變頻器常見故障原因及對策

摘要：隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展及控制理論的發(fā)展，加之變頻器具有高效率的性能和良好的控制特性，目前變頻器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)的速度控制中。但隨之而來的就是變頻器的故障和維修問題。讓變頻器生產(chǎn)廠家來修，存在很多問題，讓本單位維修人員掌握變頻器的常見故障原因與維修技術(shù)，既不受制于人，又能及時(shí)維修，既不影響生產(chǎn)，也提高了效率，降低了成本，乃是上上之策。

隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展及控制理論的發(fā)展，加之變頻器具有高效率的性能和良好的控制特性，目前變頻器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)的速度控制中。但隨之而來的就是變頻器的故障和維修問題。讓變頻器生產(chǎn)廠家來修，方法很簡單，但問題很多，一是廠家不可能及時(shí)來修，這便影響了生產(chǎn)；二是過了保修期廠家維修要收費(fèi)，這又增加了生產(chǎn)成本；三是造成對生產(chǎn)廠家的依賴，不但養(yǎng)成本單位內(nèi)部維修人員的惰性心理，也讓單位受制于變頻器生產(chǎn)廠的控制。所以，讓本單位維修人員掌握變頻器的常見故障原因與維修技術(shù)，既不受制于人，又能及時(shí)維修，既不影響生產(chǎn)，也提高了效率，降低了成本。

一、變頻器欠壓故障的原因及對策：

1、電源缺相

原因：當(dāng)變頻器電源缺相后，三相整流變成二相整流，在帶上負(fù)載后，致使整流后的DC電壓偏低，造成欠壓故障。

對策：檢查變頻器電源的空開或接觸器觸點(diǎn)是否接觸良好，觸點(diǎn)電阻是否太大，輸入電壓是否正常等。

2、變頻器內(nèi)部直流回路的限流電阻或短路限流電阻的晶閘管損壞

原因：當(dāng)限流電阻或短路限流電阻的晶閘管損壞時(shí)，變頻器內(nèi)部的濾波電容就不能充電，造成欠壓故障。

對策：找到電阻或晶閘管損壞的原因(如電機(jī)頻繁起動(dòng)，變頻器容量小和電機(jī)不匹配等)，更換限流電阻或晶閘管。

3、同時(shí)工作或同時(shí)起動(dòng)的變頻器過多

原因：當(dāng)多臺(tái)變頻器同時(shí)起動(dòng)或工作時(shí)，會(huì)造成電網(wǎng)電壓出現(xiàn)短暫的下降，當(dāng)電壓下降持續(xù)時(shí)間超過變頻器允許的時(shí)間(一般變頻器都有一個(gè)允許壓降的最短時(shí)間)時(shí)，就會(huì)造成變頻器的欠壓故障。

對策：盡量減少同時(shí)起動(dòng)或工作的變頻器的臺(tái)數(shù)，變頻器輸入側(cè)加裝AC電抗器，實(shí)在不行就增加供電變壓器的容量。

4、外界或變頻器之間的干擾

原因：外界的干擾或變頻器間的互相干擾可能造成變頻器檢測電子線路非正常工作，導(dǎo)致變頻器的誤報(bào)警。

對策：增強(qiáng)變頻器的抗干擾能力。

二、變頻器過電壓故障的原因及對策：

1、對于無制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元的變頻調(diào)速系統(tǒng)，在停機(jī)時(shí)可能出現(xiàn)過電壓

原因：主要原因是減速時(shí)間設(shè)定太短，造成停機(jī)時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于此時(shí)的轉(zhuǎn)速。

對策：增加減速時(shí)間或加裝制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元。

2、對于有制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元的變頻調(diào)速系統(tǒng)，在制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)過電壓

原因：制動(dòng)電流設(shè)定太大或制動(dòng)的時(shí)間太短，或制動(dòng)加入的時(shí)間過早。

對策：減小制動(dòng)電流或延長制動(dòng)時(shí)間，降低加入制動(dòng)時(shí)的頻率(在頻率降到更低時(shí)再加入制動(dòng))。

3、在變電所或供電線路中投入補(bǔ)償電容時(shí)，導(dǎo)致變頻器發(fā)生過電壓故障

原因：在投入補(bǔ)償電容時(shí)會(huì)引起電網(wǎng)出現(xiàn)尖峰電壓，導(dǎo)致變頻器過電壓故障。

對策：在變頻器輸入側(cè)加裝AC電抗器。

4、制動(dòng)或減速時(shí)間過短

原因：當(dāng)制動(dòng)或減速時(shí)間過短時(shí)，電機(jī)反饋產(chǎn)生的大量能量會(huì)積聚在濾波電容上，從而造成變頻器過電壓。

對策：在滿足控制要求的條件事，適當(dāng)增加或延長制動(dòng)時(shí)間或減速時(shí)間。

5、雷電過電壓

原因：當(dāng)發(fā)生雷電時(shí)，會(huì)造成電網(wǎng)產(chǎn)生高電壓，沖擊變頻器導(dǎo)致過電壓故障。

對策：同上，在在變頻器輸入側(cè)加裝AC電抗器，增強(qiáng)變頻器抗電壓變化的能力。

6、電源過電壓

原因：一般變頻器輸入電壓都允許一定程度的過電壓，但此允許的過電壓持續(xù)有一定的時(shí)間限制的，當(dāng)過電壓持續(xù)一定的時(shí)間后，變頻器會(huì)過電壓報(bào)警。

