高压变频器运行中的故障处理及防范措施分析

曾 捷

（东方日立（成都）电控设备有限公司，四川 郫县 611731）

0 引 言

具备效率高、起制动平稳、调速精度高、调速范围广且能实现无极调速等优点的高压变频器，在工业生产中得到了广泛应用。然而，高压变频器的实际运用中难免会产生一系列故障，影响其应用成效，因而有必要对高压变频器运行常见故障展开研究。安装高压变频器时，要求环境温度最高40 ℃，最低-5 ℃。结合相关研究成果不难发现，温度上升后，高压变频器故障率会呈指数上涨，且使用寿命大幅度下降。此外，环境清洁度同样会影响高压变频器运行情况。为减少设备故障发生率，就必须做好维护保养工作。

1 高压变频器常见故障及处理维修

1.1 功率单元故障及处理维修

1.1.1 故障现象

功率单元故障是高压变频器最常见的故障。当高压变频器高压电和控制电送电后，高压变频器的触摸屏显示界面上显示变频器无法就绪，此时高压变频器报警灯和操作柱绿灯皆处于常亮状态。开车后红灯闪烁一下，随后绿灯常亮，无法正常启动电机。变频器故障指示灯常亮，会出现单元通信和输入保护等故障。通过初步判断，暂时可确定为单元故障。更换单元后故障消失，可判定为单元失效[1]。

1.1.2 故障处理

技术人员负责直接拆下单元，打开单元盖板后观察整流桥母排位置是否有放电痕迹，观察整流二极管表面是否有放电焦化痕迹，检查单元熔丝，并观察单元输入熔丝是否熔断。通过运用三相自耦调压器，实施充电测试知，输入电压为100 V AC时，单元直流母排电压保持为142 V DC。直接将单元装入变频器，实施三相自耦调压器升压试验，随后在主变压器二次侧绕组接入三相自耦调压器，将相邻单元直接转移向本单元，并提升电压至430 V AC，此时各个单元控制板电源灯常亮。为进一步明确故障状态，将高压电送至变频器。断开高压电后再次观察本单元有无熔丝熔断情况，进而确定本单元内部绝缘是否受损。更换本单元二极管和绝缘纸后装入变频器内，同时更换熔断的熔丝，即可恢复正常运行。

1.2 小型电源老化故障及处理维修

1.2.1 故障现象

小型电源老化会影响高压变频器的正常运行，且有可能引发通信报告错误的情况。具体操作期间，现场通信报告仪器离不开DP总线传输信号，且DP总线负责通过PLC控制高压变频器。所以，一旦有老化状况出现在设备中，通信报告就会受到相应的影响，且后续还会出现DP总线绝缘老化及坍塌等情况，甚至DP铜线会直接接触金属电缆。尽管DP总线此时依然能进行数据交换，但会发生中断的情况[2]。通信处于正常状态时，DP总线电压及电流保持一定。某个电源线接地时，两个总线间会出现不同的电压。数据信号由总线传输时会产生剧烈振动，导致系统发出通信故障报告，同时自动停止运行。

1.2.2 故障处理

首先需打开PROFIBUS总线DP插头的两端，同时关闭问题的中间部分，另外切忌连接DP插头的总线顺序出现丝毫差错。保障系统总线接地设备的完整性，同时总线与任何电源线之间不得出现缠结情况。维修人员需要详细检查模块程序，判定故障可能出现的位置，并前往现场对各个站点PROFIBUS接口展开检查。一旦PROFIBUS总线出现部分老化损坏现象，要求相关人员尽快开展维护工作，更换电缆，修复故障，保证系统能够尽快恢复正常。此外，如果高压逆变器与PLC控制台控制电源因高压逆变器的低压电源而断电，此时工作人员可选择较大电源替换高压变频器中小电源，省去中间不必要环节，为电源工作提供安全性保障。

1.3 欠电压故障及处理维修

1.3.1 故障现象

高压变频器功率模块直流回路电压与额定值不符合时，会造成下述几方面问题。其一，变频器过流或过载，影响变频器的正常运行；其二，控制回路本身正常工作受到影响。在控制回路采样比对过程中需要选取中间直流母线的电压，如果出现过低电压，那么采样测量结果会产生较大误差，甚至影响控制回路的正常工作。

1.3.2 故障处理

处理过程中，需遵循下述两方面要求。一方面，在基建或技改时需选择合理的变压器容量。同一供电母线下的变频器周边如果需要频繁启动大容量用电设备，那么应当尽量增大供电变压器容量，尽量减小电压跌落幅度应尽量减小；启动不频繁时，可选择具备来电自启动功能的变频器。另一方面，增强欠电压检测电路可靠性[3]。欠电压检测期间，需试验欠电压检测电路在软件方面的实际抗干扰性。由于电压故障不存在较高实时性要求，故而因干扰引发欠电压故障误报的情况基本不会发生。

