變頻器在安裝使用中的常見(jiàn)問(wèn)題和處理

1、變頻器在安裝使用中的常見(jiàn)問(wèn)題和處理變頻器由于使用方法不正確或設(shè)置環(huán)境不合理，將容易造成變頻器誤動(dòng)作及發(fā)生故障，或者無(wú)法滿足預(yù)期的運(yùn)行效果。為防患于未然，事先對(duì)故障原因進(jìn)行認(rèn)真分析顯得尤為重要。外部的電磁感應(yīng)干擾如果變頻器周圍存在干擾源，它們將通過(guò)輻射或電源線侵入變頻器的內(nèi)部，引起控制回路誤動(dòng)作，造成工作不正常或停機(jī)，嚴(yán)重時(shí)甚至損壞變頻器。提高變頻器自身的抗干擾能力固然重要，但由于受裝置成本限制，在外部采取噪聲抑制措施，消除干擾源顯得更合理、更必要。以下幾項(xiàng)措施是對(duì)噪聲干擾實(shí)行 “三不 ”原則的具體方法：變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控制線圈上需加裝防止沖擊電壓的吸收裝置，如 RC 吸收器；盡量

2、縮短控制回路的配線距離，并使其與主線路分離；指定采用屏蔽線回路，須按規(guī)定進(jìn)行，若線路較，應(yīng)采用合理的中繼方式；變頻器接地端子應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行，不能同電焊、動(dòng)力接地混用；變頻器輸入端安裝噪聲濾波器，避免由電源進(jìn)線引入干擾。安裝環(huán)境 , 電源異常 , 雷擊、感應(yīng)雷電 , 電源高次諧波1, 安裝環(huán)境變頻器屬于電子器件裝置，在其規(guī)格書中有詳細(xì)安裝使用環(huán)境的要求。在特殊情況下，若確實(shí)無(wú)法滿足這些要求，必須盡量采用相應(yīng)抑制措施：振動(dòng)是對(duì)電子器件造成機(jī)械損傷的主要原因，對(duì)于振動(dòng)沖擊較大的場(chǎng)合，應(yīng)采用橡膠等避振措施；潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件生銹、接觸不良、絕緣降低而形成短路，作為防范措施，應(yīng)對(duì)控制板

3、進(jìn)行防腐防塵處理，并采用封閉式結(jié)構(gòu)；溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素，特別是半導(dǎo)體器件，應(yīng)根據(jù)裝置要求的環(huán)境條件安裝空調(diào)或避免日光直射。除上述 3 點(diǎn)外，定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風(fēng)扇也是非常必要的。對(duì)于特殊的高寒場(chǎng)合，為防止微處理器因溫度過(guò)低不能正常工作，應(yīng)采取設(shè)置空間加熱器等必要措施。2, 電源異常電源異常表現(xiàn)為各種形式，但大致分以下3 種，即缺相、低電壓、停電，有時(shí)也出現(xiàn)它們的混和形式。這些異?，F(xiàn)象的主要原因多半是輸電線路因風(fēng)、雪、雷擊造成的，有時(shí)也因?yàn)橥还╇娤到y(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)對(duì)地短路及相間短路。而雷擊因地域和季節(jié)有很大差異。除電壓波動(dòng)外，有些電網(wǎng)或自行發(fā)電單位，也會(huì)出現(xiàn)頻率波動(dòng)

4、，并且這些現(xiàn)象有時(shí)在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)，為保證設(shè)備的正常運(yùn)行，對(duì)變頻器供電電源也提出相應(yīng)要求。如果附近有直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)和電磁爐等設(shè)備，為防止這些設(shè)備投入時(shí)造成的電壓降低，應(yīng)和變頻器供電系統(tǒng)分離，減小相互影響；對(duì)于要求瞬時(shí)停電后仍能繼續(xù)運(yùn)行的場(chǎng)合，除選擇合適價(jià)格的變頻器外，還因預(yù)先考慮負(fù)載電機(jī)的降速比例。變頻器和外部控制回路采用瞬停補(bǔ)償方式，當(dāng)電壓回復(fù)后，通過(guò)速度追蹤和測(cè)速電機(jī)的檢測(cè)來(lái)防止在加速中的過(guò)電流；對(duì)于要求必須量需運(yùn)行的設(shè)備，要對(duì)變頻器加裝自動(dòng)切換的不停電電源裝置。二極管輸入及使用單相控制電源的變頻器，雖然在缺相狀態(tài)也能繼續(xù)工作，但整流器中個(gè)別器件電流過(guò)大及電容器的脈沖電流過(guò)大，若長(zhǎng)期運(yùn)行

