低压变频器故障分析与维护对策

摘要：针对低压变频器的常见故障，分析故障原因，提出了相应的维护对策，为保障变频器的现场有效应用提供了参考。

关键词：变频器;过热;IGBT;参数设置

0 引言

变频器因具备频率可调、节能等特点而得到了广泛应用，但是由于变频器本身属于比较精密的设备，使得设备维护工作量提升、设备整体运行可靠性降低，容易产生故障，存在故障查找、维护困难等比较突出的问题。

本文将结合某电站变频器出现的故障情况，分析变频器故障原因，并结合自身工作经验提出一些变频器常见的故障检查、处理方法。

1 变频器故障分析

某电站变频器运行过程中的主要故障包括参数设置问题、过流问题、IGBT问题、变频器过热问题等。

某电站变频器总体运行时间不长，但已经发生了数十起故障，通过分析可知，变频器过热问题及参数设置问题出现的比例最高，其中过热问题主要表现在变频器风扇损坏、风道堵塞等;参数设置問题主要表现在PID数据与变频器数据不一致导致通信失败，设置参数错误等。经分析，这些故障主要是由于维护频度、人员技能、设备老化、设备运行工况变化等方面造成。

2 变频器过热问题对策

（1）对于变频器运行环境温度较高的地方，建议降低变频器所在场所温度，加强冷却和通风;（2）增加定期维护变频器风扇、风道等频次，以此提升变频器运行环境，使变频器保持持续散热能力;（3）监测变频器运行温度，建议采用变色测温贴片法监视变频器发热情况。

3 参数设置问题对策

变频器投入运行前需要对其进行基本参数的设置，主要包括基本频率和最高频率、上限频率和下限频率、加速时间和减速时间、转矩提升和电子热过载保护等。

（1）变频器控制模式的设定主要包括频率（速度）控制、转矩控制、矢量控制或其他控制模式，并且每个控制模式对应一组数据的范围内进行设置。如果这些数据范围设置不当，变频器将不工作或非正常工作，也可能引起跳闸，显示故障类型代码。（2）变频器在出厂时一般设定为面板启动，可以根据实际情况选择用面板、外部端子、通信方式等，除面板启动外，其他需要与相对应的给定参数及控制端子相匹配。（3）频率给定参数的正确选择。通常有许多方法给定变频器的频率，如外部给定、面板给定、外部电压或电流设定、通信模式设定等，可以选择一种或几种方法组合。设置正确参数后，还必须确保信号源的正常工作，否则变频器将无法正常工作，并且频繁保护动作，甚至发生损坏事故。

4 IGBT故障判定对策

在直流储能电容与三相IGBT之间的断开点连接两只25 W、220 V电压供电的灯泡检测IGBT故障。

在实际应用中，电路这部分一般为连接铜排或快熔，把连接铜牌和快熔去掉，将三相逆变IGBT正电源与直流储能电容之间断开，把灯泡接在两点之间即可。IGBT检测方法接线如图1所示。

当逆变电路出现问题的时候，灯泡有限流作用，保护逆变模块，灯泡接法如图1所示。

（1）一上电灯泡就亮且变频器不运行。该情形可以说明三只逆变模块中至少有一相上下桥IGBT被击穿或漏电了。

低电压时这种情况偶尔会表现出来，但接上直流540 V高压时，会出现较大的漏电流，表明模块内部绝缘有问题。出现此种问题我们可以将单只IGBT逐一拆除，如果拆到哪一相的IGBT灯泡不亮了，就表明该相IGBT坏了。图2为故障原理分析图，假设U相的两个IGBT都击穿了，相当于U相短路，此时一上电灯泡即亮。

（2）通电后没有问题，但是一但运行灯泡就亮起，并且灯泡的亮度随频率的变化而变化。上述现象说明三相模块中出现了一相上桥或下桥损坏的情况，如图3所示。比如说，假设U相上桥V1收到触发激励信号而饱和导通，已经损坏的U相下桥V2与已经饱和导通的V1就形成了电源短路，故而发光。

（3）上电运行时灯泡都不亮，且三相输出的电压不平衡。

上述现象表明某相IGBT内部开路，造成导通内阻增大，接近开路状态。若发现此种问题可根据以下方式进行测量：利用万用表的直流档测量三相输出与地或进线零线间的电压，正常情形下直流几乎为零，若是发现直流电压说明其中某相上下桥的一个桥导通不良，导致输出的正负半波不对称;测量三相输出与直流母线电压的正负端，正常情形下均分直流母线电压，若是出现某相测量的时候大于母线电压的1/2，或直接接近母线电压，表明此相IGBT半桥导通不良。

5 结语

虽然变频器的应用可靠性非常强，但如果使用不当或出现意外时，也会导致变频器损坏。因此，对于技术人员和岗位操作人员需要充分掌握变频器常见故障的日常维护和注意事项，以保障变频器的安全稳定运行。

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[2] 张选正，史步海.变频器故障诊断与维修[M].北京：电子工业出版社，2008.

[3] 周志敏，纪爱华.ABB变频器工程应用与故障处理[M].北京：机械工业出版社，2013.

收稿日期：2020-02-01

作者简介：王仲恒（1986—），男，浙江人，工程师，研究方向：电气维修。