变频器应用及检测维护技术措施研究

万强兵

摘要：变频器在现代工业产业发展进程中有广泛应用，其运行安全性直接影响工业企业业务运行安全性与经济效益获得情况。变频器在长期运行过程中，难免会发生各种故障，轻则影响设备运行效率，重则会造成人员伤亡，让工业产业蒙受不必要的经济损失。笔者结合长期实践工作历程，以变频器的论点，对其概念、原理、常见故障与原因、运行维护方法等进行研究分析。

关键词：变频器;常见故障;故障原因分析;维护技术;措施探究

最近几年中，电力电子技术、微电子技术以及现代控制理论在交流电气传动领域中有广泛渗透，交流变频调速系统逐渐将传统的滑差调速、变极调速等调速系统取而代之。变频器在驱动性能、控制属性与节能环保等方面均占据优势，迎合了现代工业产业的长效发展目标，故而得到了使用者的一致好评。本文以高压变频器为研究对象，该类变压器以高速微处理机和光纤维为支撑，发挥优良的过流、过压、过载等多样化功能，本文对高压变频器运行过程中的常见故障类型原因分析基础上，有针对性的研究了几点维护措施。

一、变频器

（一）概念

变频器的功能以调节速度、驱动系统运行过程的一类设备设施，其具体是应用变频技术、微电子技术去调整电机工作电源频率，进而实现对交流电动机电力水平进行有效控制。在科学技术日新月异的时代背景中，我国工业生产也朝着智能化的方向发展进步，自动化水平连续提升，此时变频器的应用范畴也相应拓展。

（二）原理

变频器在运行过程中依赖自体内部IGBT的启动与断离操作，实现对输出电源的电压与频率指标的有效调整，结合电机设备的现实运行需求而有针对性的提供相应的电源变频电压，实现节约能源、调整机电运行速度等目标。此外，国内外大量工业生产实践表明，变频器还有过流、过压、过载保护等多种保护功能[1]。

二、变频器故障及成因分析

（一）通信异常故障

当下，国内工业生产作业中高压逆变器控制系统的主要构成以数字信號处理器或可

编程逻辑控制器（PLC），并将其作为高压逆变器的工作装置，主控部分与动力单元均应用了光纤通信，其功能是隔离电磁信号的干扰，以防形成较大干扰或造成故障波及范围拓展，实现对主控系统运行安稳性的有效维护，通信异常通常有控制器通信异常与电源单元光纤通信故障类型[2]。

1 控制器通信异常

当该类故障出现时，能间断式传递处通信中断报警，但变频器运行过程不受干扰。故障成因有：①控制器软件版本兼容性低，造成通信异常。多出现在控制器调换以后，相关人员未能重视新、老控制器的软件版本两者的差异性，造成更换后通信效率受影响。为解除以上故障，应及时对系统软件进行升级或在此调换兼容的控制器通信软件。②通信电缆的衔接故障、通信板以及背板连插接不紧凑。可针对改故障类型，技术维修人员可采用禁固通信电缆接线的方法，实现对通信板与背板两者的紧凑衔接。

2 电源单元光纤通信故障

采用光纤去衔接变频器主控板与功率单元板模块进以实现通信，光纤在运行过程中，自身出现故障的概率相对较低，在有光纤故障出现时，可采用对调光纤的方法实现对光纤结构完整性的有效判断，多数情况下诱发光纤通信故障的原因有：①光纤衔接不紧凑或掉落，情况严重时就出现断裂现象，造成该故障的原因通常是变频器所安装环境振动频率较大 或基础设施安装缺乏紧固性。可通过消除振动源、固定基础装置等形式进行处理，若在检修过程中发现光纤结构断裂则需及采用更换光纤设施的方法。②功率单元光纤故障：造成该故障的成因通常是高压变频器中功率单元内光纤板结构破损。而造成损伤的原因多样，检查作业中若发现有该故障时，在全面分析成因基础上，应及时有针对性的更换光纤板，多数情况下可以在故障现场更换报出故障的功率单元。