5、將對(duì)變頻器的壽命及可靠性造成不良影響，應(yīng)及早檢查處理。3, 雷擊、感應(yīng)雷電雷擊或感應(yīng)雷擊形成的沖擊電壓有時(shí)也能造成變頻器的損壞。此外，當(dāng)電源系統(tǒng)一次側(cè)帶有真空斷路器時(shí)，短路器開(kāi)閉也能產(chǎn)生較高的沖擊電壓。變壓器一次側(cè)真空斷路器斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)耦合在二次側(cè)形成很高的電壓沖擊尖峰。為防止因沖擊電壓造成過(guò)電壓損壞，通常需要在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器件，保證輸入電壓不高于變頻器主回路期間所允許的最大電壓。當(dāng)使用真空斷路器時(shí)，應(yīng)盡量采用沖擊形成追加RC 浪涌吸收器。若變壓器一次側(cè)有真空斷路器，因在控制時(shí)序上保證真空斷路器動(dòng)作前先將變頻器斷開(kāi)。過(guò)去的晶體管變頻器主要有以下缺點(diǎn)：容易跳閘、不容易再起動(dòng)、過(guò)

6、負(fù)載能力低。由于IGBT 及 CPU 的迅速發(fā)展，變頻器內(nèi)部增加了完善的自診斷及故障防范功能，大幅度提高了變頻器的可靠性。如果使用矢量控制變頻器中的“全領(lǐng)域自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能”，其中 “起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足 ”、“環(huán)境條件變化造成出力下降”等故障原因，將得到很好的克服。該功能是利用變頻器內(nèi)部的微型計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算，計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻所需要的轉(zhuǎn)矩，迅速對(duì)輸出電壓進(jìn)行修正和補(bǔ)償，以抵消因外部條件變化而造成的變頻器輸出轉(zhuǎn)矩變化。此外，由于變頻器的軟件開(kāi)發(fā)更加完善，可以預(yù)先在變頻器的內(nèi)部設(shè)置各種故障防止措施，并使故障化解后仍能保持繼續(xù)運(yùn)行，例如：對(duì)自由停車過(guò)程中的電機(jī)進(jìn)行再起動(dòng)；對(duì)內(nèi)部故障自動(dòng)復(fù)位并保持連續(xù)運(yùn)行；負(fù)

7、載轉(zhuǎn)矩過(guò)大時(shí)能自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行曲線，避免 Trip ；能夠?qū)C(jī)械系統(tǒng)的異常轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檢測(cè)。變頻器對(duì)周邊設(shè)備的影響及故障防范變頻器的安裝使用也將對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生影響，有時(shí)甚至導(dǎo)致其他設(shè)備故障。因此，對(duì)這些影響因素進(jìn)行分析探討，并研究應(yīng)該采取哪些措施時(shí)非常必要的。4,電源高次諧波由于目前的變頻器幾乎都采用PWM 控制方式，這樣的脈沖調(diào)制形式使得變頻器運(yùn)行時(shí)在電源側(cè)產(chǎn)生高次諧波電流，并造成電壓波形畸變，對(duì)電源系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，通常采用以下處理措施：采用專用變壓器對(duì)變頻器供電，與其它供電系統(tǒng)分離；在變頻器輸入側(cè)加裝濾波電抗器或多種整流橋回路，降低高次諧波分量，對(duì)于有進(jìn)相電容器的場(chǎng)合因高次諧波電流將電容電流增加

