變頻器故障排除

2.1短路保護(hù)若變頻器運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)短路保護(hù)，停機(jī)后顯示“0”，說(shuō)明是變頻器內(nèi)部或外部出現(xiàn)了短路因素。這有以下幾方面的原因:

(1)負(fù)載出現(xiàn)短路這種情況下如果把負(fù)載甩開(kāi)，即將變頻器與負(fù)載斷開(kāi)，空開(kāi)變頻器，變頻器應(yīng)工作正常。這時(shí)我們用兆歐表(或稱搖表)測(cè)量一下電機(jī)絕緣，電機(jī)繞組將對(duì)地短路，或電機(jī)線及接線端子板絕緣變差，此時(shí)應(yīng)檢查電機(jī)及附屬設(shè)施。

(2)變頻器內(nèi)部問(wèn)題如果上述檢測(cè)后負(fù)載無(wú)問(wèn)題，變頻器空開(kāi)仍出現(xiàn)短路保護(hù)，這是變頻器內(nèi)部出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)予以排除。

在逆變橋的模塊當(dāng)中，若IGBT的某一個(gè)結(jié)擊穿，都會(huì)形成短路保護(hù)，嚴(yán)重的可使橋臂擊穿，甚至于送不上電，前面的斷路器將跳閘。這種情況一般只允許再送一次電，以免故障擴(kuò)大，造成更大的損失，應(yīng)聯(lián)系廠家進(jìn)行維修。

(3)變頻器內(nèi)部干擾或檢測(cè)電路有問(wèn)題有些機(jī)子內(nèi)部干擾也易造成此類(lèi)問(wèn)題，此時(shí)變頻器并無(wú)太大的問(wèn)題，只是不間斷的、無(wú)規(guī)律的出現(xiàn)短路保護(hù)，即所謂的誤保護(hù)，這就是干擾造成的。

變頻器的短路保護(hù)一般是從主回路的正負(fù)母線上分流取樣，用電流傳感器經(jīng)主控板的檢測(cè)傳至主控芯片進(jìn)行保護(hù)的，因此這些環(huán)節(jié)上任何一處出現(xiàn)問(wèn)題，都可能造成故障停機(jī)。

對(duì)于干擾問(wèn)題，現(xiàn)低壓大功率的及中高壓變頻器都加了光電隔離，但也有出現(xiàn)干擾的，主要是電流傳感器的控制線走線不合理，可將該線單獨(dú)走線，遠(yuǎn)離電源線、強(qiáng)電壓、大電流線及其他電磁輻射較強(qiáng)的線，或采用屏蔽線，以增強(qiáng)抗干擾能力，避免出現(xiàn)誤保護(hù)。

對(duì)于檢測(cè)電路出現(xiàn)的問(wèn)題，一般是電流傳感器、取樣電阻或檢測(cè)的門(mén)電路問(wèn)題。電流傳感器應(yīng)用示波器檢測(cè)。

若波形不好或出現(xiàn)雜亂波形甚至于無(wú)波形，即說(shuō)明電流傳感器有問(wèn)題，可更換一只新的。對(duì)取樣電阻問(wèn)題，有的機(jī)子使用時(shí)間長(zhǎng)了，其阻值會(huì)變大，甚至于斷路，用萬(wàn)用表可檢測(cè)出來(lái)，應(yīng)予以更換成原來(lái)的阻值的或少小一些的電阻。

對(duì)于檢測(cè)的門(mén)電路，應(yīng)檢查在靜態(tài)時(shí)的工作點(diǎn)，若狀態(tài)不對(duì)應(yīng)更換之。

(4)參數(shù)設(shè)置問(wèn)題對(duì)于提升機(jī)類(lèi)或其他(如拉絲機(jī)、潛油電泵等)重負(fù)荷負(fù)載，需要設(shè)置低頻補(bǔ)償。若低頻補(bǔ)償設(shè)置不合理，也容易出現(xiàn)短路保護(hù)。一般以低頻下能啟動(dòng)負(fù)載為宜，且越小越好，若太高了，不但會(huì)引起短路保護(hù)，還會(huì)使啟動(dòng)后整個(gè)運(yùn)行過(guò)程電流過(guò)大，引起相關(guān)的故障，如IGBT柵極燒斷，變頻器溫升高等。因此應(yīng)逐漸加補(bǔ)償，使負(fù)荷剛能正常啟動(dòng)為最佳。如圖3所示，V1為啟動(dòng)電壓，V0為額定輸出電壓。

