变频器的发展应用与维修

王晓峰

（榆林神华能源有限责任公司郭家湾煤矿，陕西 榆林 719408）

1 变频器的发展与应用

20世纪30年代人们就开始研究交流调速技术，但是，在当时技术还很不成熟，因此进展缓慢。20世纪70年代以来，随着控制技术、电力电子技术等技术的不断发展，交流调速性能不断完善，开始逐步代替直流调速。由于变频器交流调速具有变频调速效率高，节电效果好等优点，因此，这项技术很快在冶金、机械、空调、电梯等领域获得了广泛的应用。由于变频器具有节能与速度控制的两大特点，因此，获得了许多厂家的青睐，特别是节能这一特点，由于近些年能源消耗问题已经成为企业发展的一个重要问题，因此，许多企业都大力提倡节能措施。所以，变频调速技术获得了迅猛发展。应用变频调速，可以使电机转速节能运行，应用变频器，电机转速的控制精度也获得了很大提升。精确调速的节电效果特别明显。由于变频调速具有调速精度高、范围广等优点，因此，如果遇到需要精确速度控制的设备，变频器的效果更加明显。它不但可以提高生产效率，还具有提升工艺质量作用。变频器是公认的交流电动机最理想的转速调节调速方案，它不但具有卓越的调速性能，并且节能效果也非常好。是理想的调速装置。作为速度工艺控制中的理想产品，变频器获得了广泛的应用。

2 变频器保养及维护方法

变频器在使用过程中，环境的变化很容易影响其使用性能，无论是环境温度、湿度发生变化，还是环境中蕴含着腐蚀性气体，或者环境空气指数比较低，粉尘污染比较严重等等都会使变频器的使用性能发生变化，因此，变频器在使用过程中如果维护保养做得好，使用得当，就会延长变频器的使用寿命，减少变频器的故障发生率。如果在使用过程中，没有注重有效的保养，或者保养工作不到位，就可能会导致变频器使用寿命缩短，并且经常出现故障，进而影响到变频器的正常工作，导致无法正常运行使用设备，进而影响到生产，给企业的经济效益带来影响，因此，变频器的维护保养工作是非常重要的。

2.1 变频器的维护与检查

如果变频器在使用过程中连续运行，我们检查变频器的运行状态，可以用外部目视的方法进行检查。并且要对变频器进行定期巡视检查工作。检查的重点是变频器的运行状况，周边环境是否对变频器的使用产生影响，重点检查运行中的变频器是否有异常现象。下面我们简单介绍一些变频器检查的主要内容。首先，要检查变频器的环境温度。变频器在使用过程中，环境温度最好在25℃左右为好，环境温度不能够低于-10℃，也不能够高于+40℃，要在两者之间。其次，查看显示面板上显示的字符有没有出现异常，有没有缺少字符或者出现字符不清楚现象。在显示面板上显示的变频器各种数据（如：输出电流、电压、频率等）是否正常。仔细检查变频器散热风道是否通畅，风扇运转有无异常现象发生等；仔细检查运行中的变频器有没有故障报警显示。发现异常及时处理。再次，检查变频器是否过热，查看变频器是否有异味，可以用测温仪器检测变频器温度。由于变频器交流输入电压极限是418V(380V×1.1)，因此，我们要仔细查看变频器交流输入电压最大值是否超过，如果超过极限，主电路外加输入电压即使在变频器没运行的状态下，也可能导致变频器线路板损坏。最后，为了确保变频器的使用寿命，有效减少变频器在使用过程中故障发生率，我们要定期对变频器进行全方位检查，每年要对变频器大修一次，特别是变频器比较隐蔽的位置或者变频器日常维护很容易忽略的位置，都应该重点检查。

2.2 熟练掌握变频器的各种保护与自诊断功能

变频器的各种保护与自诊功能我们要熟练掌握，无论是变频器的短路保护，还是变频器的负载侧接地保护，我们都应该熟练掌握，同时，对于变频器过热、过载以及电流限制等自诊功能我们也必须掌握，由于变频器的报警警告功能比较完善，因此，熟练掌握各种保护与自诊功能对于变频器的保养以及故障查询意义重大，所以，我们要高度重视各种保护与自诊功能，做到熟练掌握防患于未然。