8、造成發(fā)熱嚴(yán)重，必須在電容前串接電抗器，以減小諧波分量，對(duì)電抗器的電感應(yīng)合理分析計(jì)算，避免形成LC 振蕩。電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高及運(yùn)行范圍對(duì)于現(xiàn)有電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造時(shí)，由于自冷電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)冷卻能力下降造成電機(jī)過(guò)熱。此外，因?yàn)樽冾l器輸出波形中所含有的高次諧波勢(shì)必增加電機(jī)的鐵損和銅損，因此在確認(rèn)電機(jī)的負(fù)載狀態(tài)和運(yùn)行范圍之后，采取以下的相應(yīng)措施：對(duì)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)冷通風(fēng)或提高電機(jī)規(guī)格等級(jí)；更換變頻專用電機(jī)；限定運(yùn)行范圍，避開(kāi)低速區(qū)。5, 振動(dòng)、噪聲振動(dòng)通常是由于電機(jī)的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩及機(jī)械系統(tǒng)的共振引起的，特別是當(dāng)脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械共振電恰好一致時(shí)更為嚴(yán)重。噪聲通常分為變頻裝置噪聲和電動(dòng)機(jī)噪聲，對(duì)于不同的安裝場(chǎng)所應(yīng)采取不

9、同的處理措施：變頻器在調(diào)試過(guò)程中，在保證控制精度的前提下，應(yīng)盡量減小脈沖轉(zhuǎn)矩成分；調(diào)試確認(rèn)機(jī)械共振點(diǎn)，利用變頻器的頻率屏蔽功能，使這些共振點(diǎn)排除在運(yùn)行范圍之外；由于變頻器噪聲主要有冷卻風(fēng)扇機(jī)電抗器產(chǎn)生，因選用低噪聲器件；在電動(dòng)機(jī)與變頻器之間合理設(shè)置交流電抗器，減小因PWM 調(diào)制方式造成的高次諧波。6,高頻開(kāi)關(guān)形成尖峰電壓對(duì)電機(jī)絕緣不利在變頻器的輸出電壓中，含有高頻尖峰浪用電壓。這些高次諧波沖擊電壓將會(huì)降低電動(dòng)機(jī)繞組的絕緣強(qiáng)度，尤其以PWM 控制型變頻器更為明顯，應(yīng)采取以下措施：盡量縮短變頻器到電機(jī)的配線距離；采用阻斷二極管的浪涌電壓吸收裝置，對(duì)變頻器輸出電壓進(jìn)行處理 .變頻器常見(jiàn)的故障分析及處

10、理方法。一、參數(shù)設(shè)置類故障常用變頻器在使用中，是否能滿足傳動(dòng)系統(tǒng)的要求，變頻器的參數(shù)設(shè)置非常重要，如果參數(shù)設(shè)置不正確，會(huì)導(dǎo)致變頻器不能正常工作。1、參數(shù)設(shè)置常用變頻器，一般出廠時(shí)，廠家對(duì)每一個(gè)參數(shù)都有一個(gè)默認(rèn)值，這些參數(shù)叫工廠值。在這些參數(shù)值的情況下，用戶能以面板操作方式正常運(yùn)行的，但以面板操作并不滿足大多數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求。所以，用戶在正確使用變頻器之前，要對(duì)變頻器參數(shù)時(shí)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：（ 1）確認(rèn)電機(jī)參數(shù)，變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。（ 2）變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID 控制或其他方式。采取控制方式后，

11、一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)。（ 3）設(shè)定變頻器的啟動(dòng)方式，一般變頻器在出廠時(shí)設(shè)定從面板啟動(dòng)，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況選擇啟動(dòng)方式，可以用面板、外部端子、通訊方式等幾種。（ 4）給定信號(hào)的選擇，一般變頻器的頻率給定也可以有多種方式，面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通訊方式給定，當(dāng)然對(duì)于變頻器的頻率給定也可以是這幾種方式的一種或幾種方式之和。正確設(shè)置以上參數(shù)之后，變頻器基本上能正常工作，如要獲得更好的控制效果則只能根據(jù)實(shí)際情況修改相關(guān)參數(shù)。2、參數(shù)設(shè)置類故障的處理一旦發(fā)生了參數(shù)設(shè)置類故障后，變頻器都不能正常運(yùn)行，一般可根據(jù)說(shuō)明書進(jìn)行修改參數(shù)。如果以上不行，最好是能夠把所有參數(shù)恢

12、復(fù)出廠值，然后按上述步驟重新設(shè)置，對(duì)于每一個(gè)公司的變頻器其參數(shù)恢復(fù)方式也不相同。二、過(guò)壓類故障變頻器的過(guò)電壓集中表現(xiàn)在直流母線的支流電壓上。正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值。若以 380V 線電壓計(jì)算，則平均直流電壓 Ud= 1.35 U 線 513V。在過(guò)電壓發(fā)生時(shí)，直流母線的儲(chǔ)能電容將被充電，當(dāng)電壓上至 760V 左右時(shí)，變頻器過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作。因此，變頻器來(lái)說(shuō)，都有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)很可能損壞變頻器，常見(jiàn)的過(guò)電壓有兩類。1、輸入交流電源過(guò)壓這種情況是指輸入電壓超過(guò)正常范圍，一般發(fā)生在節(jié)假日負(fù)載較輕，電壓升高或降低而線路出現(xiàn)故障，此時(shí)最好斷開(kāi)電源，檢