(5)在多單元并聯(lián)的變頻器中，若某一單元出現(xiàn)問(wèn)題。勢(shì)必使其他單元承擔(dān)的電流大，造成單元間的電流不平衡，而出現(xiàn)過(guò)流或短路保護(hù)。因此對(duì)于多單元并聯(lián)的變頻器，應(yīng)首先測(cè)其均流情況，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)查找原因，排除故障。各單元的均流系數(shù)應(yīng)不大于5%。

2.2過(guò)流保護(hù)變頻器出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)，代碼顯示“1”，一般是由于負(fù)載過(guò)大引起，即負(fù)載電流超過(guò)額定電流的1.5倍即故障停機(jī)而保護(hù)。這一般對(duì)變頻器危害不大，但長(zhǎng)期的過(guò)負(fù)荷容易引起變頻器內(nèi)部溫升高，元器件老化或其他相應(yīng)的故障。

這種保護(hù)也有因變頻器內(nèi)部故障引起的，若負(fù)載正常，變頻器仍出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)，一般是檢測(cè)電路所引起，類(lèi)似于短路故障的排除，如電流傳感器、取樣電阻或檢測(cè)電路等。該處傳感器波形如圖4所示，其包絡(luò)類(lèi)似于正弦波，若波形不對(duì)或無(wú)波形，即為傳感器損壞，應(yīng)更換之。

過(guò)流保護(hù)用的檢測(cè)電路是模擬運(yùn)放電路。

在靜態(tài)下，測(cè)A點(diǎn)的工作電壓應(yīng)為2.4V，若電壓不對(duì)即為該電路有問(wèn)題，應(yīng)查找原因予以排除。R4為取樣電阻，若有問(wèn)題也應(yīng)更換之。過(guò)流保護(hù)的另一個(gè)原因就是缺相。當(dāng)變頻器輸入缺相時(shí)，勢(shì)必引起母線電壓降低，負(fù)載電流加大，引起保護(hù)。而當(dāng)變頻器輸出端缺相時(shí)，勢(shì)必使電機(jī)的另外兩相電流加大而引起過(guò)流保護(hù)。所以對(duì)輸入及輸出都應(yīng)進(jìn)行檢查，排除故障。

2.3過(guò)、欠壓保護(hù)變頻器出現(xiàn)過(guò)、欠壓保護(hù)，大多是由于電網(wǎng)的波動(dòng)引起的，在變頻器的供電回路中，若存在大負(fù)荷電機(jī)的直接啟動(dòng)或停車(chē)，引起電網(wǎng)瞬間的大范圍波動(dòng)即會(huì)引起變頻器過(guò)、欠壓保護(hù)，而不能正常工作。這種情況一般不會(huì)持續(xù)太久，電網(wǎng)波動(dòng)過(guò)后即可正常運(yùn)行。這種情況的改善只有增大供電變壓器容量，改善電網(wǎng)質(zhì)量才能避免。

當(dāng)電網(wǎng)工作正常時(shí)，即在允許波動(dòng)范圍(380V±20%)內(nèi)時(shí)，若變頻器仍出現(xiàn)這種保護(hù)，這就是變頻器內(nèi)部的檢測(cè)電路出現(xiàn)故障了。

當(dāng)W1調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí)，即會(huì)使過(guò)、欠壓保護(hù)范圍變窄，出現(xiàn)誤保護(hù)。此時(shí)可適當(dāng)調(diào)節(jié)電位器，一般在網(wǎng)電380V時(shí)，使變頻器面板顯示值(運(yùn)行中按住“〈”鍵〉與實(shí)際值相符即可。當(dāng)檢測(cè)回路損壞時(shí)，如圖中的整流橋、濾波電容或R1、W1及R2中任一器件出現(xiàn)問(wèn)題，也會(huì)使該電路工作不正常而失控。如有的機(jī)子R1損壞造成開(kāi)路，使該電路P點(diǎn)得不到電壓，芯片即認(rèn)為該處檢測(cè)不對(duì)而出現(xiàn)欠壓保護(hù)。P點(diǎn)的工作點(diǎn)范圍為1.９~2.１V，即對(duì)應(yīng)其電壓波動(dòng)范圍。

