天地（常州）自動(dòng)化有限公司 徐 征

當(dāng)前，變頻器主要使用在各種變頻設(shè)備中，許多設(shè)備中首選均為變頻器調(diào)速傳動(dòng)方案。交流調(diào)速系統(tǒng)主要是指電子式的電力轉(zhuǎn)換器對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的變頻和調(diào)速。當(dāng)前變頻調(diào)速基本都是使用16位或32單片機(jī)作為控制單元的核心元件，還用數(shù)字化、技術(shù)化加以控制。變頻器的調(diào)速性能與直流的調(diào)速性能基本相同，但是使用變頻器過(guò)程中，維修較為復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障，工作人員很難進(jìn)行快速處理，需要進(jìn)行故障分析。本文主要對(duì)變頻器內(nèi)部主電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并探析故障處理的方法。

1 變頻器內(nèi)部主電路結(jié)構(gòu)

在當(dāng)前的大多數(shù)變壓器中，變壓器均為低頻變壓器，主要是先整流再逆變的結(jié)構(gòu)形式。在變頻器的主電路中，基本是由整流以及逆變兩個(gè)部分組成的（如圖1所示）。在變頻器的輸入端口，電流輸入端一般會(huì)由R、S、T進(jìn)行表示，輸入的電流為380V或者220V的三相交流電流經(jīng)過(guò)D1-D6六個(gè)整流二極管組成為三相整流橋處進(jìn)行整流，形成直流電，電壓被記錄為UD。整流后將直流電流通過(guò)電容器進(jìn)行濾波。在整流濾波后，形成直流電，經(jīng)過(guò)斬波處理后，在經(jīng)過(guò)V1-V6六合晶體管進(jìn)行轉(zhuǎn)變方向，進(jìn)而形成三相逆變電流，進(jìn)行逆變處理，進(jìn)而形成電動(dòng)機(jī)可以使用的三相交流電流[1]。

圖1 變頻器內(nèi)部主電路結(jié)構(gòu)圖

2 變頻器故障類型及其故障處理方法

2.1 電壓超過(guò)固定范圍

變頻器都具有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)，會(huì)發(fā)生過(guò)壓，可能會(huì)損壞變頻器，常見(jiàn)的過(guò)壓主要分為兩種，分別為輸入交流過(guò)壓以及發(fā)電狀態(tài)中過(guò)壓[2]。

輸入交流過(guò)壓是指輸入的交流電源的電壓值高于正常值，一般在節(jié)假日過(guò)程中線路負(fù)載較大時(shí)，電路的電壓會(huì)升高或者線路出現(xiàn)故障時(shí)，指示燈會(huì)提示與報(bào)警，過(guò)一會(huì)再進(jìn)行送電重啟，變頻器即可恢復(fù)正常。

發(fā)電狀態(tài)過(guò)壓主要是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，進(jìn)而使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀況。這種情況在故障中較為常見(jiàn)。第一，當(dāng)變頻器對(duì)大慣性的負(fù)載進(jìn)行拖動(dòng)時(shí)，其減速時(shí)間設(shè)置較短，在減速期間，變頻器輸出的頻率逐漸減小，且減小的速度逐漸加快，負(fù)載方面主要是借助本身阻力進(jìn)行減速，使得負(fù)載拖動(dòng)轉(zhuǎn)速增加，高于正常自身轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。而電動(dòng)機(jī)自身處于發(fā)電狀態(tài)，沒(méi)有回饋功能，對(duì)于問(wèn)題也不能進(jìn)行反饋，導(dǎo)致電壓逐漸升高，超過(guò)相應(yīng)的保護(hù)數(shù)值，變頻器出現(xiàn)故障。第二，當(dāng)多個(gè)電機(jī)共同發(fā)生負(fù)載時(shí)，也可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓?jiǎn)栴}。主要是由于負(fù)荷沒(méi)有進(jìn)行正常分配，即每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是不相同的。例如：兩個(gè)電機(jī)對(duì)同一個(gè)負(fù)載進(jìn)行拖動(dòng)，當(dāng)一個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速較大時(shí)，轉(zhuǎn)速大的那個(gè)電機(jī)為原電機(jī)，而轉(zhuǎn)速較低的電機(jī)會(huì)處于發(fā)電狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)故障，這種故障可能會(huì)導(dǎo)致電壓增加或者變頻器的參數(shù)發(fā)生改變。

