刍议变频器内部主电路结构及故障处理方法

2018-08-07天地常州自动化有限公司

电子世界 2018年14期

天地（常州）自动化有限公司徐征

当前，变频器主要使用在各种变频设备中，许多设备中首选均为变频器调速传动方案。交流调速系统主要是指电子式的电力转换器对交流电动机的变频和调速。当前变频调速基本都是使用16位或32单片机作为控制单元的核心元件，还用数字化、技术化加以控制。变频器的调速性能与直流的调速性能基本相同，但是使用变频器过程中，维修较为复杂，一旦出现故障，工作人员很难进行快速处理，需要进行故障分析。本文主要对变频器内部主电路结构进行分析，并探析故障处理的方法。

1 变频器内部主电路结构

在当前的大多数变压器中，变压器均为低频变压器，主要是先整流再逆变的结构形式。在变频器的主电路中，基本是由整流以及逆变两个部分组成的（如图1所示）。在变频器的输入端口，电流输入端一般会由R、S、T进行表示，输入的电流为380V或者220V的三相交流电流经过D1-D6六个整流二极管组成为三相整流桥处进行整流，形成直流电，电压被记录为UD。整流后将直流电流通过电容器进行滤波。在整流滤波后，形成直流电，经过斩波处理后，在经过V1-V6六合晶体管进行转变方向，进而形成三相逆变电流，进行逆变处理，进而形成电动机可以使用的三相交流电流[1]。

图1 变频器内部主电路结构图

2 变频器故障类型及其故障处理方法

2.1 电压超过固定范围

变频器都具有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时，会发生过压，可能会损坏变频器，常见的过压主要分为两种，分别为输入交流过压以及发电状态中过压[2]。

输入交流过压是指输入的交流电源的电压值高于正常值，一般在节假日过程中线路负载较大时，电路的电压会升高或者线路出现故障时，指示灯会提示与报警，过一会再进行送电重启，变频器即可恢复正常。

发电状态过压主要是指电动机的转速较高，进而使电动机处于发电状况。这种情况在故障中较为常见。第一，当变频器对大惯性的负载进行拖动时，其减速时间设置较短，在减速期间，变频器输出的频率逐渐减小，且减小的速度逐渐加快，负载方面主要是借助本身阻力进行减速，使得负载拖动转速增加，高于正常自身转动频率。而电动机自身处于发电状态，没有回馈功能，对于问题也不能进行反馈，导致电压逐渐升高，超过相应的保护数值，变频器出现故障。第二，当多个电机共同发生负载时，也可能会出现过压问题。主要是由于负荷没有进行正常分配，即每个电机的转速是不相同的。例如：两个电机对同一个负载进行拖动，当一个电机的转速较大时，转速大的那个电机为原电机，而转速较低的电机会处于发电状态，进而导致电机出现故障，这种故障可能会导致电压增加或者变频器的参数发生改变。

2.2 变频器发生过载故障

变频器的过载故障主要包括变频过载故障以及电机过载故障。导致故障出现的原因可能为电机加速的时间较短、电网中的电压过低或者负载过重导致的。在一般情况下，处理方式会使用延长加速时间、对电网的电压进行检查等。负载过程可能是因为电机以及变频器对于负载不能拖动，或由于机械润滑油缺少而引起的，需要对电机或变频器进行更换或者加以检修，进行检测[3]。

2.3 电压过低导致变频器出现故障

电压过低可能导致电源的输入方面存在问题，导致线路电压超载或者线路方面接触不良。例如：在西门子系列的变频器中，pmu的液晶屏上显示：“e”，在这种情况中，变频器不能够正常工作，重新进行停电或者送电均不可以，在说明书中没有详细介绍，在对外接的电源进行检查中发现电压较低，不能满足电路中的电压需求，解决电压过低的问题后，问题解决。

2.4 温度过高导致变频器出现故障

温度过高也会导致变频器出现故障，例如：变频器发生温度过高的预警但是检查过程中发现传感器稳定正常，这可能来源于其他干扰将故障屏蔽了。如果遇到类似的故障，可以与变频器的厂家进行联系，得到比较好的解决方法[4]。

3 变频器的日常检查事项

在使用变频器之前，要对变频器周围的环境进行观察，要保证温度适宜，较为干燥，防止由于温度过高，变频器发出报警信号，也要防止由于潮湿导致变频器内部部件发生损坏或断路。变频器在运行过程中，要对其冷却系统进行监督，观察风道排风是否顺畅、机器是否有奇怪的响声。如果发现机器出现异常，应及时停止并进行修理。在变频器运行过程中，散热能力对变频器的运行有着较大的影响，进风口是否有灰尘或者阻塞物都是在日常使用检查中，需要加以注意的[5]。

4 变频器需要定期进行保养

用空气清扫器对过滤器进行清扫，清理风道及内部的灰尘。检查变频器各个螺丝钉处是否松动、插件是否有松动的情况，检查输入输出的电阻是否发生短路的现象。在使用一段时间后，应使用示波器检测电源的输出电压，看其是否平稳。对测量驱动器的电路波形进行检测，观察是否有其他变化，接触点是否有烧焦现象，如果严重要进行更换。变频器要定期进行检查，如果没有故障，可以一年检查一次，如果发生故障，应立刻进行检查。