13、查、處理。2、發(fā)電類過(guò)電壓這種情況出現(xiàn)的概率較高，主要是電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速比實(shí)際轉(zhuǎn)速還高，使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器又沒(méi)有安裝制動(dòng)單元，有兩起情況可以引起這一故障。（1）當(dāng)變頻器拖動(dòng)大慣性負(fù)載時(shí)，其減速時(shí)間設(shè)的比較小，在減速過(guò)程中，變頻器輸出的速度比較快，而負(fù)載靠本身阻力減速比較慢，使負(fù)載拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒(méi)有能量回饋單元，因而變頻器支流直流回路電壓升高，超出保護(hù)值，出現(xiàn)故障，而紙機(jī)中經(jīng)常發(fā)生在干燥部分，處理這種故障可以增加再生制動(dòng)單元，或者修改變頻器參數(shù)，把變頻器減速時(shí)間設(shè)的長(zhǎng)一些。增加再生制動(dòng)單元功能包括能量消耗型，并聯(lián)直流母

14、線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻，通過(guò)檢測(cè)直流母線電壓來(lái)控制功率管的通斷。并聯(lián)直流母線吸收型使用在多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)往往有一臺(tái)或幾臺(tái)電機(jī)經(jīng)常工作于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生再生能量，這些能量通過(guò)并聯(lián)母線被處于電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)吸收。能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時(shí)可逆變流器就將再生能量回饋給電網(wǎng)。（ 2）多個(gè)電動(dòng)施動(dòng)同一個(gè)負(fù)載時(shí)，也可能出現(xiàn)這一故障，主要由于沒(méi)有負(fù)荷分配引起的。以兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一個(gè)負(fù)載為例，當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，則轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于原動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速低的處于發(fā)電狀態(tài)，引起故障。在紙機(jī)經(jīng)常發(fā)生在榨部及網(wǎng)部，

15、處理時(shí)需加負(fù)荷分配控制。可以把處于紙機(jī)傳動(dòng)速度鏈分支的變頻器特性調(diào)節(jié)軟一些。三、過(guò)流故障過(guò)流故障可分為加速、減速、恒速過(guò)電流。其可能是由于變頻器的加減速時(shí)間太短、負(fù)載發(fā)生突變、負(fù)荷分配不均，輸出短路等原因引起的。這時(shí)一般可通過(guò)延長(zhǎng)加減速時(shí)間、減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動(dòng)元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)、對(duì)線路進(jìn)行檢查。如果斷開(kāi)負(fù)載變頻器還是過(guò)流故障，說(shuō)明變頻器逆變電路已環(huán)，需要更換變頻器。四、過(guò)載故障過(guò)載故障包括變頻過(guò)載和電機(jī)器過(guò)載。其可能是加速時(shí)間太短，直流制動(dòng)量過(guò)大、電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過(guò)重等原因引起的。一般可通過(guò)延長(zhǎng)加速時(shí)間、延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等。負(fù)載過(guò)重，所選的電機(jī)和變頻器不能拖動(dòng)該負(fù)載，

16、也可能是由于機(jī)械潤(rùn)滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機(jī)和變頻器；如后者則要對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修。五、其他故障1、欠壓說(shuō)明變頻器電源輸入部分有問(wèn)題，需檢查后才可以運(yùn)行。2、溫度過(guò)高如電動(dòng)機(jī)有溫度檢測(cè)裝置，檢查電動(dòng)機(jī)的散熱情況；變頻器溫度過(guò)高，檢查變頻器的通風(fēng)情況。一、 變頻器控制回路的抗干擾措施由于主回路的非線性（進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作），變頻器本身就是諧波干擾源，而其周邊控制回路卻是小能量、弱信號(hào)回路，極易遭受其他裝置產(chǎn)生的干擾，造成變頻器自身和周邊設(shè)備無(wú)法正常的工作。因此，變頻器在安裝使用時(shí)，必須對(duì)控制回路采取抗干擾措施。1 變頻器的基本控制回路變頻器同外部進(jìn)行信號(hào)交流的基本回路有模擬與數(shù)字兩種：

