韓景艷

【摘 要】針對變頻器使用中的常見故障及抗干擾措施，介紹了變頻器的原理，主要有變頻器充電起動電路故障、變頻器無故障顯示與高速運行、變頻器顯示過流、變頻器顯示過壓故障和變頻器顯示過載故障，探討了變頻器控制回路的抗干擾措施，為安全生產(chǎn)提供了參考建議。

【關(guān)鍵詞】變頻器；控制原理；干擾故障

隨著變頻器在煉化公司中的廣泛應(yīng)用，崗位員工掌握變頻器的結(jié)構(gòu)、主要器件的電氣特性、一些常用參數(shù)及常見故障便越來越顯示出其重要性。

1.變頻器的原理

控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。

2.變頻器常見故障分析

2.1變頻器充電起動電路故障

通用變頻器一般為電壓型變頻器，采用交—直—交工作方式，即是輸入為交流電源，交流電壓三相整流橋整流后變?yōu)橹绷麟妷海缓笾绷麟妷航?jīng)三相橋式逆變電路變換為調(diào)壓調(diào)頻的三相交流電輸出到負載。當變頻器剛上電時，由于直流側(cè)的平波電容容量非常大，充電電流很大，通常采用一個起動電阻來限制充電電流。充電完成后，控制電路通過繼電器的觸點或晶閘管將電阻短路，起動電路故障一般表現(xiàn)為起動電阻燒壞，變頻器報警顯示為直流母線電壓故障，一般設(shè)計者在設(shè)計變頻器的起動電路時，為了減少變頻器的體積選擇起動電阻，都選擇小一些，電阻值在10～50Ω，功率為10～50W。

當變頻器的交流輸入電源頻繁通時，或者旁路接觸器的觸點接觸不良時，以及旁路晶閘管的導(dǎo)通阻值變大時，都會導(dǎo)致起動電阻燒壞。如遇此情況，可購買同規(guī)格的電阻換之，同時必須找出引出電阻燒壞的原因。如果故障是由輸入側(cè)電源頻繁開合引起的，必須消除這種現(xiàn)象才能將變頻器投入使用；如果故障由旁路繼電器觸點或旁路晶閘管引起，則要更換這些器件。

2.2變頻器無故障顯示，但不能高速運行

我廠一臺變頻器狀態(tài)正常，但調(diào)不到高速運行，經(jīng)檢查，變頻器并無故障，參數(shù)設(shè)置正確，調(diào)速輸入信號正常，上電運行時測試出現(xiàn)變頻器直流母線電壓只有450V左右，正常值為580～600V，再測輸入側(cè)，發(fā)現(xiàn)缺了一相，故障原因是輸入側(cè)的一個空氣開關(guān)的一相接觸不良造成的，為什么變頻器輸入缺相不報警仍能在低頻段工作呢？實際上變頻器缺一相輸入時，是可以工作的，多數(shù)變頻器的母線電壓下限為400V，即是當直流母線電壓降至400V以下時，變頻器才報告直流母線低電壓故障。當兩相輸入時，直流母線電壓為380*1.2=452V>400V。當變頻器不運行時，由于平波電容的作用，直流電壓也可達到正常值，新型的變頻器都是采用PWM控制技術(shù)，調(diào)壓調(diào)頻的工作在逆變橋完成，所以在低頻段輸入缺相仍可以正常工作，但因為輸入電壓低輸出電壓低，造成異步電機轉(zhuǎn)矩低，頻率上不去。

2.3變頻器顯示過流

出現(xiàn)這種故障顯示時，首先檢查加速時間參數(shù)是否太短，力矩提升參數(shù)是否太大，然后檢查負載是否太重。如果無這些現(xiàn)象，可以斷開輸出側(cè)的電流互感器和直流側(cè)的霍爾電流檢測點，復(fù)位后運行，看是否出現(xiàn)過流現(xiàn)象，如果出現(xiàn)的話，很可能是1PM模塊出現(xiàn)故障，因為1PM模塊內(nèi)含有過壓過流、欠壓、過載、過熱、缺相、短路等保護功能，而這些故障信號都是經(jīng)模塊控制引腳的輸出Fn引腳傳送到微控器的，微控器接收到故障信息后，一方面封鎖脈沖輸出，另一方面將故障信息顯示在面板上，一般更換1PM模塊。

2.4變頻器顯示過壓故障

變頻器出現(xiàn)過壓故障，一般是雷雨天氣，由于雷電串入變頻器的電源中，使變頻器直流側(cè)的電壓檢測器動作而跳閘，在這種情況下，通常只須斷開變頻器電源1min左右，再合上電源，即可復(fù)位；另一種情況是變頻器驅(qū)動大慣性負載，就出現(xiàn)過壓現(xiàn)象；變頻器的減速停止屬于再生制動，在停止過程中，變頻器的輸出頻率按線性下降，而負載電機的頻率高于變頻器的輸出頻率，負載電機處于發(fā)電狀態(tài)，機械能轉(zhuǎn)化為電能，并被變頻器直流側(cè)的平波電容吸收，當這種能量足夠大時，就會產(chǎn)生所謂的“泵升現(xiàn)象”，變頻器直流側(cè)的電壓會超過直流母線的最大電壓而跳閘，對于這種故障，一是將減速時間參數(shù)設(shè)置長些或增大制動電阻或增加制動單元；二是將變頻器的停止方式設(shè)置為自由停車。

