變頻器故障維護(hù)
交流變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動技術(shù)重要發(fā)展方向，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。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，同時在使用中也出現(xiàn)了各種各樣的故障。
1 .變頻器的靜態(tài)測試結(jié)果來判斷故障
首先可以對變頻器做一個靜態(tài)的測試，一般通用型變頻器大致包括以下幾個部分(1)整流電路;(2)直流中間電路;(3)逆變電路;(4)控制電路。
靜態(tài)測試主要是對整流電路，直流中間電路和逆變電路部分的大功率晶體管(功率模塊)的一個測試，工具主要是萬用表。 整流電路主要是對整流二極管的一個正反向的測試來判斷它的好壞，當(dāng)然我們還可以用耐壓表來測試。直流中間回路主要是對濾波電容的容量及耐壓的測量，我們也可以觀察電容上的安全閥是否爆開,有否漏液現(xiàn)象等來判斷它的好壞.功率模塊的好壞判斷主要是對功率模塊內(nèi)的續(xù)流二極管的判斷。對于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。
2.通過變頻器的顯示來判斷故障點(diǎn)的所在
(1) OC.過電流故障 這可能是變頻器里面最常見的故障了。首先要排除由于參數(shù)問題而導(dǎo)致的故障。例如電流限制，加速時間過短都有可能導(dǎo)致過電流的產(chǎn)生。然后我們就必須判斷是否電流檢測電路出問題了。以FVR075G7S-4EX為例:我們有時會看到FVR075G7S-4EX在不接電機(jī)運(yùn)行的時候面板也會有電流顯示。電流來自于哪里呢？這時就要測試一下它的3個霍爾傳感器，為確定那一相傳感器損壞,我們可以每拆一相傳感器的時候開一次機(jī)，看是否會有過流顯示，經(jīng)過這樣試驗(yàn)后基本能排除OC故障。
(2) OV.過電壓故障 首先要排除由于參數(shù)問題而導(dǎo)致的故障。例如減速時間過短，以及由于再生負(fù)載而導(dǎo)致的過壓等，然后我們可以看一下輸入側(cè)電壓是否有問題，最后我們可以看一下電壓檢測電路是否出現(xiàn)了故障，一般的電壓檢測電路的電壓采樣點(diǎn)，都是中間直流回路的電壓。我們以三肯SVF303為例，它由直流回路取樣后(530V左右的直流)通過阻值較大電阻降壓后再由光耦進(jìn)行隔離，當(dāng)電壓超過一定值時，顯示“5”過壓(此機(jī)器為數(shù)碼管顯示)我們可以看一下電阻是否氧化變值，光耦是否有短路現(xiàn)象等。
(3) UV.欠電壓 我們首先可以看一下輸入側(cè)電壓是否有問題，然后看一下電壓檢測電路，故障判斷和過壓相同。
(4) FU.快速熔斷器故障 在現(xiàn)行推出的變頻器大多推出了快熔故障檢測功能。(特別是大功率變頻器)以LG030IH-4變頻器為例。它主要是對快熔前面后面的電壓進(jìn)行采樣檢測，當(dāng)快熔損壞以后必然會出現(xiàn)快熔一端電壓沒有，此時隔離光耦動作，出現(xiàn)FU報(bào)警。更換快熔就因該能解決問題。特別應(yīng)該注意的是在更換快熔前必須判斷主回路是否有問題。
(5) OH.過熱 主要引起原因變頻器內(nèi)部散熱不好。我們可以檢查散熱風(fēng)扇及通風(fēng)通道。
(6) SC.短路故障 我們可以檢測一下變頻器內(nèi)部是否有短路現(xiàn)象。檢測一下內(nèi)部線路，可能不一定有短路現(xiàn)象，此時我們可以檢測一下功率模塊有可能出現(xiàn)了故障，在驅(qū)動電路正常的情況下，更換功率模塊，應(yīng)該能修復(fù)機(jī)器。
變頻器故障多種多樣，第一煉鋼車間的維修工接觸較晚，而且對變頻器的基礎(chǔ)知識知之甚少，我們只能在實(shí)踐中不斷總結(jié)，摸索出一套快速有效處理變頻器故障的辦法。
一. 變頻器主要原理基本知識 。