17、420mA電流信號(hào)回路（模擬）； 15V/05V 電壓信號(hào)回路（模擬）。開(kāi)關(guān)信號(hào)回路，變頻器的開(kāi)停指令、正反轉(zhuǎn)指令等（數(shù)字）。外部控制指令信號(hào)通過(guò)上述基本回路導(dǎo)入變頻器，同時(shí)干擾源也在其回路上產(chǎn)生干擾電勢(shì)，以控制電纜為媒體入侵變頻器。2 干擾的基本類型及抗干擾措施(1) 靜電耦合干擾：指控制電纜與周圍電氣回路的靜電容耦合，在電纜中產(chǎn)生的電勢(shì)。措施：加大與干擾源電纜的距離，達(dá)到導(dǎo)體直徑40 倍以上時(shí)，干擾程度就不大明顯。在兩電纜間設(shè)置屏蔽導(dǎo)體，再將屏蔽導(dǎo)體接地。(2) 靜電感應(yīng)干擾：指周圍電氣回路產(chǎn)生的磁通變化在電纜中感應(yīng)出的電勢(shì)。干擾的大小取決干擾源電纜產(chǎn)生的磁通大小，控制電纜形成的閉環(huán)面積和

18、干擾電纜與控制電纜間的相對(duì)角度。措施：一般將控制電纜與主回路電纜或其他動(dòng)力電纜分離鋪設(shè)，分離距離通常在 30cm 以上（最低為 10cm），分離困難時(shí)，將控制電纜穿過(guò)鐵管鋪設(shè)。將控制導(dǎo)體絞合間距越小，鋪設(shè)的路線越短，抗干擾效果越好。(3) 電波干擾：指控制電纜成為天線，由外來(lái)電波在電纜中產(chǎn)生電勢(shì)。措施：同 (1) 和 (2) 所述。必要時(shí)將變頻器放入鐵箱內(nèi)進(jìn)行電波屏蔽，屏蔽用鐵箱要接地。(4) 接觸不良干擾：指變頻器控制電纜的電接點(diǎn)及繼電器接觸不良，電阻發(fā)生變化在電纜中產(chǎn)生的干擾。措施：對(duì)繼電器采用并聯(lián)觸點(diǎn)或鍍金觸點(diǎn)繼電器或選用密封式繼電器。對(duì)電纜應(yīng)定期做擰緊加固處理。(5) 電源線傳導(dǎo)干擾：

19、指各種電氣設(shè)備從同一電源系統(tǒng)獲得供電時(shí)，由其他設(shè)備在電源系統(tǒng)直接產(chǎn)生電勢(shì)。措施：變頻器的控制電源由另外系統(tǒng)供電，在控制電源的輸入側(cè)裝設(shè)線路濾波器或隔離變壓器，且屏蔽接地。(6) 接地干擾：指機(jī)體接地和信號(hào)接地。對(duì)于弱電壓電流回路及任何不合理的接地均可誘發(fā)干擾，比如設(shè)置兩個(gè)以上接地點(diǎn)，接地處會(huì)發(fā)生電位差，產(chǎn)生干擾。措施：速度給定的控制電纜取一點(diǎn)接地，接地線一作為信號(hào)的通路使用。電纜的接地在變頻器側(cè)進(jìn)行，使用專設(shè)的接地端子，不與其他接地端子共用，并盡量減少接地端子引接點(diǎn)的電阻，一般不大于100。3 其他注意事項(xiàng)(1) 裝有變頻器的控制柜，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離大容量變壓器和電動(dòng)機(jī)。其控制電纜線路也應(yīng)避開(kāi)這些漏

