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常见问题

变频器常见故障分析及处理

作者:admin    时间:2019-06-08

变频器一般具有高度的智能化水平和完善的故障检测电路,并能对所有的故障进行精确的定位,在HMI界面做出提示。在实际应用中经常遇到故障主要有光纤故障、过电压故障、缺相故障、过热故障、驱动故障等,现就这些故障发生的原因和处理方式作简要分析。

1 光纤故障

在变频器中功率单元属于高压部分(动力部分),控制器属低压部分,为实现低压与高压隔离,已保证极高的安全性,同时控制器与功率单元有一定的安全距离,为保证在远距离信号传输中仍然具有很好的抗电磁干扰性能,控制器与功率单元之间采用光纤通信技术,光纤及光纤信号发送/接收器作为控制器与功率单元的通信介质。

出现光纤故障一般有以下几种情况:

功率单元与控制器之间的光纤连接头脱落或者接触不良;

光纤信号发送/接收器内部积灰严重;

光纤折断;

光纤通信电路控制板部分器件损坏或者受温度影响工作不稳定,如器件老化、芯片插座松动等。

出现光纤故障时,首先需要判断是功率单元侧出现故障还是控制器侧故障,在不明确哪一侧的情况下,应在变频器断电后,根据HMI界面的故障记录用备用功率单元替换所怀疑有故障的功率单元,然后重新上电,如果故障消失则可判定属功率单元故障,如果故障依然存在则应是控制单元故障,此时应更换控制器中的光纤通信板。

2 过电压故障

变频器过电压故障是各种功率单元内直流母线电压达到危险程度后采取的?;ご胧?,在处理此类故障时要分析清楚故障原因,有针对性地采取相应的措施去处理。

正常情况下,直流母线为三相交流输入线电压的峰值,即如输入为AC400V,则直流母线电压Ud=1.411×400=565.6V。在过电压发生时,直流母线的储能电容电压将上升,但电压上升到一定值时(通常为正常值的10%~20%),变频器的过电压?;ざ?。

而引起变频器中间直流回路过电压的原因主要有两方面:

1)来自电源输入侧的过电压。

正常情况下输入电压波动在额定电压-10%~10%以内,但是特殊情况下,电源电压波动可能过大,由于直流母线电压随电源电压上升,达到?;ぶ凳北淦灯骶鸵蚬缪贡;ぬ?。电源输入侧过电压主要由于电源侧冲击过电压,如雷电引起的过电压、补偿电容在投入或退出时形成的过电压等。主要特点是电压变化率du/dt和幅值都很大,此时最好断开电源进行检查处理。

2)来自负载侧过电压。

由于某种原因使电动机处于再生发电状态,即电动机实际转速比变频器频率决定的同步转速高时,负载的传动系统所储存的机械能经电动机转换成电能,通过各个功率单元逆变桥的四个IGBT管中的续流二极管返回到直流母线,这些能量导致直流回路的电解电容的电压迅速上升引起过电压。

其现场操作的主要处理方法是延长变频器减速时间参数,当变频器拖动大惯性负载时,由于减速时间设定过小,在减速过程中,变频器减速速度过快,而负载由于依靠其自身阻力减速的比较慢,使负载拖动电动机的速度大于变频器频率所对应的速度,电动机处于发电状态。

有些变频器还设置防止减速过电压功能,即在减速过程中,检测直流母线电压达到一定值时,变频器的输出频率不再下降,暂缓减速,待直流母线电压下降后再继续减速,避免出现直流母线过电压。

3 缺相故障

缺陷故障?;な侵副淦灯鞲鞴β实ピ涣魇淙氩嗟缪谷嘀兄辽儆幸幌嗳鄙俣扇〉谋;?,出现缺相时会引起整流??榉⑷?、过流以及直流母线电压降低,虽然在缺相状态下设备也能继续运行,但整流桥中个别器件电流过大及电解电容的脉冲电流过大,长期运行将对变频器的寿命和可靠性造成不良影响,应及时处理。处理时应根据具体原因进行。

主要原因有:电网发生故障或输入电源缺相;移相整流变压器二次侧短路;整流变压器三相进线接线螺栓松动,或者整流变压器与功率单元的连接线路松动故障等;缺相检测?;さ缏芬斐?,这种情况更换检测板即可。

4 过热故障

变频器在运行中由于功率器件整流桥、IGBT管、移相整流变压器等自身消耗功率会散热,内部温度较高,如果热量不及时散出,长期对变频器的寿命大大降低,严重时会引起元器件损坏,功率单元过热?;ぶ饕枪β势骷谝欢ǖ缌飨略诵?,器件基板的温度达到规定的温度时采取的一种?;ご胧?,变频器元器件消耗功率主要包括通泰损耗和开关损耗,其结果使基板温度tc和半导体结温tj上升。

一般能引起功率单元过热原因有以下几方面:环境温度过高,散热效果差,变频器内部温度高;测温元件连接线断开或元件出现故障;功率单元冷却风机故障;进风口或出风口不通畅,风道阻塞或滤网堵塞;变频器长时间过载运行;过温监测电路出现异常。

变频器出现过热故障时,可按以上原因排除处理。

5 驱动单元故障

IGBT是变频器最关键的功率器件,具有电流容量大、工作频率范围宽能优点。对IGBT管的?;ひ话愣嘉缌鞅;?,即IGBT?;さ缏芳觳馐涑龆嘶蛘咧绷骰方诘淖艿缌?,当电流超过设定值时,比较器翻转封锁所有的IGBT驱动器的输入脉冲,使输出电流降为零,同时给CPU处理器发出故障信号。

通常引起变频器驱动故障原因有以下几种:变频器输出短路;功率单元内IGBT被击穿;驱动检测电路损坏;检测电路被干扰。

通常情况下,变频器出现驱动故障后,要杜绝轻易贸然复位变频器后再次重新启动,以防止变频器的二次损坏。正确处理措施是根据监控界面的故障定位找到相应的???,拆开检查IGBT是否损坏。

具体判断方法是:找到功率单元内部直流母线的正极V+及负极V-,用数字万用表二极管档,将黑表笔接到V+,红笔分别接到U、V上,此时表指示数值应该显示在0.4左右,反向则应该显示无穷大;将红表笔接到V-上,重复以上步骤,应得到相同的结果,否则可判断IGBT管已损坏。


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