三相380V電網(wǎng)電壓從變頻器的L1, L2, L3輸入端輸入后,首先要經(jīng)過變頻器的整流橋整流,后經(jīng)過電容的濾波，輸出一大約530V左右的直流電壓（這530V也就是我們常用來判斷變頻器整流部分好壞的最常測試點(diǎn)，當(dāng)然整流橋最初是要經(jīng)過斷電測試的）然后經(jīng)過逆變電路，通過控制逆變電路的通斷來輸出我們想要的合適頻率的電壓（變頻器能變頻最主要的就是控制逆變電路的關(guān)斷來控制輸出頻率）,變頻器故障有無數(shù)種，好在現(xiàn)在變頻器都趨于智能化，一般的故障它自己都能檢測，并在控制面版上顯示出其代碼，用戶只需查一下用戶手冊就能初步判斷其故障原因。但有時，變頻器在運(yùn)行中或啟動時或加負(fù)載時，突然指示燈不亮，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，無輸出。這時我們初學(xué)者就不知該怎辦了。其實(shí)很簡單的，我們只要把變頻器的電源斷了。斷電測試一下它的整流部分與逆變部分，大多情況下就能知其故障所在了。這里有一點(diǎn)要千萬注意，斷電后不能馬上測量，因變頻器里有大電容存有幾百伏的高壓，一定要等上十幾分鐘再測，這一點(diǎn)千萬要注意。 變頻器上電前整流橋及逆變電路的測試。具體測量方法如下：
找到變頻器直流輸出端的“＋”與“－”，然后將萬用表調(diào)到測量二極管檔，黑表筆接“＋”，紅表筆分別接變頻器的輸入端L1, L2, L3端，整流橋的上半橋若是完好，萬用表應(yīng)顯示0.3……的壓降，若損壞則萬用表顯示“1”過量程。相反將紅表筆接“－”黑表筆分別接L1, L2, L3端應(yīng)得到上述相同結(jié)果，若出現(xiàn)“1”則證明整流橋損壞。 然后測試其逆變電路，方法如下：將萬用表調(diào)到電阻×10檔將黑表筆接“＋”紅表筆接變頻器的輸出端U, V, W應(yīng)有幾十歐的阻值，反向應(yīng)該無窮大。反之將紅表筆接到“－”重復(fù)上述過程，應(yīng)得到同樣結(jié)果。 這樣經(jīng)過測量在判斷變頻器的整流部分與逆變部分完好時，上電測量其直流輸出端看是否有大約530V高壓，注意有時萬用表顯示幾十伏大家以為整流電路工作了，其實(shí)它并沒工作，它正常工作會輸出530V左右的高壓，幾十伏的電壓是變頻器內(nèi)部感應(yīng)出來的。若沒530V左右高壓這時往往是電源版有問題。有的變頻器就是由于電源版的一小貼片電阻被燒毀，導(dǎo)致電源板不工作，以致使變頻器無顯示無輸出，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，指示燈不亮?！∵@樣就可以初步判斷出變頻器是哪部分出現(xiàn)了故障，然后拆機(jī)維修時就可以重點(diǎn)測試懷疑故障部分。
二. 技術(shù)基礎(chǔ)
（一） 基本術(shù)語篇
1， Electronic Line Shafting—ELS，許多工業(yè)生產(chǎn)線都由多臺機(jī)器組成，各軸之間具有運(yùn)動關(guān)系。過去是使用機(jī)械機(jī)構(gòu)連接各軸，如果使用電子方式連接各軸，各州各有其驅(qū)動馬達(dá)，則稱為“Electronic Line Shafting”（ELS）。2， Auto Tuning(自動調(diào)校)， 常見于磁束向量型變頻器的一種技術(shù)，能自動監(jiān)測（找出）馬達(dá)的參數(shù),如轉(zhuǎn)差頻率/場電流/轉(zhuǎn)矩電流/定子阻抗/轉(zhuǎn)子阻抗/定子感抗/轉(zhuǎn)子感抗等.有了這些參數(shù)后才能作[專據(jù)估算]及[轉(zhuǎn)差(滑差)補(bǔ)償].也因?yàn)榇思夹g(shù),在無編碼器的運(yùn)轉(zhuǎn)下仍能獲得良好的運(yùn)轉(zhuǎn)精度.
3, 無編碼器運(yùn)轉(zhuǎn)，在速度控制上,與舊式variable frenquency變頻器的開回路比較,磁束向量型變頻器內(nèi)部由速度觀測計(jì)算功能達(dá)成閉回路.馬達(dá)側(cè)不用裝編碼器也能達(dá)到良好的速度精度.無編碼器運(yùn)轉(zhuǎn)有如下好處:1),配線精省;2),不必?fù)?dān)心RF雜訊對編碼器低電壓信號的影響;3),在多震動的場合不用擔(dān)心編碼器的高故障率.