20、磁通大的設(shè)置。(2) 弱電壓電流控制電纜不要接近易產(chǎn)生電弧的斷路器和接觸器。(3) 控制電纜建議采用 1.25mm×2 或 2mm×2 屏蔽絞合絕緣電纜。(4) 屏蔽電纜的屏蔽要連續(xù)到電纜導(dǎo)體同樣長(zhǎng)。電纜在端子箱中連接時(shí)，屏蔽端子要互相連接。二、 變頻器常見(jiàn)故障分析1 變頻器充電啟動(dòng)電路故障通用變頻器一般為電壓型變頻器，采用交一直一交工作方式，即是輸入為交流電源，經(jīng)三相整流橋后變?yōu)橹绷麟妷?，然后再?jīng)三相橋式逆變電路變換為調(diào)壓調(diào)頻的三相交流電輸出到負(fù)載。當(dāng)變頻器剛上電時(shí)，由于直流側(cè)的平波電容容量非常大，充電電流很大，通常采用一個(gè)啟動(dòng)電阻來(lái)限制充電電流，常見(jiàn)的變頻啟動(dòng)兩種電路,

21、 如圖1 所示。充電完成后，控制電路通過(guò)繼電器的觸點(diǎn)或晶閘管將電阻短路，啟動(dòng)電路故障一般表現(xiàn)為啟動(dòng)電阻燒壞，變頻報(bào)警顯示為直流母線電壓故障，一般在設(shè)計(jì)變頻器時(shí)，為了減少變頻器的體積，啟動(dòng)電阻值選擇在 1050，功率為 1050。當(dāng)變頻器的交流輸入電源頻繁通斷，或者旁路接觸器的觸點(diǎn)接觸不良時(shí)，以及旁路晶閘管導(dǎo)通阻值變大時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致啟動(dòng)電阻燒壞。如遇此情況，可購(gòu)規(guī)格的電阻換屆之，同時(shí)必須找出引出電阻燒壞的原因，才能將變頻器投入使用。2 變頻器無(wú)故障顯示，但不能高速運(yùn)行某廠一臺(tái)變頻器狀態(tài)正常，但調(diào)不到高速運(yùn)行，經(jīng)檢查，變頻器并無(wú)故障，參數(shù)設(shè)置正確，調(diào)速輸入信號(hào)正常，上電運(yùn)行時(shí)測(cè)試出現(xiàn)變頻器直流母線電

22、壓只有450V 左右，正常值為580600V，再測(cè)輸入側(cè)，發(fā)現(xiàn)缺了一相，原因是輸入側(cè)的一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)的一相接觸不良造成的。實(shí)際上變頻器缺一相輸入時(shí)，是可以工作的，因多數(shù)變頻器的母線電壓下限為400V，只有當(dāng)直流母線電壓降至400V 以下時(shí)，變頻器才報(bào)告直流母線低電壓故障。當(dāng)兩相輸入時(shí)，直流母線壓為 380×1.2=456 400V。當(dāng)變頻器不運(yùn)行時(shí)，由于平波電容的作用，直流電壓也可達(dá)到正常值。新型的變頻器都是采用PWM控制技術(shù)，調(diào)壓調(diào)頻的工作在逆變橋完成，雖然在低頻段輸缺相時(shí)仍可以正常工作，但因?yàn)檩斎腚妷旱褪馆敵鲭妷旱?，造成異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩低，頻率上不去，所以不能高速運(yùn)行。3 變頻器顯示過(guò)

23、流故障出現(xiàn)這種故障顯示時(shí)，首先檢查加速時(shí)間參數(shù)是否太短，力矩提升參數(shù)是否太大，然后檢查負(fù)載是否太重。如果無(wú)這些現(xiàn)象，可以斷開(kāi)輸出側(cè)的電流互感器和直流側(cè)的霍爾電流檢測(cè)點(diǎn)，復(fù)位后運(yùn)行，看是否出現(xiàn)過(guò)流現(xiàn)象，如果出現(xiàn)的話，很可能是含有過(guò)壓過(guò)流、欠壓、過(guò)載、過(guò)熱、缺相、短路等保護(hù)功能的IPM 模塊出現(xiàn)故障，一般更換 IPM 模塊即可。4. 變頻器顯示過(guò)壓故障這種故障一般是雷雨天氣出現(xiàn)，由于雷電串入變頻器的電源中，使變頻器直流側(cè)的電壓檢測(cè)器動(dòng)作而跳閘，在這種情況下，通常只須斷開(kāi)變頻器電源 1min 左右，再合上電源，即可復(fù)位；另一種情況是變頻器驅(qū)動(dòng)大慣性負(fù)載，就出現(xiàn)過(guò)壓現(xiàn)象，這時(shí)變頻器的減速停止屬于再制動(dòng)