對(duì)于提升機(jī)變頻器，因回饋電網(wǎng)污染，增加了隔離電路，有時(shí)調(diào)節(jié)不當(dāng)也會(huì)出現(xiàn)誤保護(hù)，此時(shí)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的波動(dòng)仔細(xì)調(diào)節(jié)。因提升機(jī)負(fù)載在運(yùn)行中電網(wǎng)是波動(dòng)的，在提升重物時(shí)，電壓下降(有的可降20V)，在下放時(shí)回饋電網(wǎng)電壓升高，可根據(jù)這種變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般是增大W3，減小W2，直至在穩(wěn)態(tài)下適合為止。

2.4溫升過(guò)高保護(hù)變頻器的溫升過(guò)高保護(hù)(面板顯示“5”)，一般是由于變頻器工作環(huán)境溫度太高引起的，此時(shí)應(yīng)改善工作環(huán)境，增大周?chē)目諝饬鲃?dòng)，使其在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作。再一個(gè)原因就是變頻器本身散熱風(fēng)道通風(fēng)不暢造成的，有的工作環(huán)境惡劣，灰塵、粉塵太多，造成散熱風(fēng)道堵塞而使風(fēng)機(jī)抽不進(jìn)冷風(fēng)，因此用戶應(yīng)對(duì)變頻器內(nèi)部經(jīng)常進(jìn)行清理(一般每周一次)。也有的因風(fēng)機(jī)質(zhì)量差運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中損壞，此時(shí)應(yīng)更換風(fēng)機(jī)。還有一種情況就是在大功率的變頻器(尤其是多單元或中高壓變頻器)中，因溫度傳感器走線太長(zhǎng)，靠近主電路或電磁感應(yīng)較強(qiáng)的地方，造成干擾，此時(shí)應(yīng)采取抗干擾措施。如采用繼電器隔離，或加濾波電容等。

2.5電磁干擾太強(qiáng)這種情況變頻器停機(jī)后不顯示故障代碼，只有小數(shù)點(diǎn)亮。這是一種比較難處理的故障。包括停機(jī)后顯示錯(cuò)誤，如亂顯示，或運(yùn)行中突然死機(jī)，頻率顯示正常而無(wú)輸出，都是因變頻器內(nèi)外電磁干擾太強(qiáng)造成的。

這種故障的排除除了外界因素，將變頻器遠(yuǎn)離強(qiáng)輻射的干擾源外，主要是應(yīng)增強(qiáng)其自身的抗干擾能力。特別對(duì)于主控板，除了采取必要的屏蔽措施外，采取對(duì)外界隔離的方式尤為重要。首先應(yīng)盡量使主控板與外界的接口采用隔離措施。我們?cè)诟咧袎杭暗蛪捍蠊β首冾l器及提升機(jī)變頻器中采用了光纖傳輸隔離，在外界取樣電路(包括短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、溫升保護(hù)及過(guò)、欠壓保護(hù))中采用了光電隔離，在提升機(jī)與外界接口電路中采用了PLC隔離，這些措施都有效避免了外界的電磁干擾，在實(shí)踐應(yīng)用中都得到了較好的效果。再一點(diǎn)就是對(duì)變頻器的控制電路(主控板、分信號(hào)板及顯示板)中應(yīng)用的數(shù)字電路，如74HC14、74HC00、74HC373及芯片89C51、87C196等，應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)每個(gè)集成塊都應(yīng)加退耦電容。

每個(gè)集成塊的電源腳對(duì)控制地都應(yīng)加10μF/50V的電解電容并接103(0.01μF)的瓷片電容，以減小電源走線的干擾。對(duì)于芯片，電源與控制地之間應(yīng)加電解電容10μF/50V并接105(1μF)的獨(dú)石電容，效果會(huì)更好些。筆者曾對(duì)一些干擾嚴(yán)重的機(jī)型進(jìn)行過(guò)以上處理，效果較好。對(duì)這類(lèi)故障應(yīng)逐漸積累經(jīng)驗(yàn)，不斷尋求解決途徑。有些機(jī)子使用時(shí)間太久，線路板上的濾波電容容量不夠造成濾波效果差，造成變頻器死機(jī)或失控，這種情況不太好處理，可更換一塊新線路板，一般可解決問(wèn)題。