楊雄

摘要：變頻器是一種重要的電氣設備，通過改變交流電動機的供電頻率，從而實現(xiàn)對交流電動機轉速的調整，有利于提高電氣設備的控制精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量，在各個行業(yè)的生產(chǎn)和控制活動中發(fā)揮著重要的應用價值。本文對變頻器的結構和技術原理進行了分析，并探討了變頻器常見故障及改善措施。

關鍵詞：變頻器；常見故障；改善措施

引言

伴隨社會整體不斷進步，我國科技水平得到明顯提升，變頻技術也日益完善成熟，越來越多的變頻設備被應用在各行業(yè)中?，F(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展越來越趨向于自動化控制，而自動化控制又離不開變頻器控制，所以隨著變頻器技術的日趨完善和成熟，現(xiàn)在很多企業(yè)已經(jīng)把變頻器引用到了生產(chǎn)和控制操作中。雖然變頻器具有功能強大、可行性強以及完善的檢測保護功能等優(yōu)點，但是在實際應用過程中，由于工作人員對變頻器存在使用不當、操作有誤、維護不及時等諸多因素，還是經(jīng)常會發(fā)生各種故障。相關工作人員要快速準確地判斷出變頻器各種故障，并根據(jù)不同情況采取及時的、正確的維護對策，進而促進各種生產(chǎn)連續(xù)運行及企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。

1變頻器簡介

1.1基本結構

變頻器是由眾多的半導體電子元件、電力電子元件和電器元件組成的復雜裝置，其結構多采用單元化或模塊化形式，如圖1所示。變頻器由主回路、邏輯控制回路、電源回路、IPM驅動及保護回路、冷卻風扇等幾部分組成。由于變頻器電路板多采用SMT表面貼裝技術，在變頻器故障診斷中，因檢測儀器、技術資料及技術水平等因素，在工程上一般只限于根據(jù)故障情況找出故障的單元或模塊，即只做單元級或板級變頻器內的控制電路框圖檢查維修。

1.2技術原理

變頻技術的基本原理就是通過調整電源的頻率實現(xiàn)對電動機轉速的控制。交流電動機主要包括同步電動機和異步電動機，其轉速表達式為：

；其中 ，式中n表示轉子速度，n0表示電機同步轉速，s表示轉差率，表示電源頻率，p表示電機極對數(shù)，通過公式可以發(fā)現(xiàn)，電源頻率、極對數(shù)、轉差率三個方面的改變可以實現(xiàn)電機的轉速改變，其中變頻調速是最穩(wěn)定和簡單的調速技術，這就需要發(fā)揮變頻器的變頻技術，實現(xiàn)對電動機的調速。在現(xiàn)代工業(yè)設備中，變頻器主要采用VVVF控制方式，即保持電壓和頻率的比例系數(shù)不變，即改變電源頻率的同時，對輸出電壓進行有效控制，這種變頻調速技術叫做恒U/f控制。

2變頻器常見故障分析及處理

2.1控制電路故障

控制電路故障主要包括主控制電路板、開關電源板、功率變換器、濾波電容等方面的故障。該故障主要表現(xiàn)為+5V、+12V直流開關電源電路燒壞、整流橋濾波電容擊穿、中間直流回路故障、功率變換器因過熱燒壞、控制電路板輸出繼電器燒壞、驅動電路故障、充放電電路故障等。針對變頻器整流模塊損壞，可以更換整流模塊，要求其在與散熱片接觸的面上均勻地涂上一層傳熱性能良好的硅脂，再緊固安裝螺絲。如果沒有同型號整流模塊時，可用同容量的其他類型的整流模塊代替。

2.2過壓欠壓故障

每個變頻器在工作中都存在一個固定額度的電壓工作范圍，一旦變頻器工作電壓超出這個固定的范圍，那么很容易導致變頻器的損壞，同時變壓器也將體現(xiàn)相應的故障代碼。針對過壓故障，首先要排除由于參數(shù)問題而導致的故障，例如：減速時間過短，以及由于再生負載而導致的過壓等，然后，檢查電壓檢測電路是否出現(xiàn)了故障。出現(xiàn)欠壓故障時，可以先看一下輸入端電壓是否偏低、缺相，然后看一下電壓檢測電路故障。電壓類故障可以通過對時間設定的減速或是轉矩功能的設定，將問題進行有效的解決。