3 变频器的故障维修

3.1 参数设置类故障

变频器的参数设置对于变频器能否满足传动系统的要求非常重要，如果变频器在使用中参数设置出现错误，就会影响到变频器的正常运行。一般情况下，常用变频器在出厂的时侯，生产厂家对每一个变频器的参数都有一个默认值，这里的默认值就是生产厂家的工厂值。用户可以在这些参数值的条件下，以面板操作方式正常运行，但是，大多数传动系统面板操作根本满足不了其使用要求，因此，在变频器使用之前，对于变频器参数设置，用户要处理好以下几个方面：首先，确认电机参数，电机参数的确定可以从电机铭牌中直接得到，以电机铭牌中的参数为依据，设定好电机的最大频率、以及转速、电流、电压等参数。其次，变频器采取的控制方式有以下几种，一种是转矩 控制，一种是PID控制，还有一种速度控制等；根据变频器控制精度，在采取控制方式后，一般要进行动态辨识或静态辨识。另外，变频器的启动方式，一般情况下要在出厂时设定，并且大多数是从面板启动，当然，变频器的启动方式有很多种，用户可以根据实际需要自行选择启动方式，不仅仅可以从面板启动，还可以采用通讯方式启动或者外部端子启动等等。参数设置类故障一旦发生，就会影响到变频器的正常运行，在正常情况下，可以按照说明书重新进行参数设置，如果参数设置不成功，我们可以将参数恢复出厂值，然后再按照说明书重新进行参数设置。由于不同厂家变频器参数恢复方式不一致，我们最好仔细阅读使用说明书，再进行参数恢复。重新设置参数。

3.2 变频器过流故障

过流保护的其中一个原因就是缺相。当变频器输入缺相时，势必引起母线电压降低，负载电流加大，引起保护。而当变频器输出端缺相时，势必使电动机的另外两相电流加大而引起过流保护。所以对输入及输出都应进行检查，排除故障。变频器的减速、加速、恒速过电流都属于过流故障。产生过流故障的原因可能是变频器负载发生突变，或者因为输出短路、负荷分配不均等原因而导致的故障，出现这种故障可以通过检查线路、外加能耗制动元件、延长加减速时间或者进行负荷分配设计等方法进行处理，如果断开负载变频器故障因素还没有排除，那么说明变频器逆变电路损坏，必须更换变频器。

3.3 变频器过载故障

变频过载和电机器过载都可能导致变频器过载故障。引起变频器过载故障的主要原因有电网电压过低、加速时间过短、负载过重、直流制动量过大等原因，解决的方法是制动时间延长、加速时间延长、检查电网电压等，如果是变频器负载过重，产生的原因可能有以下几种，一种是机械润滑不好引起，另一种是该负载所选用的变频器不能拖动，如果机械润滑不好，我们要对生产机械进行检修，如果是所选用的变频器不能拖动，必须更换大功率变频器。负载过大时应减少负载或增大变频器容量；有突加负载，应取消突加负载；加速时间设置太短，应延长加速时间；转矩提升设置过高时应，降低转矩提升值；电子热继电器设定值不正常时，应调整设定值。

3.4 变频器过压类故障

一般情况下，变频器工作电压范围都要有一个正常值，如果电压超过正常值范围，变频器就可能受到损坏，出现过电压类故障，常见的过电压有两类，一类是输入交流电源过压，一类是发电类过电压；输入交流电源过压较多发生在负载较轻节假日，由于节假日电压不稳定，忽然升高或者忽然降低输入电压超过正常范围产生过电压故障，处理方法是断开电源，然后检查、处理。发电类过电压出现频率较多，电机的实际转速低于电机同步转速，这时电机处于发电状态，导致变频器出现故障。

3.5 其他故障

3.5.1 变频器欠压，如果变频器电源输入部分出现故障，就可能产生欠压现象，因此，使用前要仔细检查输入电源后才可以运行。

3.5.2 变频器温度过高。首先，要检查电动机的散热情况，可以用电动机温度检测装置进行检测。如果是变频器温度过高，我们要对变频器的通风状况进行检查，运行的变频器温度过高，一定要检查负载的状况。变频器负载电机的额定电压没有正确的设置，变频器载波率过高等，都可能造成温度过高现象，还有，设计者设计变频器时，没有考虑到电机低频段工作容易导致散热变差的问题，造成由于电机长期运行，导致变频器温度过高的情况，解决的方法是加装散热装置。

结语

由于变频器具有变频调速效率高，节电效果好等优点，因此获得了广泛的应用，交流变频调速技术在工业自动化控制应用上，已经成为工业自动化控制的主流。交流调速系统的性能已经逐步超越直流系统，其信息处理能力也获得了很大的提升，变频器的可靠性以及实用性已经获得了很好的验证，应用范围越来越广泛。为了更好地应用变频器，我们必须了解变频器保养以及维修方法，以提高变频器的使用效率，促进企业经济效益的提升。

[1]陈国呈.变频器的发展动向与变频器在应用中应注意的一些问题[J].上海大学学报(自然科学版).1995(05).

[2]张海生，杨翠玲，王维民.变频器IGBT模块故障防范[J].科技传播.2012(18).