建筑行业变频器的故障与维护

(浙江省建德市恒大混凝土有限公司 311606)

建筑行业变频器的故障与维护

姜理峰

(浙江省建德市恒大混凝土有限公司 311606)

随着电力电子技术、微电子技术的发展以及自动控制原理的进步，还有变频器具有高效率的性能和良好的控制特性，目前已经广泛地应用于交流电动机的速度控制中。人们使用变频器不但可以节省能量，而且可以提高产品质量与数量。在建筑系统中应用变频器主要还是为了节能与获得良好的起动特性。在建筑行业，变频器是使用频次较高的电气设备，本文在长期实践和查阅大量变频器相关资料的基础上，对建筑行业变频器故障产生的因素进行详细分析，并提出了一些变频器维护方法。

建筑行业；变频器故障；变频器维护

一、变频器概述

变频技术是从60年代开始的一门电机应用技术。从电力电子器件中的SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)等开始发展，在今天更有IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)等新型电力变换器件。同时，在70年代脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速开始得到了应用。在80年代，以PWM模式优化问题为变频技术核心的技术得到了更广泛的应用，并且得到了市场的广泛推广。

我国在90年代开始，随着大功率晶体管技术的成熟和成本的降低，同时控制技术也在计算机的扶助下有了更强大的支持，在各个行业中得到了广泛的应用。变频技术在工业以外也得到了更多的应用，在促进民用建筑节能的今天，变频技术作为可以大量节省能源的技术更得到了建设者和设计者的青睐。

变频器的广泛使用是世界生产力高度发展的必然，机身产过程和理化、实现高作业效率和高产品品质的需要。在建筑行业中，交流传动以其优越于直流传动的特点，在很多场合中都被作为首选的传动方案。变频器的这些特点使其在电力电子系统、工业自动控制等领域的应用广泛。市场上不同型号规格变频器的安装、接线、调试各有特点，但主要方法及注意事项基本一致、但使用变频器时，一旦发生故障，建筑行业的普通运行人员就很难处理。变频器故障的产生可能是产品质量问题、运行问题、应用方式问题，也可能是变频器参数设置问题。

二、建筑用变频器的故障分析

变频器是由众多的半导体电子元件、电力电子元件和电器元件组成的复杂装置，其结构多采用单元化或模块化形式。它由主回路、逻辑控制回路、电源回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成、由于变频器电路板多采用SMT表面贴装技术，在变频器故障诊断中，因检测仪器、技术资料及技术水平等因素，在工程上一般只限于根据故障情况找出故障的单元或模块，即只做单元级或板级变频器内的控制电路框图检查维修。

变频器内的控制电路框图

（一）外部因素

引发变频器故障的外部因素主要是由于使用方法不正确或安装环境不合理，故容易引发变频器的误动作或发生故障。

1．外部的电磁感应干扰

如果变频器周围存在干扰源，则干扰源产生的干扰信号将通过辐射、耦合及传导到变频器的内部，干扰变频器控制回路的正常工作，造成变频调速系统不能正常运行，严重时甚至可以损毁变频器。变频器在设计中虽然也采取我一定干扰措施，但由于变频器的工作环境差异较大，故其抗干扰措施不具有普遍性，所以在变频器外部采取噪声抑制措施、消除干扰源显得更加实际和必要。

2．变频器的工作环境

变频器属于电力电子器件高度集中的电子装置，在应用中，若安装环境无法满足其技术规格书中的有关安装使用环境的要求时，必须采取相应技术措施，如变频器若安装在潮湿、有腐蚀性气体及尘埃的环境时，则应选用控制板进行防腐、防尘处理的变频器，还要对变频器柜采取封闭式结构设计，以避免因潮湿、腐蚀性气体及尘埃等原因造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低，变频器的安装环境应具有良好的通风条件，要避免日光直射或靠近热源。

3．供电电源

变频器供电电源异常表现的形式有缺相、电压波动及瞬间停电，有时几种异常形式可同时出现。三种常见的情况有：缺相、电压波动、瞬间停电。

4．感应雷电和操作过电压

雷击或感应雷形成的浪涌电压有时也能造成变频器的损毁。在变频器中，一般设有雷电吸收网络，主要防止因瞬间的雷电入侵造成的变频器损坏。

5．噪声、振动

振动通常是由于电动机的脉动转矩及机械系统的共振引起的，特别是当脉动转矩与机械共振频率恰好一致时将更为严重。噪声通常分为变频器噪声和电动机噪声，在分清噪声的性质后应采取以下不同的处理措施。

