变频器使用中的常见故障及抗干扰措施

韩景艳

【摘 要】针对变频器使用中的常见故障及抗干扰措施，介绍了变频器的原理，主要有变频器充电起动电路故障、变频器无故障显示与高速运行、变频器显示过流、变频器显示过压故障和变频器显示过载故障，探讨了变频器控制回路的抗干扰措施，为安全生产提供了参考建议。

【关键词】变频器；控制原理；干扰故障

随着变频器在炼化公司中的广泛应用，岗位员工掌握变频器的结构、主要器件的电气特性、一些常用参数及常见故障便越来越显示出其重要性。

1.变频器的原理

控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。

2.变频器常见故障分析

2.1变频器充电起动电路故障

通用变频器一般为电压型变频器，采用交—直—交工作方式，即是输入为交流电源，交流电压三相整流桥整流后变为直流电压，然后直流电压经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。当变频器刚上电时，由于直流侧的平波电容容量非常大，充电电流很大，通常采用一个起动电阻来限制充电电流。充电完成后，控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路，起动电路故障一般表现为起动电阻烧坏，变频器报警显示为直流母线电压故障，一般设计者在设计变频器的起动电路时，为了减少变频器的体积选择起动电阻，都选择小一些，电阻值在10～50Ω，功率为10～50W。

当变频器的交流输入电源频繁通时，或者旁路接触器的触点接触不良时，以及旁路晶闸管的导通阻值变大时，都会导致起动电阻烧坏。如遇此情况，可购买同规格的电阻换之，同时必须找出引出电阻烧坏的原因。如果故障是由输入侧电源频繁开合引起的，必须消除这种现象才能将变频器投入使用；如果故障由旁路继电器触点或旁路晶闸管引起，则要更换这些器件。

2.2变频器无故障显示，但不能高速运行

我厂一台变频器状态正常，但调不到高速运行，经检查，变频器并无故障，参数设置正确，调速输入信号正常，上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有450V左右，正常值为580～600V，再测输入侧，发现缺了一相，故障原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的，为什么变频器输入缺相不报警仍能在低频段工作呢？实际上变频器缺一相输入时，是可以工作的，多数变频器的母线电压下限为400V，即是当直流母线电压降至400V以下时，变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时，直流母线电压为380*1.2=452V>400V。当变频器不运行时，由于平波电容的作用，直流电压也可达到正常值，新型的变频器都是采用PWM控制技术，调压调频的工作在逆变桥完成，所以在低频段输入缺相仍可以正常工作，但因为输入电压低输出电压低，造成异步电机转矩低，频率上不去。

2.3变频器显示过流

出现这种故障显示时，首先检查加速时间参数是否太短，力矩提升参数是否太大，然后检查负载是否太重。如果无这些现象，可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点，复位后运行，看是否出现过流现象，如果出现的话，很可能是1PM模块出现故障，因为1PM模块内含有过压过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能，而这些故障信号都是经模块控制引脚的输出Fn引脚传送到微控器的，微控器接收到故障信息后，一方面封锁脉冲输出，另一方面将故障信息显示在面板上，一般更换1PM模块。

2.4变频器显示过压故障

变频器出现过压故障，一般是雷雨天气，由于雷电串入变频器的电源中，使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸，在这种情况下，通常只须断开变频器电源1min左右，再合上电源，即可复位；另一种情况是变频器驱动大惯性负载，就出现过压现象；变频器的减速停止属于再生制动，在停止过程中，变频器的输出频率按线性下降，而负载电机的频率高于变频器的输出频率，负载电机处于发电状态，机械能转化为电能，并被变频器直流侧的平波电容吸收，当这种能量足够大时，就会产生所谓的“泵升现象”，变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大电压而跳闸，对于这种故障，一是将减速时间参数设置长些或增大制动电阻或增加制动单元；二是将变频器的停止方式设置为自由停车。

2.5电机发热，变频器显示过载

对于已经投入运行的变频器如果出现这种故障，就必须检查负载的状况；对于新安装的变频器如果出现这种故障，很可能是V/F曲线设置不当或电机参数设置有问题，如一台新装变频器，其驱动的是一台变频电机，电机额定参数为220V/50Hz，而变频器出厂时设置为380V/50Hz，由于安装人员没有正确设定变频器的V/F参数，导致电机运行一段时间后转子出现磁饱和，致使电机转速降低，发热而过载。所以在新变频器使用以前，必须设置好该参数，另外使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时，没有正确的设置负载电机的额定电压、电流、容量等参数，也会导致电机热过载，如果没有考虑到在低频段工作的电机散热变差的问题，致使电机工作发热过载，需加装散热装置。

3.变频器控制回路的抗干扰措施

由于主回路的非线性（进行开关动作），变频器本身就是谐波干扰源，而其周边控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其它装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常的工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。

3.1抗静电耦合干扰措施

指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生的电势。在炼化公司厂内，加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径40倍以上时，有效的提高了变频器的抗干扰能力。对于不能加大干扰源电缆距离的，在两电缆间设置屏蔽导体，再将屏蔽导体接地。

3.2抗静电感应措施

指电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通大小。一般将控制电缆与主回路电缆或其它动力电缆分离铺设，分离距离通常在30cm以上（最低为10cm），在炼化公司厂内，有的主控电缆无法分离，这样，我们将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合，绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好，此措施采取之后，干扰明显减弱。

3.3抗电波干扰措施

指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用的铁箱要接地。炼化公司厂内暂无此种干扰。

3.4抗接触不良干扰措施

指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良，电阻发生变化在电缆中产生的干扰。对继电器触点接触不良，采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆连接点应定期做拧紧加固处理。

3.5抗电源线传导干扰措施

指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其它设备在电源系统直接产生电势。变频器的控制电源由另外系统供电，在控制电源的输入侧装设线路滤波器；装设绝缘变压器，且屏蔽接地。

4.结语

采用变频器作为异步电动机驱动器，尽管采用先进工艺和器件制造出来的新的可靠性非常高，但是如果使用不当或偶然事件也会发生造成变频器的损坏。要想在生产过程中，使用好变频器，必须要熟悉变频器的结构原理，了解常见故障，这对安全生产尤为重要。

【参考文献】

[1]安成平.变频器的抗干扰措施及常见故障分析[J].青海科技，2009，（03）.

[2]李长青.浅析变频器常见故障分析和预防措施中国新技术新产品[J].2011，（18）.