停機的時候，其主要原因是減速時間太短或制動電阻及制動單元有問題。

(1) 實例

一臺臺安N2系列3.7kW變頻器在停機時跳“OU”。

分析與維修:在修這臺機器之前，首先要搞清楚“OU”報警的原因何在，這是因為變頻器在減速時，電動機轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場的速度加快，轉(zhuǎn)子的電動勢和電流增大，使電機處于發(fā)電狀態(tài)，回饋的能量通過逆變環(huán)節(jié)中與大功率開關(guān)管并聯(lián)的二極管流向直流環(huán)節(jié)，使直流母線電壓升高所致，所以我們應(yīng)該著重檢查制動回路，測量放電電阻沒有問題，在測量制動管(ET191)時發(fā)現(xiàn)已擊穿，更換后上電運行，且快速停車都沒有問題。

3、欠壓

欠壓也是我們在使用中經(jīng)常碰到的問題。主要是因為主回路電壓太低(220V系列低于200V，380V系列低于400V)，主要原因:整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)，其次主回路接觸器損壞，導(dǎo)致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導(dǎo)致欠壓.還有就是電壓檢測電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠壓問題。

3.1 舉例

(1) 一臺CT 18.5kW變頻器上電跳“Uu”。

分析與維修:經(jīng)檢查這臺變頻器的整流橋充電電阻都是好的，但是上電后沒有聽到接觸器動作，因為這臺變頻器的充電回路不是利用可控硅而是靠接觸器的吸合來完成充電過程的，因此認(rèn)為故障可能出在接觸器或控制回路以及電源部分，拆掉接觸器單獨加24V直流電接觸器工作正常。繼而檢查24V直流電源，經(jīng)仔細(xì)檢查該電壓是經(jīng)過LM7824穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后輸出的，測量該穩(wěn)壓管已損壞，找一新品更換后上電工作正常。

(2) 一臺DANFOSS VLT5004變頻器，上電顯示正常，但是加負(fù)載后跳“ DC LINK UNDERVOLT”(直流回路電壓低)。

分析與維修:這臺變頻器從現(xiàn)象上看比較特別，但是你如果仔細(xì)分析一下問題也就不是那么復(fù)雜，該變頻器同樣也是通過充電回路，接觸器來完成充電過程的，上電時沒有發(fā)現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象，估計是加負(fù)載時直流回路的電壓下降所引起，而直流回路的電壓又是通過整流橋全波整流,然后由電容平波后提供的，所以應(yīng)著重檢查整流橋，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)該整流橋有一路橋臂開路，更換新品后問題解決。

4 、過熱

過熱也是一種比較常見的故障，主要原因:周圍溫度過高，風(fēng)機堵轉(zhuǎn)，溫度傳感器性能不良，馬達過熱。

4.1 舉例

一臺ABB ACS500 22kW變頻器客戶反映在運行半小時左右跳“OH”。

分析與維修:因為是在運行一段時間后才有故障，所以溫度傳感器壞的可能性不大，可能變頻器的溫度確實太高，通電后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機轉(zhuǎn)動緩慢，防護罩里面堵滿了很多棉絮(因該變頻器是用在紡織行業(yè))，經(jīng)打掃后開機風(fēng)機運行良好，運行數(shù)小時后沒有再跳此故障。

5、輸出不平衡

輸出不平衡一般表現(xiàn)為馬達抖動，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，主要原因:模塊壞，驅(qū)動電路壞，電抗器壞等。

5.1舉例

一臺富士 G9S 11KW變頻器，輸出電壓相差100V左右。

分析與維修:打開機器初步在線檢查逆變模塊(6MBI50N-120)沒發(fā)現(xiàn)問題，測量6路驅(qū)動電路也沒發(fā)現(xiàn)故障，將其模塊拆下測量發(fā)現(xiàn)有一路上橋大功率晶體管不能正常導(dǎo)通和關(guān)閉，該模塊已經(jīng)損壞，經(jīng)確認(rèn)驅(qū)動電路無故障后更換新品后一切正常。

6、過載

過載也是變頻器跳動比較頻繁的故障之一，平時看到過載現(xiàn)象我們其實首先應(yīng)該分析一下到底是馬達過載還是變頻器自身過載,一般來講馬達由于過載能力較強,只要變頻器參數(shù)表的電機參數(shù)設(shè)置得當(dāng),一般不大會出現(xiàn)馬達過載.而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現(xiàn)過載報警.我們可以檢測變頻器輸出電壓,電流檢測電路,等故障易發(fā)點來一一排除故障。

變頻器在接入鼓風(fēng)機之前，電工決定先通電空載測試一下、誰知通電沒多長時間，就發(fā)現(xiàn)冒煙，立刻關(guān)掉電閘。將變頻器打開后，發(fā)現(xiàn)主電路限流電阻很燙。該電工不以為然，在開蓋情況下又通電觀察一次。這一試，電阻倒是不冒煙了，但不一會兒，變頻器便因“欠壓”而跳問了。用萬用表量，該電阻已經(jīng)燒壞。

變頻器容量的確定

合理的容量選擇本身就是一種節(jié)能降耗措施。根據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗，比較簡便的方法有三種：

1）電機實際功率確定發(fā)。首先測定電機的實際功率，以此來選用變頻器的容量。

2）公式法。當(dāng)一臺變頻器用于多臺電機時，應(yīng)滿足：至少要考慮一臺電動機啟動電流的影響，以避免變頻器過流跳閘。

電機額定電流法變頻器。變頻器容量選定過程，實際上是一個變頻器與電機的匹配過程，常見、也較的是使變頻器的容量大于或等于電機的額定功率，但實際匹配中要考慮電機的實際功率與額定功率相差多少，通常都是設(shè)備所選能力偏大，而實際需要的能力小，因此按電機的實際功率選擇變頻器是合理的，避免選用的變頻器過大，使投資增大。對于輕負(fù)載類，變頻器電流一般應(yīng)按1.1N（N為電動機額定電流）來選擇，或按廠家在產(chǎn)品中標(biāo)明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的電機功率來選擇

變頻器故障代碼：OU

“OU”是過電壓錯誤。變頻器在運行過程中檢測出主回路過電壓，200V級：超過410VDC時檢測出 400V級：超過820VDC時檢測出。對策如下：

①再生能力過大（沒有用制動電阻時）

◆需要外加制動電阻。

◆延長減速時間。

◆把變頻器中減速時防止失速動作電壓值下降10V左右（200V級 設(shè)定為380V 400V級設(shè)定為770V）。

②再生處理不動作（用制動電阻時）

◆把減速中防速度功能設(shè)置為無效。

◆把自動加減速功能設(shè)定為無效。

③制動選件布線異常（用制動電阻時）,確認(rèn)制動單元、制動電阻安裝是否正確。

④檢查變頻器供電電壓是否超過額定電壓。

⑤制動電阻選擇的太大（用制動電阻時），更換合適阻值和功率的制動電阻。

⑥變頻器內(nèi)部制動晶體管損壞，需要更換變頻器。