對策：變頻器DC電壓上限值一般設(shè)定在電壓700V以上，相當(dāng)于輸入AC電源電壓500V左右，比380V超過了30%以上，此種情況很少出現(xiàn)。對短時(shí)間的電源過電壓可以靠加裝AC電抗器來預(yù)防。

三、變頻器過熱故障原因及對策：

1、周圍環(huán)境溫度過高

原因：變頻器內(nèi)部是由無數(shù)個(gè)電子器件構(gòu)成的，其工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，尤其是IGBT工作在高頻狀態(tài)下，產(chǎn)生的熱量會(huì)更多。如果環(huán)境溫度過高，也會(huì)導(dǎo)致變頻器內(nèi)部元器件溫度過高，為保護(hù)變頻器內(nèi)部電路，此時(shí)變頻器會(huì)報(bào)溫度高故障并停機(jī)。

對策：降低變頻器所在場所的溫度，如可以加裝空調(diào)或風(fēng)扇等強(qiáng)制制冷措施。

2、變頻器通風(fēng)不良

原因：如變頻器本身的風(fēng)道堵塞或控制柜的風(fēng)道被阻塞時(shí)，會(huì)影響變頻器內(nèi)部的散熱，導(dǎo)致變頻器過熱報(bào)警。

對策：定期檢修變頻器，清除其風(fēng)道的垃圾，順暢風(fēng)道。

3、風(fēng)扇卡阻或損壞

原因：變頻器風(fēng)扇壞時(shí)，大量的熱量積聚在變頻器內(nèi)部散不出去。

對策：更換風(fēng)扇。

4、負(fù)載過重

原因：當(dāng)變頻器所帶負(fù)載過重(小馬拉大車)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過大的電流，產(chǎn)生大量的熱量，有時(shí)變頻器也會(huì)過熱報(bào)警。

對策：減小負(fù)載或增加變頻器的容量。

四、變頻器過電流的原因?qū)Σ撸?/span>

1、電源電壓過高

2、變頻器輸出短路

3、V/F特性電壓提升太大

原因：如果V/F電壓提升太大，變頻器輸出頻率已經(jīng)比較高了，而電機(jī)轉(zhuǎn)速還比較低(即電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化滯后于變頻器頻率的變化)，就會(huì)造成失速故障，導(dǎo)致變頻器過流故障。

對策：低速電壓提升要在實(shí)際中反復(fù)實(shí)驗(yàn)，不要設(shè)置太大，否則會(huì)導(dǎo)致變頻器一起動(dòng)就發(fā)生過流故障。

4、載波頻率設(shè)置太高

原因：當(dāng)變頻器載波頻率設(shè)置比較高時(shí)，開關(guān)管的開關(guān)速率比較高，發(fā)熱量增加。此時(shí)，變頻器抵抗負(fù)載電流變化的能力減小，當(dāng)負(fù)載電流增大時(shí)，變頻器就有可能過流跳閘。因此，當(dāng)提高變頻器的載波頻率時(shí)，也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低變頻器的負(fù)荷電流。

對策：在滿足調(diào)速要求的前提下，降低變頻器的載波頻率。

5、起動(dòng)加速時(shí)間太短

原因：變頻器輸出頻率的變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化(失速)，造成過電流故障。

對策：延長變頻器的加速時(shí)間。

6、負(fù)載突然增大

原因：負(fù)載突然增大時(shí)，電流也會(huì)隨之增大，當(dāng)電流超過變頻器設(shè)定的過電流值時(shí)，為保護(hù)變頻器內(nèi)部器件，會(huì)報(bào)“過電流”故障跳閘。

對策：分析負(fù)載突變的原因，如有可能，可以適當(dāng)增大變頻器的容量。

7、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械慣性過大，電機(jī)的容量相對偏小

原因：當(dāng)傳動(dòng)機(jī)械慣性大時(shí)，電機(jī)容量又偏小，會(huì)(尤其在剛開始啟動(dòng)時(shí))出現(xiàn)“小馬拉大車”的現(xiàn)象，造成電機(jī)電流偏大，導(dǎo)致變頻器過流跳閘。

對策：對于大慣性負(fù)載，在保證電機(jī)和負(fù)載匹配的前提下，可適當(dāng)提高變頻器低速啟動(dòng)時(shí)的電壓提升，延長變頻器的加速時(shí)間等方法來防止變頻器過流故障的發(fā)生。

8、到某一特定速度時(shí)，突然發(fā)生過電流：

(1)干擾引起過電壓、過電流

(2)機(jī)械共振

9、變頻器內(nèi)整流側(cè)或逆變側(cè)元件損壞。

原因：如斷路器和快速熔斷器都無反應(yīng)，很可能是逆變管(IGBT)損壞。變頻器內(nèi)部元件損壞或檢測和控制電路故障時(shí)，往往表現(xiàn)為變頻器一上電就“過電流”跳閘。

對策：更換元件。

10、變頻器電源側(cè)缺相、輸出斷線，電機(jī)內(nèi)部故障及接地故障

對策：檢查電源及變頻器輸出線路，測量電機(jī)相間及相對地的絕緣電阻。

11、變頻器內(nèi)部檢測電路故障

原因：檢測電路損壞導(dǎo)致變頻器顯示過電流報(bào)警，如：檢測電流的霍爾傳感器由于受溫度、濕度等環(huán)境因素的影響，工作點(diǎn)容易發(fā)生漂移，導(dǎo)致過電流報(bào)警。

對策：更換檢測元件。