变频器故障诊断分析研究

游永熙

摘要：随着当前我国社会科学技术的快速发展，在我国的机械领域已经广泛地应用了变频器，通过变频器的应用便可以提高我国机械工程的使用效率和使用质量。本文作者主要在基于变频器的故障诊断分析技术上，详细地分析了现阶段变频器的故障诊断分析内容和方法，进而为我国变频器的故障诊断提供些许参考意见。

关键词：变频器;故障诊断;方法;参考意见

中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）08-0039-01

引言：在我国机械领域中所应用的变频器，尤其具有效率高、能耗低、体积小等一系列特点，都被应用于石油化工、电梯扶梯、纺织机械、电动汽车等一系列工业调速或动力传动系统中，通过变频器的应用便可以保障工业机械领域中机械可以更高效率地运转和使用。但是变频器在电子设备中应用时，很可能会由于意外而发生或是非正常操作而发生相应的故障，这就会导致变频器的控制系统在运行过程中出现不必要的损失。因此现阶段在变频器快速普及的背景下，变频器快速确认诊断技术便成为制约变频器发展的瓶颈。

1 变频器的故障诊断分析

变频器在工业机械中应用的过程中经常会出现的故障主要有以下三大类别，其中分别是一类故障、二类故障和三类故障。

1.1变频器的一类故障诊断。变频器在应用过程中所发生的一类故障，通常又被称之为无损故障，该故障在发生的过程中通过故障诊断后，然后采取相应的处理措施避免对变频器造成损坏，例如变频器在运行过程中出现输出过流、直流母线过压欠压、变频器输出缺相等故障，这些故障都可以直接通过硬件电路进行诊断和确认。

同时如果变频器在应用中直流母线电压出现过压欠压，那么直接通过硬件电路也可以实现对变频器的保护。变频器运行中母线电压过压一般都存在于变频器母线制动状态或发电状态，而母线欠压通常是指变频器在运行中从电压电网跌落，这样就会导致突然停电的情况发生，所以在判断过压和欠压的时候，需要将变频器给定值与实测母线电压进行比较，就可以完成变频器的诊断工作。

1.2变频器的二类故障诊断。变频器在应用过程中出现的二类故障对变频器可能会造成较大的危害，工作人员需要通过必要的故障诊断来保障变频器的正常运行。变频器所发生的二类故障主要包括速度故障和逆变器开关器件开路故障这两种。变频器在运行过程中Ssf一旦发生故障就可能导致闭环系统开环，损坏变频设备及其他电力设施，甚至还会造成周边人员伤亡。因此对变频器的二类故障进行深入分析和诊断，具有重要的实践性意义。

（1）速度传感器的故障诊断。变频器在应用过程中的速度传感器诊断可以采用硬件法和软件法，所采用的硬件法可以在诊断过程中进行直接硬件法检测和基于脉冲分析的故障诊断法。采用硬件检测法诊断速度较快，但是会在一定程度上增加变频器系统的运行成本，同时硬件检测法只能检测出电压输出类型的速度传感器，无法对其他传感器进行深入检测。在检测过程中需要速度传感器内部电路实现支撑，并根据速度传感器前后信号的接入点位来诊断ssf，在检测中当输出端子输出低电平那么即可以诊断出Ssf，当输出端子输出高电平那么则可以表示变频器的速度传感器没有发生Ssf故障。

在利用脉冲信号检测变频器速度传感器故障时，可以与软件诊断法综合使用，在使用过程中便可以基于小波变换和状态观测器的方法开展检测。在检测过程中神经网络和小波变换较为复杂且计算量较大，因此在实际应用过程中并不实用。

（2）变频器IGBT开路故障诊断。变频器在应用过程中所进行的IGBT开路故障诊断，主要是对变频器内部一种出现频率较高的硬件进行故障诊断，变频器出现这种故障多发生于意外过流或操作不当的情况下，导致变频器内部硬件无法对系统提供保护。一旦变频器出现IGBT故障，那么就需要进行停机维修或更换变频器，避免所出现的开路故障对变频器设备造成损坏。

在对变频器所发生的IGBT故障进行诊断的过程中可以采用硬件法和软件法进行诊断。采用硬件法进行诊断速度较快，并且可以对发生的故障进行及时的隔离，但是硬件法在诊断过程中需要根据逆变器特定的电位进行综合检测，同时还需要结合pwm进行电位控制，实现故障诊断。在硬件诊断过程中会增加变频器系统的应用成本，这主要源于变频器死区时间存在，因此使用硬件诊断IGBT的方法可靠度较低;這对变频器发生IGBT开路故障进行软件诊断时，可以采用三相电流平均值法进行诊断，三相电流平均值法是基于计算电机电流平均值的诊断方法之一，在诊断中为了避免系统噪声的干扰需要设立一个合理的阀值，提高故障诊断的灵敏度。

1.3变频器三类故障诊断。变频器在应用过程中所发生的第三类故障损坏，通常是指有损且不利于控制的故障，当变频器出现此类故障时，不但会对变频器自身造成严重的硬件损坏，同时变频器出现损坏后还不易于修复，基本上需要对变频器内部硬件进行整体更换。变频器所出现的三类故障主要包括母线电容损坏、变频器整流桥烧毁、控制电路和驱动电路内部短路故障、变频器硬件开关器件短路等。当变频器出现三类故障时，开展诊断的过程中需要首先切断电源，再利用电阻特性值作为参数测试，找出变频器内部出现的故障位置，并对变频器内部出现故障的部位实施及时更换。

2 结语

随着当前我国经济的快速发展，变频器已经广泛地应用于我国机械工程和大型电力设备中，因此新阶段对变频器的故障诊断方法进行创新和升级，迅速地查出变频器产生故障的部位和原因，就成为了保障变频器正常稳定运行的关键所在。在对变频器进行故障诊断过程中，可以采用变频器自诊断系统和仪器仪表进行综合分析，这样就可以提高变频器的故障诊断效率和质量，保障电力设备的正常稳定运行。

参考文献：

[1]邱显斌.交-交变频器故障诊断分析研究[J].科技与生活，2010.

[2]孙丰涛，张承慧，崔纳新，et al.变频器故障诊断技术研究与分析[J].电机与控制学报，2005（03）：272-274.