变频器控制电路及常见故障探讨

闵庆武 崔奇伟

摘 要：隨着变频器的广泛应用，相关技术人员应对变频器的性能进行了解与掌握，这样当日常运转中出现故障时，才能正确判断与解决。本文先对变频器进行了概述，然后对其常见干扰、抗干扰方法及常见故障及解决措施进行了探讨。

关键词：变频器;控制电路;常见干扰;常见故障

众所周知，变频器在使用6-10年时，就会开始出现故障，并且故障发生率会越来越高，常会出现元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作等故障现象，严重时甚至会出现影响其正常运行的情况。由此可见，深入对变频器控制电路及常见故障的分析与研究具有十分重要的意义。

1 变频器概述

变频器是一种常见的电能控制装置，需要借助电力半导体器件的通断作用来达成工频电源频率的相互转换，满足交流电动机变频调速的需要，实现最终的变流异步电机的所有功能，如改变功率因素、过流/过压/过载保护等功能。目前常用的变频器结构主要有两种，即交-直-交变频器与交-交变频器，由于后者具有频谱复杂、最高输出率无法达到电网频率要求等弊端，使得交-直-交变频器的运用十分普遍。

1.1 工作原理

第一，电流型。此类变频器的直流电路滤波是以电感方式来呈现的，可将电流源由直流转变为交流，其组成部分为逆变器、整流器与平波回路。第二，电压型。此类变频器的直流电路滤波是以电容方式来呈现的，能将之电压源从原来的直流转变为交流。

1.2 主要功能

第一，软启动节能功能。普遍而言，异步电动机的硬启动过程中会造成对整个电网的严重冲击情况，再加上电网容量较高的特点，其启动时便会出现振动及大电流的现象，不仅会对阀门和挡板造成损坏，还会使设备及线路使用寿命不断缩短。而安装完变频器之后就会完全不同，其本身具有的软启动功能可使电动机的启动电流从零开始，并且能将最大电流控制于特定的电流范围中，既能降低其启动时对电网的冲击，还能最大限度减轻对供电容量的实际要求，延长使用设备及线路使用寿命，充分发挥了其节能、降低维护费用的作用。第二，降低无功损耗功能。影响功率的因数有很多，其中无功功率时最为主要的因素之一，会导致线损增加，并且会导致电网中的有功功率不断下降，最终不断降低设备的使用效率，这是电能严重浪费的具体表现。而安装完变频器之后就会完全不同，在滤波电容的作用下，能最大限度降低无功损耗情况，有效提高电网的有功功率。

2 常见干扰及抗干扰方法分析

2.1 静电感应

之所以会存在静电感应干扰现象，是由于电气回路中产生的磁通量不断变化导致的，此种干扰的强度大小和磁通量的大小、闭环面积等有较大的关联。所以其抗干扰的方式应该是最大限度减小干扰源电缆中的磁通量。

2.2 静电耦合

之所以会存在静电耦合干扰现象，是由于控制电缆与周围电气回路的静电容不断耦合而在电缆中产生电势导致的。所以其抗干扰方式应要不断增大距离，让其距离处于导体直径的40倍以上，或者在电缆间安装屏蔽导体，使其安全接地。

2.3 接触不良

接触不良是最为常见的一种干扰现象，是由于变频器控制电缆的继电保护器触电或电接点接触不良而导致的。所以其抗干扰方法应不断提高电器元件的等级，或者对触电进行并联，定期对联结点进行维护加固，确保不再出现接触不良干扰现象。

3 常见故障及解决措施

3.1 主回路故障

之所以会出现变频器主回路故障的情况，是由于电解电容器件存在故障导致的。电解电容器件的使用寿命与其内部温度及施加其上的直流电压有直接关系，但在主回路的设计中，电容器型号都需要提前选定，所以决定电解电容器件寿命的因素为内部温度。想要彻底解决此类故障：首先，需选择适宜的环境温度对其进行安装，稳定内部温度;其次，根据实际情况选择有效的技术措施，有效降低主回路中的脉动电流，延长电容器使用寿命。最后，维护电容器时，如出现绝缘阻抗小于5MΩ或静电容量低于额定值的80%的情况时，必须要更换电容器。

3.2 控制回路故障

首先，控制回路中所用的脉冲电流是固定的，所以影响变频器使用寿命的因素为通电时间与内部温度。其次，电源部分的电路板的作用是为风扇、驱动回路、控制回路等提供电源，而电源都是经由主电路输出而得到的，如一处发生电源短路现象，必会导致其他部分的电源受到影响。其处理措施可为对电源电路进行细致观察，明确故障发生原因，以对应的措施加以处理。

3.3 冷却系统故障

冷却风扇和散热片是构成变频器冷却系统的重要部分。想要始终保持冷却效果，就需要冷却风扇不断运转，所以这势必会导致其使用寿命短暂的情况。当冷却风扇将要停止工作时，便会出现噪音大、振动大的预兆现象，并会逐渐停止转动，当其彻底停止工作后，逆变模块便不具有散热功能，最终会导致变频器跳闸。针对此种情况，应该采取对应的解决措施，即定期检查冷却风扇，并根据实情对风扇进行定期更换，确保变频器的高效运转。

4 总结

毋庸置疑，变频器具有可靠、节能等诸多优势，想要将之作用淋漓尽致的发挥出来，就需要相关技术人员对变频器常见干扰、故障进行全面、细致的分析与研究，提出针对性的解决之策，不断提高变频器的使用效果。

参考文献：

[1]刘博.变频器应用中的故障分析及相关处理措施[J].机电元件，2017（06）：59-61.