1.4 回路接线故障及处理维修

1.4.1 故障现象

高压变频器中，控制系统由主控板、触摸屏以及信号板等组成。但凡有部件出现损坏情况，就会直接影响系统正常运行。系统运行期间，风机变频器外部有故障出现时，电压会在短时间内消失，而恢复过程中会有出现电源跳闸的情况，最终表现出失压重启跳闸。

1.4.2 故障处理

高压变频器及电机电源正确接线时，风机变频柜内高压相线交叉接线如果有错位情况存在，就会产生短时间失压状况，重启后还会有跳闸现象。部分高压变压器使用期间，在短时间失压后并不具备重启功能，也就是说即使出现电源短时间失压的状况，在恢复电压也不会重启[4]。由此不难发现，尽管高压变频器具备失压后的重启功能，但如果存在电路错误接线的情况，其功能就会受到影响，难以正常进行重启。该故障出现之后，建议尽快联系技术人员和厂商，由专业人员负责对内部电路实际接线情况展开全面检查，如果线路出现错误需及时纠正。

1.5 风扇故障及处理维修

1.5.1 故障现象

正常运行中的高压变频器如果出现跳闸现象，且呈现重故障的跳闸报告，那么可能是内部冷却风扇发生了故障，使得柜内环境温度升高，阻碍了高压变频器的正常运行。通过调查得知，厂家设计时一般拟定了轻和重两种故障报告，前者是针对冷却风扇出现故障且高压变频器不会发生跳闸现象，后者是针对高压变频器柜和功率单元柜发生故障，且正常运行中的高压变频器出现跳闸现象。

1.5.2 故障处理

细致检查高压变频器后得知，高压变频器内部冷却风机中任意一个出现故障时，短时间内基本不会改变柜内的环境温度，且变频器依旧能保持正常运行。此时更改故障为变频轻故障，通过及时维修便能规避高压变频器跳闸现象。当功率单元模块柜内冷却风扇中任意一个出现故障时，功率单元模块温度会短时间内快速增长，如果依旧以变频轻故障进行判定，那么会导致维修处理的时间不充裕，故而应以轻故障进行判定。具体处理中，首先将冷却风扇故障改为轻故障，减少发生跳闸故障的次数；其次定期清洗滤网；最后加强检查维护力度。

1.6 环境引发的故障及处理维修

1.6.1 故障现象

高压变频器内部元件有着严格的环境及温度要求。运行中出现较高温度会引发轻故障（功率模块切旁路运行），导致变频器的运行无法长期维持满额状态，所以有必要合理控制温湿度。当高压变频器运行中出现跳闸现象时，会呈现出重故障跳闸的故障报告。通过检查能够得知，高压变频器的运行之所以会停止，多是由于内部空调产生了故障。内部电路发生问题，导致高压变频器室内温湿度上升，相应的元件受损，最终影响其运行。

1.6.2 故障处理

结合上述分析可以得出以下处理方法。将相应的空水冷却装置安装在变频器室内，在水气交换得以实现的前提下，合理控制高压变频器室内温度。为了保障操作的安全性，需将温湿度控制在合理范围内。同时，通过安装排风通风管道，使室内能够维持干燥。

2 高压变频器日常预防要点

2.1 加强定期维护

高压变频器日常维护工作主要包括清扫与紧固。在开展高压变频器清扫工作时，应当逐一清洁功率单元柜、过滤网、控制柜以及变压柜等部件。需及时清理和更换过期的过滤网，并使其保持干燥状态，以免柜内侵入潮气，进而损坏高压变频器或引发安全事故[5]。在开展紧固工作时，必须保证进出电缆和功率单元间电缆连接的牢固性和可靠性。此外，还需要注重防静电和防高压危险，切忌用手直接接触变频器内部线路，以免线路板因静电而受损。

2.2 重视日常巡视工作

日常巡视工作也是维护保养高压变频器的关键举措。通过对严格控制室内温度，将其控制在25 ℃左右，避免出现超出40 ℃或低于5 ℃的情况，保证足够的通风。安装环境需清洁，保证室内干燥，查验高压变频器有无异常声响和异味以及柜体有无发热状况，排风口异味检查也包含在内[6]。高压变频器和功率柜的进风口部位，利用A4纸检查风量，正常无故障情况下，滤网会将A4纸牢牢吸住。要求检查人员及时对可能发生故障的部位展开排查，定期检查过滤网及风扇并清洗和更换。此外，要重视进出电缆及功率单元间电缆的连接检查。需检查投入使用不到1个月的高压变频器是否出现松动情况，同时将松动部位紧固。后续每隔6个月检查一次，并做好清洁工作，且清洁过程中切忌与内部光纤接触。最后，相关人员需要实时记录高压变频器运行情况，主要记录内容包含运行模式、电流以及功率等。一旦出现跳闸或其他故障时，需详细记录故障情况，尽快找出原因并解决[7]。

3 结 论

综上所述，本文探讨了高压变频器运行故障及处理措施，能帮助相关企业及人员进一步了解故障发生后应该如何处理和维修。但是相关人员在具体实践期间，依旧需要以系统实际运行情况为根据加以判断，并采取针对性的措施，保障精准性，以便提高高压变频器运行的可靠性和稳定性。