2.3溫度過高故障

變頻器對散熱有著較高的要求，由于變頻器溫度較高、風機損壞、溫度傳感器性能不良或者電機過熱等原因會經(jīng)常性的造成變頻器過熱繼而出現(xiàn)故障。一般來講，變頻器通常會在內部對冷卻風扇進行安裝，并利用垂直安裝的方法來對冷卻循環(huán)效果進行確保，保證空氣能夠從下向上進行流通。在實際的使用過程當中，工作人員還應當對變頻器的冷卻風扇進行定期的檢查，并保證其具有一定的溫度控制，如果沒有溫度控制系統(tǒng)，則應該使得冷卻風扇能夠與變頻器進行工作聯(lián)動。

2.4參數(shù)設置不當

該故障主要發(fā)生在注聚泵用低壓變頻器，故障主要表現(xiàn)為起動時并不立即跳閘，運行過程中跳閘?？赡茉蛴校罕霉ぷ鳡顟B(tài)不穩(wěn)定；設備負荷若水泵管線等壓力過大；升速時間設定太短；減速時間設定太短；矩補償設定較大；引起低速時空載電流過大；設備的電子熱繼電器整定值不合理，動作電流值設定得偏小引起誤動作。針對這一故障的預防措施及解決辦法：根據(jù)生產(chǎn)設備的運行情況，及時對變頻器的生產(chǎn)參數(shù)進行調整，使各類參數(shù)能夠滿足生產(chǎn)要求。

3變頻器改善措施

3.1做好運行監(jiān)測

在實際的工業(yè)生產(chǎn)中可以安排工作人員將變頻器運行狀態(tài)進行監(jiān)測，可以在變頻器正常運行時或者在不拆卸其蓋板的前提下對變頻器進行通電和啟動試驗時，對變頻器的運行狀況進行監(jiān)測，用以排查各種異常情況。工作人員要檢查并記錄記錄運行中的變頻器輸出三相電壓和三相輸出電流，并注意比較它們之間的平衡度，另外檢查記錄環(huán)境溫度，變頻器運行溫度，察看變頻器有無震動、異響，風扇是否正常等，對記錄的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析，做好變頻器的運行狀態(tài)監(jiān)測。工作人員將變頻器輸出頻率、輸出電壓電流以及散熱器溫度等參數(shù)每天進行詳細記錄并與正常數(shù)據(jù)進行比對，這樣做可以將故障消除在隱患階段。如果故障已經(jīng)出現(xiàn)，也需要對故障代碼以及故障時變頻器的運行工況進行詳細記錄，為以后的維修工作提供參考。

3.2加強維護保養(yǎng)

相關運行維護人員必須做到變頻器每季度保養(yǎng)一次，條件差的做到每月保養(yǎng)一次，對變頻器內部的積灰、臟物等進行徹底清理。使將變頻器保持清潔，操作面板清潔光亮；日常保養(yǎng)也要認真檢查容易受損的元器件是否異常，各連接線和插件是否連接緊密，變頻器是否有異常氣味等。認真填寫檢查記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時匯報。在除污的同時要仔細檢查變頻器，察看有無發(fā)熱變色部位，電阻有無開裂現(xiàn)象，電解電容有無膨脹漏液、防爆孔突出等現(xiàn)象，PCB板是否異常，有無發(fā)熱變色部位，保養(yǎng)結束后，一定要進行試機，確保變頻器工作正常。此外，每半月檢查記錄運行中的變頻器輸出三相電壓和三相輸出電流，并注意比較它們之間的平衡度，另外檢查記錄環(huán)境溫度，變頻器運行溫度，察看變頻器有無震動、異響，風扇是否正常等，對記錄的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、比較和分析，做好變頻器的運行狀態(tài)監(jiān)測。

結束語

總而言之，變頻器的應用給大型設備的調速、節(jié)約電能等帶來很大便利，提升了企業(yè)的安全生產(chǎn)水平。變頻器的正常運行需滿足一定的工作環(huán)境，管理和維護方面的不當導致一些故障發(fā)生后不能及時處理。因此，必須重視變頻器維護工作，保證變頻器工作的穩(wěn)定性及安全性，促進企業(yè)各項工作運行質量進一步提高。

參考文獻：

[1]朱立龍.對變頻器常見故障及解決方案的研究[J].電子技術與軟件工程，2014，（19）：125-126.

[2]蔣勇.工業(yè)變頻器常見故障分析與處理[J].機電信息，2011，（33）：103+105.endprint