摘要 介紹變頻器的調(diào)速原理、調(diào)速方法與過(guò)去的滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速相比之下的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)由于受到使用環(huán)境、使用年限以及人為操作上的因素，變頻器出現(xiàn)一些如過(guò)電流、欠壓、短路等常見(jiàn)的故障作出相應(yīng)的處理方法。

關(guān)鍵詞 變頻器 調(diào)速原理 調(diào)速方法 優(yōu)點(diǎn)常見(jiàn)故障與對(duì)策

引言

隨著電力電子技術(shù)，微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用，變頻交流調(diào)速已逐漸取代了過(guò)去的滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的許多領(lǐng)域，變頻器的優(yōu)點(diǎn)也越來(lái)越明顯。但由于受到使用環(huán)境、使用年限以及人為操作上的一些因素，變頻器的使用壽命大為降低，同時(shí)在使用中也出現(xiàn)了各種各樣的故障。下面就變頻器的調(diào)速原理、調(diào)速方法、優(yōu)點(diǎn)和一些常見(jiàn)故障及對(duì)策和大家做一個(gè)簡(jiǎn)要的探討。

1 變頻器的調(diào)速原理

交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為：

n=60f(1－s)／p

由公式知，改變電源的頻率時(shí)，因同步轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比變化，故異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n也隨之改變?？梢?jiàn)變頻器調(diào)速是利用電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨頻率變化的特性，通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的供電頻率進(jìn)行調(diào)速的。

2 變頻器的調(diào)速方法

變頻器是用靜止變頻裝置(晶閘管)構(gòu)成變頻電源對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速，它采用間接變換方式(交一直一交變頻)把交流電通過(guò)整流器變成直流電，再用逆變器將直流電變?yōu)轭l率可調(diào)整的交流電供給異步電動(dòng)機(jī)。如下圖：

AC／f1——整流器-DC——逆變器——AC／F2

3 變頻器的優(yōu)點(diǎn)

3.1節(jié)約能源[舉例：在泵、鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的使用中，由公式n=60f(1－s)／p知轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，即改變電源頻率就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。理論上，流量(風(fēng)量)與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，水壓(或風(fēng)壓)與轉(zhuǎn)速的平方成正比，所以軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比?？梢?jiàn)，與調(diào)節(jié)閥門(mén)相比，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速具有十分明顯的節(jié)能效果。

3.2減少啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊(無(wú)變頻器啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流是電動(dòng)機(jī)額定電流的5～7倍)。

3.3減低噪聲，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)和自由停車。

3.4運(yùn)行方便、準(zhǔn)確，減少了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.5延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減少了設(shè)備的維護(hù)量和維護(hù)費(fèi)用。

3.6在泵的使用上消除了泵的喘振現(xiàn)象，使泵處于最佳運(yùn)行工況狀態(tài)。

4 變頻器的靜態(tài)測(cè)試結(jié)果來(lái)判斷故障

一般通用型變頻器大致包括以下幾個(gè)部分(1)整流電路(2)直流中間電路(3)逆變電路(4)控制電路。我們可以對(duì)變頻器不使用時(shí)做一個(gè)測(cè)試，測(cè)試主要是針對(duì)整流電路，直流中間電路和逆變電路部分的大功率晶體管(功率模塊)，主要工具是萬(wàn)用表。整流電路部分是測(cè)試整流二極管的正反向來(lái)判斷它的好壞，當(dāng)然我們還可以用耐壓表來(lái)測(cè)試。直流中間回路主要測(cè)量濾波電容的容量和耐壓值，我們也可以從觀察電容上的安全閥是否裂開(kāi)，有無(wú)漏液等來(lái)判斷它的好壞，功率模塊的好壞判斷主要是對(duì)功率模塊內(nèi)的續(xù)流二極管的判斷。對(duì)于IGBT模塊我們還需判斷在有觸發(fā)電壓的情況下能否導(dǎo)通和關(guān)斷。

5 通過(guò)變頻器的顯示來(lái)判斷故障點(diǎn)的所在

5.1過(guò)電流故障

過(guò)電流故障是變頻器里面最常見(jiàn)的故障。我們首先要排除由于元器件的參數(shù)問(wèn)題而導(dǎo)致的故障。例如過(guò)電流能力，加速時(shí)間過(guò)短都有可能導(dǎo)致過(guò)電流的產(chǎn)生。然后我們判斷是否電流檢測(cè)回路出現(xiàn)了問(wèn)題。我們有時(shí)會(huì)看到變頻器在不接電動(dòng)機(jī)通上電源的時(shí)候面板也會(huì)有電流顯示。電流是來(lái)自于哪里呢?這時(shí)就需要測(cè)試一下它的3個(gè)霍爾傳感器，為確定那一相傳感器損壞，我們可以每拆一相傳感器的時(shí)候開(kāi)一次機(jī)，看是否會(huì)有過(guò)流顯示，經(jīng)過(guò)這樣的試驗(yàn)后基本能排除過(guò)電流故障。

5.2過(guò)電壓故障

我們首先要排除由于元器件的參數(shù)問(wèn)題而導(dǎo)致的故障。例如減速時(shí)間過(guò)短，以及由于再生負(fù)載而導(dǎo)致的過(guò)壓等，然后我們可以看一下輸入電壓是否高出額定電壓很多，最后我們可以看一下電壓檢測(cè)回路是否出現(xiàn)了故障，一般的電壓檢測(cè)回路的采樣電壓，都是中間直流回路的電壓。它由直流回路取樣后(550V左右的直流)通過(guò)阻值較大的電阻降壓后再由光耦合進(jìn)行隔離，當(dāng)電壓超過(guò)一定值時(shí)，顯示過(guò)電壓的標(biāo)示符號(hào)，我們可以看一下電阻是否因氧化而變值，光耦合回路是否有短路現(xiàn)象等。

5.3欠電壓

我們首先可以看一下輸入電壓是否有問(wèn)題，然后看一下電壓檢測(cè)電路，故障判斷和過(guò)電壓故障判斷相同。

5.4快速熔斷器故障

在現(xiàn)行推出的變頻器大多推出了快速熔斷器故障檢測(cè)功能。特別是大功率變頻器，它主要是對(duì)快速熔斷器前面和后面的電壓進(jìn)行采樣檢測(cè)，當(dāng)快速熔斷器損壞以后必然會(huì)出現(xiàn)快速熔斷器一端沒(méi)有電壓，此時(shí)隔離光耦合動(dòng)作，出現(xiàn)熔斷報(bào)警。更換快速熔斷器就應(yīng)該能解決問(wèn)題。特別應(yīng)該注意的是在更換快速熔斷器前必須判斷主回路有無(wú)問(wèn)題。

5.5過(guò)熱

引起過(guò)熱的主要原因是變頻器內(nèi)部散熱不好。我們可以檢查散熱風(fēng)扇出現(xiàn)故障或通風(fēng)通道出現(xiàn)了堵塞問(wèn)題。

5.6短路故障

我們可以檢測(cè)一下變頻器內(nèi)部是否有短路現(xiàn)象。我們檢測(cè)一下內(nèi)部線路，可能不一定有短路現(xiàn)象，此時(shí)我們可以檢測(cè)一下功率模塊有可能出現(xiàn)了故障，在驅(qū)動(dòng)電路正常的情況下，更換功率模塊，應(yīng)該能修復(fù)機(jī)器。