变频器常见故障原因分析及处理

2019-07-14

探索科学(学术版) 2019年10期

本钢板材股份有限公司热连轧厂辽宁本溪 117000

1 变频器常见故障原因分析

1.1 过流故障根据变频器运行的不同阶段,能够将过流故障分为减速时、加速时和匀速环节过流。引发过流故障的主要原因是变频器的加速时间过短,或者负载出现了突然变化,其具体表现有几种：一是设备重启时,一旦电机加速运转,就会引发跳闸,可能的原因是输出电路短路,逆变模块损伤,或者电机转矩小；二是通电后立即产生过流且无法复位,可能是因为驱动电路或者相应的驱动模块存在损伤；三是设备重启时正常运转,加速运行时产生跳闸,原因多是因为在参数设置中,加速时间设置过短,电流上限偏小；四是变频器尚未启动,就出现了电流变化,通电后出现过流,可能是互感器存在问题。

1.2 变频器冷却直流风扇的故障冷却系统主要有散热片以及冷却风扇这两部分所构成。基于冷却风扇自身所具有的特点,在通常的情况下,它的使用寿命不是特别的长,在将要到达其最大使用寿命的时候,风扇可能会出现巨大的震动,并且还会产生大量的噪音,因此,相关的人员应当对冷却风扇保持密切的注意,在其出现上述现象以前,要及时的对其进行更换。另外,为了能够尽量使冷却风扇的寿命得以延长,工作人员可以通过设置,将冷却风扇设置成在变频器运转的时候开始工作。

1.3 出现功率单元故障 (1)故障现象。在保证高压变频器的高压电以及控制电都输送的基础上,工艺现场控制面板显示异常,显示高压变频器没有准备好,报警灯亮,但操作面板的绿灯也是处于亮起状态,在开车之后红灯闪烁了一下,电机没有启动,高压变频器的指示灯处于亮的状态,出现故障,技术维护人员初步认为是调制板存在故障,在对调制板进行检查更换后,故障仍然显示“C2Link”,因而判断为C2单元出现短路。(2)故障处理。技术人员根据判断出故障为C2单元内部出现短路后,就及时对C2单元拆除,发现C2单元的整流桥母排处存在故障,出现了放电痕迹,整流二极管也发现放电焦化的情况。技术维护人员根据实际情况,及时对熔丝熔断以及内部绝缘损坏的C2单元进行处理,更换二极管、绝缘纸、熔断熔丝,保证高压变频器正常使用。

2 变频器常见故障的处理方式

2.1 过流故障的处理针对过流故障的处理,主要是应该做好变频器加速时间的合理设置。对于加速时间过短导致的过流故障,可以重新进行参数设置,延长加速时间；对于负载过大,或者负载分配不合理引发的过流故障,应该适当减轻负载。在经过上述处理后,如果过流故障依然没有得到解决,可以断开变频器负载,看过流状态是否存在,如果存在,则表明逆变电路损坏,需要对变频器进行更换。技术人员也可以断开输出侧电流互感器和直流侧霍尔电流检测点,复位后进行观察,过流现象存在则表明IPM模板存在问题,需要进行更换。变频器中,IPM模块能够对部分故障信号进行反馈,当微处理器接收到相应的故障反馈信息后,会立即对脉冲进行封锁,在系统面板中显示故障,为故障的处理提供参考依据。

2.2 变频器的工作环境要求变频器对环境温度的要求通常为－5～40℃。文献表明,变频器的故障率与环境温度有直接关系,并随环境温度的升高而增加,因此夏季变频器故障率通常要高于冬季。环境温度过高时,变频器模块不能及时散热,从而更易导致模块烧毁。环境清洁度也是影响变频器运行稳定性和使用寿命的关键因素。因此,对变频器进行日常维护时,要严格控制变频器的环境温度,保持良好的通风,炎热时可采取空调制冷措施。保持清洁的环境,避免严重的粉尘污染,并定期对变频器内部的灰尘进行清扫。确保变频器工作环境干燥,特别是多雨、潮湿的季节,应有可靠的防雨措施,同时避免因空气温差在变频器柜内形成结露。

2.3 变频器发电类过电压故障这种情况出现的概率较高,主要是电机的同步转速比实际转速还高,使电动机处于发电状态,而变频器又没有安装制动单元,当变频器拖动大惯性负载时,其减速时间设的比较小,在减速过程中,变频器输出的速度比较快,而负载靠本身阻力减速比较慢,使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量回馈单元,因而变频器直流回路电压升高,超出保护值,出现故障。处理这种故障可以增加再生制动单元,或者修改变频器参数,把变频器减速时间设的长一些。增加再生制动单元功能包括能量消耗型,并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻,通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统,这种系统往往有一台或几台经常工作于发电状态,产生再生能量,这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。

2.4 过热现象变频器出现过热现象有功率单元过热、变压器过热、电机过负荷运行、散热风机故障等,可检查变频器室内温度是否超过设定值,柜顶风机是否全部正常运行,是否长时间过载运行。最后检查功率单元控制板和温度继电器是否正常,个别功率单元过热需检查散热装置的温控电阻是否完好。如果变频器在环境温度超过设计值运行时,变频器室内最好装设空调进行散热。

2.5 重视日常巡视工作做好高压变频器的保养和维护工作要重视日常巡视工作,严格控制室内温度,加强室内通风,使得室内温度保持在25℃上下,避免出现低于5℃和超过40℃的时候情况；清洁安装环境,保证室内处于干燥状态,高压变频器检查项目,具体包括高压变频器是否出现异味和异常声响以及柜体是否出现发热情况,并且不能遗漏排风口异味检查工作；选择用一张A4纸来对高压变频器以及功率柜进风口风量等部位进行检查,具体的表现是正常无故障下,A4纸能够被过滤网紧紧吸住,当发生故障时,检查人员要及时排除可能发生故障的部位,对过滤网以及风扇进行定期检查,并及时更换清洗；重视进出电缆以及功率单元之间连接电缆的检查工作,在高压变频器投入使用一个月内,要检查是否有出现松动现象,并紧固松动部位,此后以6个月为单位来进行检查工作,对进出电缆以及功率单元之间连接电缆进行检查,紧固包括控制线在内的连接电缆,做好清洁工作,清除柜内灰尘,在清洁过程中要避免触碰到内部光纤；做好高压变频器运行情况的记录工作,对高压变频器的运行模式以及电流、功率等指数进行记录,当发生跳闸以及故障时,要对故障情况进行详细的记录,并及时查找原因,并处理好故障,待处理工作完成后再进行送电工作,在进行相关工作时,要树立安全意识,工作人员要保证断电后才能进行工作；为减小对高压变频器的冲击,在高压变频器时间控制中,要保证有一定的时间间隔,保证间隔时间大于30min。