2.5電機發(fā)熱，變頻器顯示過載

對于已經(jīng)投入運行的變頻器如果出現(xiàn)這種故障，就必須檢查負載的狀況；對于新安裝的變頻器如果出現(xiàn)這種故障，很可能是V/F曲線設(shè)置不當或電機參數(shù)設(shè)置有問題，如一臺新裝變頻器，其驅(qū)動的是一臺變頻電機，電機額定參數(shù)為220V/50Hz，而變頻器出廠時設(shè)置為380V/50Hz，由于安裝人員沒有正確設(shè)定變頻器的V/F參數(shù)，導(dǎo)致電機運行一段時間后轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磁飽和，致使電機轉(zhuǎn)速降低，發(fā)熱而過載。所以在新變頻器使用以前，必須設(shè)置好該參數(shù)，另外使用變頻器的無速度傳感器矢量控制方式時，沒有正確的設(shè)置負載電機的額定電壓、電流、容量等參數(shù)，也會導(dǎo)致電機熱過載，如果沒有考慮到在低頻段工作的電機散熱變差的問題，致使電機工作發(fā)熱過載，需加裝散熱裝置。

3.變頻器控制回路的抗干擾措施

由于主回路的非線性（進行開關(guān)動作），變頻器本身就是諧波干擾源，而其周邊控制回路卻是小能量、弱信號回路，極易遭受其它裝置產(chǎn)生的干擾，造成變頻器自身和周邊設(shè)備無法正常的工作。因此，變頻器在安裝使用時，必須對控制回路采取抗干擾措施。

3.1抗靜電耦合干擾措施

指控制電纜與周圍電氣回路的靜電容耦合，在電纜中產(chǎn)生的電勢。在煉化公司廠內(nèi)，加大與干擾源電纜的距離，達到導(dǎo)體直徑40倍以上時，有效的提高了變頻器的抗干擾能力。對于不能加大干擾源電纜距離的，在兩電纜間設(shè)置屏蔽導(dǎo)體，再將屏蔽導(dǎo)體接地。

3.2抗靜電感應(yīng)措施

指電氣回路產(chǎn)生的磁通變化在電纜中感應(yīng)出的電勢。干擾的大小取決干擾源電纜產(chǎn)生的磁通大小。一般將控制電纜與主回路電纜或其它動力電纜分離鋪設(shè)，分離距離通常在30cm以上（最低為10cm），在煉化公司廠內(nèi)，有的主控電纜無法分離，這樣，我們將控制電纜穿過鐵管鋪設(shè)。將控制導(dǎo)體絞合，絞合間距越小，鋪設(shè)的路線越短，抗干擾效果越好，此措施采取之后，干擾明顯減弱。

3.3抗電波干擾措施

指控制電纜成為天線，由外來電波在電纜中產(chǎn)生電勢。必要時將變頻器放入鐵箱內(nèi)進行電波屏蔽，屏蔽用的鐵箱要接地。煉化公司廠內(nèi)暫無此種干擾。

3.4抗接觸不良干擾措施

指變頻器控制電纜的電接點及繼電器觸點接觸不良，電阻發(fā)生變化在電纜中產(chǎn)生的干擾。對繼電器觸點接觸不良，采用并聯(lián)觸點或鍍金觸點繼電器或選用密封式繼電器。對電纜連接點應(yīng)定期做擰緊加固處理。

3.5抗電源線傳導(dǎo)干擾措施

指各種電氣設(shè)備從同一電源系統(tǒng)獲得供電時，由其它設(shè)備在電源系統(tǒng)直接產(chǎn)生電勢。變頻器的控制電源由另外系統(tǒng)供電，在控制電源的輸入側(cè)裝設(shè)線路濾波器；裝設(shè)絕緣變壓器，且屏蔽接地。

4.結(jié)語

采用變頻器作為異步電動機驅(qū)動器，盡管采用先進工藝和器件制造出來的新的可靠性非常高，但是如果使用不當或偶然事件也會發(fā)生造成變頻器的損壞。要想在生產(chǎn)過程中，使用好變頻器，必須要熟悉變頻器的結(jié)構(gòu)原理，了解常見故障，這對安全生產(chǎn)尤為重要。

【參考文獻】

[1]安成平.變頻器的抗干擾措施及常見故障分析[J].青?？萍?，2009，（03）.

[2]李長青.淺析變頻器常見故障分析和預(yù)防措施中國新技術(shù)新產(chǎn)品[J].2011，（18）.