圖1 變頻器的基本構成

整流電路模塊的作用是將三相交流電整流成直流電；逆變電路模塊的作用是有規(guī)律地控制變頻器中主開關裝置的接通和斷開，得到任意頻率的三相交流電；中間的直流環(huán)節(jié)模塊是用來緩沖無功的?？刂齐娐纺K是變頻器的指揮中心，主要由運算電路、檢測電路、控制信號輸入、輸出電路和驅動電路組成，主要完成變頻器的開關控制、整流器的電壓控制和完成各種保護功能，但也經(jīng)常出現(xiàn)故障。

一、故障類型及產生原因

1、故障類型

當變頻器不能正常工作時就可能發(fā)生故障。按所在部位不同變頻器常見故障有以下幾種：

?電源故障
指變頻器所接電網(wǎng)存在的故障，如電網(wǎng)本身過電壓、欠電壓、三相不平衡、主開關接觸不良或損壞及熔斷器熔斷造成的缺相等。

?內部故障

指變頻器本身的故障，可能發(fā)生在直流環(huán)節(jié)，如短路、直流過壓、欠壓等。逆變環(huán)節(jié)，如輸出過電壓、欠電壓、不平衡和過電流等。控制環(huán)節(jié)，發(fā)生的故障較多。

?負載故障
指電動機故障，如斷相、過載、短路等。
當出現(xiàn)故障時，變頻器將拒絕某些操作，主要是它的保護環(huán)節(jié)起作用。
2、故障原因
變頻器在使用過程中，會出現(xiàn)各種故障現(xiàn)象。產生故障的原因也很多，概括起來有兩種原因：

?外部原因

由變頻器外部因素引起，如操作錯誤、參數(shù)設定不正確、負載過重、外部冷卻風扇損壞、溫度過高、外界干擾、電網(wǎng)本身有問題等。

?內部原因
由變頻器內部因素引起，如短路、接地元件損壞、絕緣破損、接插件接觸不良、模塊損壞等。在處理故障時，針對不同的原因采取對應的解決辦法。

二、故障診斷與處理  

故障診斷的任務是確定故障的性質，查出產生故障的原因和部位，以便迅速處理排除故障，恢復其功能，及時投入運行。在診斷過程中應借助一些儀器儀表和變頻器自診斷系統(tǒng)綜合分析。

1、故障診斷的過程 

?詢問用戶變頻器的故障現(xiàn)象和查看變頻器指示等情況，包括故障發(fā)生前后外部環(huán)境的變化。例如，電源的異常波動、負載的變化等。

?根據(jù)用戶的故障描述，分析可能造成此類故障的原因。

?打開被維修的設備，確認被損壞的部位，分析維修恢復的可行性。

?根據(jù)被損壞器件的工作位置，通過閱讀電路，分析電路工作原理，從中找出損壞器件的原因，以及一些相關的電子電路。

?尋找相關的器件進行替換。

?在確定所有可能造成故障，所有原因都排除的情況下，通電進行實驗，在做這一步檢查的時候，一般要求所有的外部條件都具備，并且不會引起故障的進一步擴大。

?在檢修設備工作正常的情況下，就可以進入系統(tǒng)測試。
      2、診斷方法

?故障樹診斷法
故障樹診斷法要求先列出系統(tǒng)或設備可能出現(xiàn)的故障，再將引起每個故障發(fā)生的直接原因包括硬件、環(huán)境、人為因素等，用適當?shù)倪壿嫲阉麄兣c故障連接起來，構成一棵故障診斷樹，如圖2所示。診斷時按樹由下而上逐級檢查，直到把故障找出為止。在故障較多時，此法診斷方便快捷。從每個枝的基部開始檢查，直到找出故障的性質、原因、部位為止。當找到的一個故障排除后，故障現(xiàn)象仍存在，說明還有另外故障存在，必需再檢查試驗，直到故障全部查清。

?人工與自診斷結合法
變頻器自動診斷只能查出故障的性質與部位，而原因不易找出，有時自診斷還有誤導之嫌，就得人工診斷。此時須根據(jù)自動診斷信息，把可能引起此信息的故障列舉出來，再逐個檢查疑點，縮小范圍，最終查出原因和部位。

?對比診斷法
主要指現(xiàn)象的對比，如切斷某一部分電路，更換某一元件，比較切斷與不切斷、更換與不更換現(xiàn)象是否一樣，如果現(xiàn)象相同說明故障仍然存在，故障原因與原電路、元件無關。如果故障消失，則說明故障根源出于此電路或元件。此法常用在有同型號的變頻器中。

      1、直流過電壓故障舉例

?變頻器所接電網(wǎng)電壓超過額定范圍，因此整流后直流電壓高過允許值。

?電機減速時間設定太短，降速過快，反饋能量使濾波電容充電的電壓迅猛增加，形成高壓。

?并聯(lián)接在濾波器旁的制動電阻沒有接通。不能消耗反饋電能，對抑制泵升電壓不起作用，電容上的電壓高于允許值。 列出疑點以后逐條檢查、試驗。在檢查時先檢查減速時間設定是否正常，正常的話進入下一疑點，用電壓表測量電源電壓，正常就檢查制動電阻是否接通。按照上述步驟檢查試驗，發(fā)現(xiàn)與制動電阻相接的開關不能閉合。

2、變頻器的變頻功能失控故障舉例

某廠一臺拖動潛污泵的安川616p5變頻器，在線停機4個多月恢復運行時發(fā)現(xiàn)，自開機的整個運行過程中，屏顯50hz的頻率，表顯78a電流，不能更改。按照工藝要求泵機應在50hz以下范圍內運行。顯然，變頻器的變頻功能失控。 現(xiàn)對故障進行分析與檢測。變頻器能運行在50hz的工頻中且輸出380v的電壓，泵機運行。這些現(xiàn)象表明功率模塊輸出正常，控制電路失常。616p5是通用型變頻器，它的控制電路核心元件是一塊內含cpu的產生脈寬調制信號的專用大規(guī)模集成電路l7300526a。該變頻器通常處在遠程傳輸控制中，從控制端子接受4~20ma的電流信號。根據(jù)通用型變頻器工作原理，“頻率設定不可調”故障現(xiàn)象，可能來自兩個單元電路:

?a/d轉換器。

?pwm的調制信號。

本著先易后難的檢修思路，為排除a/d轉換電路的隱患，采用排斥法檢測。首先卸掉控制端子相關電纜，改用鍵盤輸入頻率設定值, 屏顯故障現(xiàn)象依舊。

四、綜述 

變頻器的應用越來越廣泛，其日常維護管理中，會經(jīng)常遇到故障診斷和處理。本文介紹了一般變頻器的故障診斷方法，供維修人員參考，有助于保證生產的順利進行，節(jié)約維修成本。

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