2.2 變頻器發(fā)生過(guò)載故障

變頻器的過(guò)載故障主要包括變頻過(guò)載故障以及電機(jī)過(guò)載故障。導(dǎo)致故障出現(xiàn)的原因可能為電機(jī)加速的時(shí)間較短、電網(wǎng)中的電壓過(guò)低或者負(fù)載過(guò)重導(dǎo)致的。在一般情況下，處理方式會(huì)使用延長(zhǎng)加速時(shí)間、對(duì)電網(wǎng)的電壓進(jìn)行檢查等。負(fù)載過(guò)程可能是因?yàn)殡姍C(jī)以及變頻器對(duì)于負(fù)載不能拖動(dòng)，或由于機(jī)械潤(rùn)滑油缺少而引起的，需要對(duì)電機(jī)或變頻器進(jìn)行更換或者加以檢修，進(jìn)行檢測(cè)[3]。

2.3 電壓過(guò)低導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障

電壓過(guò)低可能導(dǎo)致電源的輸入方面存在問(wèn)題，導(dǎo)致線路電壓超載或者線路方面接觸不良。例如：在西門子系列的變頻器中，pmu的液晶屏上顯示：“e”，在這種情況中，變頻器不能夠正常工作，重新進(jìn)行停電或者送電均不可以，在說(shuō)明書中沒(méi)有詳細(xì)介紹，在對(duì)外接的電源進(jìn)行檢查中發(fā)現(xiàn)電壓較低，不能滿足電路中的電壓需求，解決電壓過(guò)低的問(wèn)題后，問(wèn)題解決。

2.4 溫度過(guò)高導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障

溫度過(guò)高也會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障，例如：變頻器發(fā)生溫度過(guò)高的預(yù)警但是檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)傳感器穩(wěn)定正常，這可能來(lái)源于其他干擾將故障屏蔽了。如果遇到類似的故障，可以與變頻器的廠家進(jìn)行聯(lián)系，得到比較好的解決方法[4]。

3 變頻器的日常檢查事項(xiàng)

在使用變頻器之前，要對(duì)變頻器周圍的環(huán)境進(jìn)行觀察，要保證溫度適宜，較為干燥，防止由于溫度過(guò)高，變頻器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，也要防止由于潮濕導(dǎo)致變頻器內(nèi)部部件發(fā)生損壞或斷路。變頻器在運(yùn)行過(guò)程中，要對(duì)其冷卻系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督，觀察風(fēng)道排風(fēng)是否順暢、機(jī)器是否有奇怪的響聲。如果發(fā)現(xiàn)機(jī)器出現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)停止并進(jìn)行修理。在變頻器運(yùn)行過(guò)程中，散熱能力對(duì)變頻器的運(yùn)行有著較大的影響，進(jìn)風(fēng)口是否有灰塵或者阻塞物都是在日常使用檢查中，需要加以注意的[5]。

4 變頻器需要定期進(jìn)行保養(yǎng)

用空氣清掃器對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行清掃，清理風(fēng)道及內(nèi)部的灰塵。檢查變頻器各個(gè)螺絲釘處是否松動(dòng)、插件是否有松動(dòng)的情況，檢查輸入輸出的電阻是否發(fā)生短路的現(xiàn)象。在使用一段時(shí)間后，應(yīng)使用示波器檢測(cè)電源的輸出電壓，看其是否平穩(wěn)。對(duì)測(cè)量驅(qū)動(dòng)器的電路波形進(jìn)行檢測(cè)，觀察是否有其他變化，接觸點(diǎn)是否有燒焦現(xiàn)象，如果嚴(yán)重要進(jìn)行更換。變頻器要定期進(jìn)行檢查，如果沒(méi)有故障，可以一年檢查一次，如果發(fā)生故障，應(yīng)立刻進(jìn)行檢查。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)變頻器進(jìn)行維修是一項(xiàng)集理論工作、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及操作方式相結(jié)合的工作，工作人員的技術(shù)水平影響我國(guó)變頻器的質(zhì)量。作為工作人員，應(yīng)不斷更新相關(guān)知識(shí)，掌握其特點(diǎn)及功能，不斷提升工作質(zhì)量及工作效率，解決一些維修過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，研究出一套合理的故障解決方案，提升自身技術(shù)水平。