浅析提高变频器使用效果

[摘要]随着工业自动化的迅速发展，作为其重要组成部分的变频器得到广泛的应用。变频器工作性能的稳定性直接影响自动控制系统的控制精度和使用效率，故如何提高其使用效果的问题也日显突出。作好变频器的故障分析和检测工作，既可以提高设备运行水平，降低设备维修费用，又能提高设备维护人员分析问题、解决问题的能力，积累现场工作经验，提高其故障诊断能力，从而缩短设备维护、维修的时间，提高其工作效率。在变频器使用过程中，变频器过电流故障是常见故障之一，下面就变频器过电流方面的问题进行探讨。

[关键词]变频器 过电流 判断

中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2009）0720012－01

一、变频器故障现象及故障类型

1．故障现象。变频器在运行过程中或转速升、降过程中过电流跳闸。

2．故障类型。加速过电流、减速过电流、恒速过电流。

二、变频器故障原因分析

变频器的故障原因可以分为两个方面：变频器内部故障和外部设备故障。

（一）变频器内部常见故障

1．参数设置不正确，如PID调节器的P参数、I参数设定不合理，超调过大，造成变频器输出电流振荡，加减速时间设定太短等。

2．变频器内部硬件故障，如变频器本身受到电磁干扰引起误动作、不工作或工作异常；变频器的检测元件故障引起过电流保护动作；变频器的整流侧和逆变侧元器件损坏引起电路过电流；变频器电源回路异常引起工作不正常等。

（二）外部常见故障

1．变频器容量选择不当，与负载特性不匹配，引起过电流。

2．电机负载突变，引起大的冲击电流而使保护装置动作。

3．变频器电源侧缺相、电机内部故障引起过电流。

4．变频器输出侧有功率因素叫子矫正电容或浪涌吸收装置等。

三、变频器过电流跳闸原因的判断

通用变频器的过电流跳闸故障是变频器的常见故障之一，它通常由于过电流、短路接地、发热、欠电流和谐波等引起。为了提高故障的判断效率，最好分别检查变频器和电机。

（一）检查方法

1．断开变频器外部控制电路，用手动方式试验变频器，如果变频器正常，说明变频器完好，重新设置参数，然后用一个试验信号或电位器接到外部信号控制端子上，试验变频器的性能。

2．用万用表和兆欧表检查变频器的绝缘情况，其绝缘值应符合该变频器的技术标准，如果变频器的输出侧安装了接触器，还应该检查接触器的触点是否正常。

3．外部控制信号一般是各种传感器的输出信号，或来自控制器，应根据传感器或控制器的检验方法检验，最好采用现场信号检验仪校验。

4．如果条件允许，最好采用工频电源启动电机试验，并使其运行一段时间后观察是否存在异常。

（二）故障判断

1．变频器运行中跳闸后，电机外壳仍然烫手，如果电机不过载，故障一般是由于载波频率调整过高引起，应调整载波频率，判断故障是否消除。

2．电机运行过程中堵转，一般是由于电机轴承故障和机械连接部位有机械干涉现象所致。判断方法是：电机卸载，旋转电机轴，观察电机轴的转动是否灵活。

3．电机运行过程中突然断开负载，故障有两种可能：一是外部控制信号断开引起，检查三相电源是否平衡，如果三相电源不平衡，检查电源侧是否断相、电机接线端子及绕组内部是否断线；二是变频器逆变器模块故障引起，通过测量变频器主回路输出端子U、V、W分别与直流侧的P、N端子之间的正、反向电阻来判断逆变器模块是否损坏。在多数情况下，逆变管损坏后都呈正、反向都导通的现象，IGBT管损坏后，其正、反向的电阻值要小于二极管正向导通时的电阻。

4．加速时过电流调闸，主要原因是电路短路、加速时间设置过短所引起。外部故障：检查电机连接端子U、V、W电路是否有短路，按负载惯量加速时间是否设置过短；检查逆变器模块下半桥电路或驱动电路是否正常。

5．减速时过电流跳闸，主要原因是电路短路、减速时间设置过短所引起。外部故障：检查电机连接端子U、V、W电路是否有短路或接地，按负载惯量减速时间是否设置过短；检查逆变器模块上半桥电路是否正常。

6．变频器频繁出现过电流保护，引起这种现象的原因是比较复杂的，需要检查才能判断其故障原因，检查过程如下：首先检查变频器输出线、电机输入端子等有无短路和接地现象；电机控制回路接点是否有接触不良引起电机输入缺相；断开电机测量变频器输出电压是否平衡、幅值是否正常，如都正常，可更换电机试运行。其次，检查变频器的通风是否良好，温升是否过大。

7．变频器控制电路板过电流，其原因：有导电性固体颗粒附着在电路板上或有腐蚀性气体，使控制电路板腐蚀而绝缘降低；控制电路的零电位与机壳连接在一起，由于接地不良，使控制电路零电位受干扰；连接插件松动，会出现过电流故障时有时无等现象。

8．变频器主电路板过电流，其原因：首先是滤波电容老化、谐波干扰过大；其次是连接线有毛刺，致使相连端子短接，造成短路。维护时，当电容量低于初期值的80%、绝缘阻抗在5MΩ以下时，应考虑更换电容器。

四、结束语

综上所述，变频器外部原因引起的过电流跳闸的原因有以下几种情况：

1．电动机负载突变引起较大的冲击电流造成过电流保护动作。

2．电机内部和电机绝缘损坏，造成短路，导致过电流保护动作。

3．当变频器控制系统中装有测速编码器时，速度反馈信号丢失或非正常时会出现过电流。

4．变频器输出侧安装了接触器，接触器的抖动或损坏，会导致电路接触不良欠压运行或缺相运行，使变频器过电流保护动作。

参考文献：

[1]张燕宾，电动机变频调速图解，北京：中国电力出版社，2004.

[2]王仁祥，通用变频器选型与维修技术，北京：中国电力出版社，2004.

[3]韩安荣，通用变频器及应用，北京：机械工业出版社，2000.

[4]冯垛生，变频器的应用与维护，广州：华南理工大学出版社，2001.

作者简介：

谭春禄（1968-），男，重庆丰都人，长江师范学院讲师，主要从事可编程控制系统、工业电气控制系统、电机学等方面的教学及研究。