（二）直流母线过电压

造成变压器直流母线过电压的原因可作出如下概述：

1 输入电压偏高：针对该类故障，可采用调整移相变压器抽头的形式，促使供给功率单元电压指标在限定区间内波动。

2 逆变器减速时间设置值指标偏小，通常是由逆变器过压减速造成的，适当提升逆变器的减速时间设置指标的形式即可解除该类故障。

3 动力单元的滤波电容器出现故障，通常有滤波电容器老化、容量降低、内部电感上升、母线过电压吸收能力减退等造成的。针对该类故障，重点时是检测电容器的容量与漏电流指标，并结合工业生产实况调换电容器。

三、变频器的合理维护手段

（一）专业维护人员应结合变频器的使用技术规范标准，结合生产实况有针对性的拟定日常维护措施与检修周期，借此方式及时发现故障隐患并予以相应处理方法，特别是面对变频器安装在恶劣环境中的情况，更应全面贯彻落实以上维护措施。

（二）谐波干扰故障。只要是在电流侧有整流回路，均会形成非线性引起的谐波，变频器内若有谐波形成时，因为功率偏大，就成了一个较强大干扰源。该种谐波首先是辐射干扰，其谐波电流按各自的阻抗大小分流到电网系统并联的负载和电源，对设备运行效率不良影响，如对补偿电容产生并联谐振，使补偿电容发生故障等。还有传导干扰，使直接驱动的电动机产生电磁噪声，铁损和铜损增加。

（三）针对所有变频器传动单元的维护工作，所有检查工作务必在切断电源以后进行，等待5～15 min的放电时间，在维护检修前应数次检测直流母线P/+和N/-间的电压，保证传动单元放电结束后方可进行维护操作。

（四）如果变频器的参数设置存在问题，将会造成变频器运转过程中出现故障，在处理实践中，应该从参数再次设置着手，结合相关规范对参数作出合理处置，若发现错误应及时作出修正，继而认真观察变频器的运行状态，若发动机依然存在异常状况，这可以采用恢复出厂设置的形式，对参数进行重新启动，借此方式是从根本上处理便器的运行故障。笔者认为，在设置变频器运行参数的过程中，应注意的问题是应以电机转矩为目标对象，促使其维持最原始状态，同时认真观察变频器转矩参数，减少或规避形成数值偏大的状况，这会造成变频器运转过程中总电流出现较明显波动，甚至会干扰模块正常运转过程，对模块结构与功能造成损伤。但是变频器运行频率偏低，则会对其运转效率造成负面影响。为规避以上变频器专用参数过高或过低的情况，在检修实践中，相关人员应加强对变频器频率的管控，将50赫兹设为最佳指标，以防变频器运行频率过高而使电流出现较大波动，影响变频器正常、有效运转过程。在对变频器参数调节过程中，相关人员始终要坚持严格依照相关规定操作的原则，特别是在处理故障时，要采用多种合理措施减少维修期间意外状况的发生率，也是现代电机连带安全、有效运转过程的科学维护。

结束语：

变频器的运行故障与处理效率、日常维护工作运行质量，均与变频器的使用寿命密切相关。在日常维护工作中，相关人员应加强变频器安装及使用环境的检查与评估。例如，保证通风条件适宜性、电网电压合理性等。设备检修人员在工作实践中，应连续总结故障类型、分析故障成因，在此基础上有针对性的事实处理措施，并加强变频器故障相关信息的记录，以为后期检修工作的开展提供可靠的数据支撑。

参考文献：

[1]班旭凯.煤矿无极绳绞车变频调速控制方案设计[J].矿业装备，2019（02）：128-129.

[2]李高桥，苏红生.串联多重化变频器的常见故障处理及运行维护[J].自动化应用，2019（01）：124-126.