（二）本身因素

早期生产的变频器，由于开关器件为晶体管，故在应用中容易过流、过压跳闸，不容易再启动，过负载性。能力低。随着开关器件制造技术及微处理器技术的迅速发展，变频器主电路采用现代电力电子器件；控制电路采用功能强大的微处理器，可增强和完善变频器的自诊断及故障防范功能，大幅度提高了变频器的可靠。

（三）常见故障分析及处理

变频器常见的故障类型主要有：过电流、短路、接地、过电压、欠电压、电源缺相、过热、过载、CPU异常、通信异常等。变频器故障大多数情况下可以根据其显示的信息迅速找到故障原因并排除。但也有一些故障用常规的手段难以检测，需要从多方面分析，逐一排除才能找到故障点。

故障检查或维修时，注意先切断电源，切忌停机后立即进行检查。因变频器额定运行时，其直流侧滤波电容储存大量电能，停机后须待电解电容的电压放电降低后，方可开柜进行检查。市场上不同型号规格的变频器各有特点，但其故障的类别和分析处理方法有一定的共性：

1．过电流故障。变频器在加减速及运行工程中出现过电流跳闸现象，一般用OC显示其过电流故障。故障分析及处理：检查负载侧是否短路或接地；检查工作机械是否卡住，减小负载；检查逆变管是否完好；适当延长加减速时间；适当减小转矩提升量；变频器内部故障或谐波干扰大等。

2．过电压故障。变频器显示OV表示其过电压故障。故障分析及处理：检查电源电压是否过高；适当延长减速时间；检查放电支路或新增外接制动电阻或制动单元。

3．欠电压故障。变频器显示LV表示其出现欠电压故障。故障分析及处理：检查电源电压过低、缺相；检查主回路断路器、接触器、整流回路是否完好；同一电源系统中是否有大启动电流的负载启动。

4．过载故障。变频器显示OL表示其出现过载故障。故障分析及处理：过负载或变频器容量过小；热继电器保护设定值小；转矩提升量设定太小；变频器内部故障等。

5．过热故障。变频器显示OH表示其出现过热故障。故障分析及处理：过负载或环境温度太高，散热片堵塞；冷却风扇工作不正常，跟换冷却风扇；变频器内部故障。

三、建筑用变频器的日常维护保养

变频器在运行过程中，可以从变频器外部检查运行情况有无异常，通常检查的项目有以下几项。

1．通过变频器操作面板检查变频器输出电流、电压、频率、直流母线电压等运行数据有无异常。

2．变频器安装环境，如温度、湿度、粉尘等是否符合运行要求。

3．变频器有无异常声音、振动和异常气味。

4．检查变频器散热风扇运转是否正常，变频器有无过热现象。

四、结论

以上是笔者在实际工作过程中通过对在建筑电气自动控制系统中实现节能或控制的变频器的一些维修养护的体会。变频器在建筑系统中的应用还远远不止这些，如在音乐喷泉、锅炉系统、空调压缩机以及家用空调等方面，可以预见，它的应用将随着电子技术的发展与变频器的不断更新会越来越广泛。那么对通用变频器运行过程中存在问题的分析，提出了解决这些问题的实际对策。只有满足其设计工作要求和正常使用的各项条件，才能使其长期、安全、稳定的运行。随着新技术和新理论不断在变频器上的应用，变频器存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。

[1]孙丰涛，张承慧，崔纳新，杜春水.变频器故障诊断技术研究与分析.电机与控制学报，2005.

[2]熊莉.高压变频器常见故障的处理及防范措施.河北电力技术，2016.

[3]谢勇来.变频器故障诊断及容错控制研究.科技创新导报,2017.

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1007-6344（2017）06-0126-02

姜理峰（1974.9--），男；籍贯：浙江省江山市；本科学历；研究方向：自动控制；工作单位：浙江省建德市恒大混凝土有限公司；单位邮编：311606 。