变频器在水泵中的应用及常见故障处理

2017-09-15尚绳义

科技与创新 2017年17期

关键词：控制线万用表三相

尚绳义

（太原供水集团有限公司草坪制水分公司，山西太原 030027）

变频器在水泵中的应用及常见故障处理

尚绳义

（太原供水集团有限公司草坪制水分公司，山西太原 030027）

随着社会的发展和科技的进步，变频器以其高效的调速性能和节能优势受到广大用户的青睐和好评。太原供水集团有限公司顺应时代的发展，结合实际工作需求，对所辖水厂进行了技术改造，引进了各种系列的变频器用于水泵的控制，取得了较好的经济效益。在长期的工作实践中积累了丰富的变频器维修实例，以期为今后的工作提供参考。

变频器；供水质量；供水系统；变频控制系统

随着城市供水质量和供水系统可靠性的不断提高，利用先进的水泵控制技术，配套高性能、高节能的变频控制系统已经成为供水系统的必然趋势。

1 变频器在水泵中的应用

根据调速公式n=60f/p不难看出，f（频率）的变化与n（转速）有着直接的关系，通过改变f（频率）而调整n（转速），目前被认为是最佳的调速方式。目前使用的变频器主要采用交-直-交的方式，即先将单相或三相交流电压通过整流器（由6个二极管组成的全波整流桥）转换成直流电压AC→DC，再把直流电压通过逆变器（由6个IGBT组成）转换成频率、电压均可控制的交流电压DC→AC。

变频器主要由3三件组成：主电路部分（整流器、平波回路、逆变器）、控制电路部分（运算电路、检测电路、驱动电路、保护电路）、功率部件。

2 变频器的优点及节能作用

2.1 软启动

采用变频器后，由于频率的平滑改变，转速由0平滑上升最终达到相应的转速，因此，电机电流平滑无冲击，减少了启动电流对电机和电网的冲击，延长了设备的使用寿命。

2.2 降低无功功率

由于变频器内部有大容量的滤波电容，使得功率因素接近1，提高了有功功率，使用变频器后，不再设置无功功率的补偿设备，既提高了功率因素，又减少了设备的投资。

2.3 控制简便，自动化程度高

可实现电机的正、反转功能转换，频率可任意调节，运行平稳可靠；可实现PID闭环控制，可与PLC相连，自动化控制变频器运行。

2.4 节能

根据需要设定频率，水泵中一般可根据压力和流量等参数进行调整，当低于工频运行又能满足供水需求时，就能起到节能效果；设置V/F曲线为二次曲线时，也能实现节能，具体如图1所示。从图1中可知，当运行频率f=25Hz时，V1远远低于V2，根据电度数公式电量=U×I×T，当电流I、时间T一定，U较小时，使用的电量较少。因此，二次方V/F曲线输出电压低，实现了节能。

图1 二次曲线

3 常见故障及处理方式

变频器发生的故障分为外部故障、内部故障。判断出外部或内部故障后，在维抢修变频器时可缩小检查范围，提高工作效率。以下是笔者在日常工作中遇到的部分常见故障及其处理方法。

3.1 变频器报欠电压

故障原因为变频器内部问题或变频器外部问题。

3.1.1 内部问题

用万用表测PN电压（正常为530V），如果低于530V，再测三相RST。如果三相RST为380V，则确定主回路接触器未吸合；如果三相RST低于380V，则三相输入线路有问题。用万用表测PN电压正常，再测10V、24V，如果正常，则检测电路有问题；如果不正常，则为开关电源故障。

如果上电没反应不报警，运行才报，则可能是整流桥失效；如果在负载加重时报欠电压，则需实时检测，可能为大电容失效。

3.1.2 外部问题

变压器到变频器的线过长导致线损，需要加装电抗器；空气开关到变频器的接线柱松动。

3.2 变频器上电后跳闸

故障原因为变频器内部问题或变频器外部问题。

3.2.1 内部问题

用万用表对RST两两间测量，如果阻值小于正常值，则变频器短路；如果报过电压保护，则为压敏电阻击穿。最常见的为整流桥击穿，约占此故障的80%.

3.2.2 外部问题

变频器输入端不能使用带漏电保护的空气开关，否则会报此故障；外部设备漏电。

3.3 变频器报过电流

故障原因为变频器内部问题或变频器外部问题。

3.3.1 内部问题

变频器通电就报，则检测电路互感器损坏；IGBT失效；驱动板损坏；电容失效。

3.3.2 外部问题

甩开变频器联接电机的线，看是否报故障，不报即为电机故障或负载过大（漏电、短路、绝缘故障）；变频器启动才报，可能为加速时间短（拆开电机，测量启动后电流，如果较大，则加装电抗器）；变频器出线到电机之间大于50m，需要串电抗器。

3.4 变频器上电没有反应（黑屏）

故障原因为变频器内部问题或变频器外部问题。

3.4.1 内部问题

用万用表测RST有电，如果PN无电，则主回路故障（检查接触器、预充电电阻是否损坏）；用万用表测RST有电，如果PN有电，则开关电源故障（开关电源电压不足也可能导致无反应，可通过测量24V、10V测得电压是否充足；主回路中整流桥全烧（比较少见）。

3.4.2 外部问题

用万用表测量RST，如果没电，则属于外部问题；显示屏损坏。

3.5 变频器面板忽亮忽灭

此故障原因可能为变频器内部存在问题。

开关电源二次侧负载有短路，开关电源采取电流保护（比如小变频器的风扇发生堵转时），此时，测量控制端子0～24V或0～10V的电压摆动情况。

3.6 变频器报过热故障

此故障的原因可能有2种，即变频器内部问题和变频器外部问题。

3.6.1 内部问题

检测电路故障，比如温度传感器等；内部散热风扇故障。

3.6.2 外部问题

设备过热超出风扇散热范围；周围环境温度高。

3.7 变频器面板显示乱码、大功率问题

变频器面板显示乱码或施耐德变频器面板显示大功率的问题的原因为变频器内部存在问题，即CPU主板储存芯片故障，导致参数丢失。

3.8 液位压力显示与实际值相差较大

此故障的原因可能为变频器外部问题，即变频器产生了电磁干扰，需逐项找到问题所在：①三相输入、三相输出电缆用屏蔽电缆，屏蔽层接地；②三相输入套磁环，绕数圈；③三相输入串电磁滤波器；④控制线使用屏蔽线，屏蔽层接地；⑤控制线与三相输入、输出线分线槽；⑥控制线与三相输入、输出线在一个线槽内要距离10cm以上；⑦控制线与主回路线应交叉垂直；⑧控制线要套钢管；⑨控制线不要用多芯线；⑩通讯线用双绞线，带屏蔽层，屏蔽层接地（通常单端接地，如果不可行，则双端接地）；⑪液位仪故障或安装位置不正确。