4, 變頻器的矢量控制 在AC馬達(dá)中,轉(zhuǎn)子由定子繞組感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場.定子電流含兩部分.一部分影響磁場,另一部分影響馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩.要使用AC馬達(dá)在需要速度與轉(zhuǎn)矩控制的場合,必須能夠把影響轉(zhuǎn)矩的電流分離控制,而磁束矢量控制就能夠分離這兩部分進(jìn)行獨(dú)立控制.(具有大小及方向的物理量稱為矢量)
5, Field WeakeningField Weakening線路可用以減弱馬達(dá)的場電流,改變與磁場的平衡關(guān)系,使馬達(dá)高于基本轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)
6, 定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用 所需轉(zhuǎn)矩大小不因速度而變的場合,常用到[定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用].如傳送帶等負(fù)載.[定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用]通常需要較大的起動轉(zhuǎn)矩.[定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用]在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時易有馬達(dá)發(fā)熱問題,解決的方法:最好(1)加大馬達(dá)功率;(2)使用裝有定速冷卻的變頻器專用馬達(dá)(即馬達(dá)的冷卻方式為強(qiáng)制風(fēng)冷).
7, 變轉(zhuǎn)矩應(yīng)用 多見于離心式負(fù)載,例如泵/風(fēng)機(jī)/風(fēng)扇等,其使用變頻器的目的一般為節(jié)能.比如當(dāng)風(fēng)扇以50%轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時,其所需轉(zhuǎn)矩小于全速運(yùn)轉(zhuǎn)所需.可變轉(zhuǎn)矩變頻器能夠僅給與馬達(dá)所需轉(zhuǎn)矩,達(dá)到節(jié)能效果.次應(yīng)用中短暫的巔峰負(fù)載通常無需給與馬達(dá)額外的能量.故變轉(zhuǎn)矩變頻器的過載能力可以適用于大部分用途.
*定轉(zhuǎn)矩變頻器的過載(電流)能力須為額定值150%/1minute,而可變轉(zhuǎn)矩變頻器所需過載(電流)能力僅需額定值120%/1minute.因?yàn)殡x心式機(jī)械用途中很少會超出額定電流.另外,變轉(zhuǎn)矩用途所需起動轉(zhuǎn)矩也較定轉(zhuǎn)矩用途小.
8, 變頻器專用馬達(dá)
所謂[Inverter-duty Motor],主要特征如下:1),分離式它力通風(fēng)(它力風(fēng)冷);2),10Hz-60Hz為定轉(zhuǎn)矩輸出;3),高起動轉(zhuǎn)矩;4),低噪音;5),馬達(dá)裝有編碼器.*但并非所有稱之為變頻器專用馬達(dá)的馬達(dá)都具有上列特征.
9,關(guān)于調(diào)速：
1）調(diào)速：根據(jù)工況需要調(diào)整設(shè)備運(yùn)行速度，以達(dá)到節(jié)能降耗、減少磨損、按需生產(chǎn)等目的。2）直流調(diào)速（DC Controler/motor）：由直流控制器調(diào)節(jié)直流電機(jī)以達(dá)到調(diào)整速度的目的。3）交流變頻調(diào)速（AC inverter/motor）：由變頻器輸出頻率變化的三相交流電流從而控制交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。4）矢量變頻調(diào)速（AC vector inverter）：通過復(fù)雜的計(jì)算變換，使交流變頻器按照直流電機(jī)的控制方式去控制交流電機(jī)，從而達(dá)到精確速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、提高輸出扭矩等特性。5）伺服控制系統(tǒng)（Servo control system）：在運(yùn)動系統(tǒng)中引入速度反饋或位置反饋元件，通過負(fù)反饋的作用達(dá)到極其精密的的速度控制、定位控制以及高動態(tài)響應(yīng)。
10，幾個常見工業(yè)元件：
1）測速發(fā)電機(jī)（Tacho-generator）：一種轉(zhuǎn)速測量元件，有交流、直流之分。2）旋轉(zhuǎn)變壓器（Resolver）：一種經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)速和角位移測量元件。
3）光電編碼器（Encoder）：一種精密的角位移、轉(zhuǎn)速測量元件，適合在位置控制系統(tǒng)中作為反饋元件。
4）plc：工業(yè)用計(jì)算、控制裝置，實(shí)現(xiàn)邏輯、時序、計(jì)算等控制功能，一般作為整個自動化控制系統(tǒng)的上位主機(jī)。
5）hmi（Human-Machine Interface）：人-機(jī)界面。
6）現(xiàn)場總線（Field-Bus System）：應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場的串行通訊總線系統(tǒng)，大幅度降低接線成本，提高控制的抗干擾能力。 1/7 123456下一頁尾頁
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