24、，在停止過(guò)程中，變頻器的輸出頻率按線性下降，而負(fù)載電機(jī)的頻率高于變頻器的輸出頻率，負(fù)載電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并被變頻器直流側(cè)的平波電容吸收，這種能量足夠大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生所謂的“泵升現(xiàn)象”，變頻器直流側(cè)的電壓會(huì)超過(guò)直流母線的最大電壓而跳閘，對(duì)于這種故障，一是將減速時(shí)間參數(shù)設(shè)置長(zhǎng)些或增大制動(dòng)電阻或增加制動(dòng)單元；二是將變頻器的停止方式設(shè)置為自由停車。5. 電機(jī)發(fā)熱，變頻器顯示過(guò)載對(duì)于已經(jīng)投入運(yùn)行的變頻器如果出現(xiàn)這種故障 , 就必須檢查負(fù)載的狀況. 新安裝的變頻器可能是 V/F 曲線設(shè)置不當(dāng)或電氣參數(shù)設(shè)置有問(wèn)題 ,如一臺(tái)新裝變頻器, 其驅(qū)動(dòng)的是一臺(tái)變頻電機(jī), 電機(jī)額定參數(shù)為220V/50H

25、z，而變頻器出廠時(shí)設(shè)置為380V/50Hz，由于安裝人員沒(méi)有正確變頻器的 V/F 參數(shù)，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磁飽和，致使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，發(fā)熱而過(guò)載。在使用變頻器的無(wú)速度傳感器矢量控制方式時(shí)，沒(méi)有正確的設(shè)置負(fù)載電機(jī)的額定電壓、電流、容量等參數(shù)及設(shè)置的變頻器載波率過(guò)高時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱過(guò)載，另處設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)變頻器常常在低頻段工作，而沒(méi)有考慮到在低頻段工作的電機(jī)散熱變差的問(wèn)題，致使電機(jī)工作一段時(shí)間后發(fā)熱過(guò)載，對(duì)于是種情況，需加裝散熱裝置。交流變頻速以其節(jié)能顯著、保護(hù)完善、控制性能好、過(guò)載能力強(qiáng)、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，迅速發(fā)展起來(lái)，已成為電動(dòng)機(jī)調(diào)速的主潮流。變頻調(diào)速在我國(guó)已進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。然而

26、由于認(rèn)識(shí)上的局限，人們?cè)?VVVF（變頻變壓）變頻器的實(shí)際應(yīng)用中還存在許多錯(cuò)誤。怎樣結(jié)合生產(chǎn)工藝要求正確使用變頻器并使其充分發(fā)揮效益，已成人們關(guān)注的焦點(diǎn)?，F(xiàn)結(jié)合工程應(yīng)用中的故障實(shí)例，對(duì)變頻器在應(yīng)用中普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行分析。一、故障實(shí)例1 、誤操作故障某水泥廠7#水泥回轉(zhuǎn)窯篦式冷卻機(jī)設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)Y250M-830kW電動(dòng)機(jī)分別傳動(dòng)兩級(jí)篦床，變頻調(diào)速控制，其控制原理如圖1 所示。圖中 VVVF是日產(chǎn)富士 FRNO37P7-4EX57kVA通用變頻頻器，裝于低壓配電室內(nèi)，其電源接觸器及運(yùn)轉(zhuǎn)命令上冷卻機(jī)現(xiàn)場(chǎng)和控制室兩地操作， KA 是篦冷機(jī)與破碎機(jī)聯(lián)鎖觸點(diǎn)。變頻器系統(tǒng)試車時(shí)，因工藝需要，操作人員在主控

27、室操作 SB4 斷開(kāi)變頻器電源接觸器 KM，使處于集中控制的篦冷機(jī)停車。重新開(kāi)車時(shí)，兩臺(tái)變頻器均進(jìn)入 OH2 （外部故障）閉鎖狀態(tài)，故障歷史查詢顯示 OH2和 LU（低電壓），檢查端子 THR隨聯(lián)接良好，電源電壓正常，按 RESET鍵復(fù)位無(wú)效，測(cè)量主電路直流電壓為518V。經(jīng)分析故障前篦冷機(jī)工作于集中控制狀態(tài)，參與系統(tǒng)聯(lián)鎖，操作員停變頻器電源實(shí)現(xiàn)停車時(shí)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)讀操作并獲取正轉(zhuǎn)指令，但此時(shí)主回路直流電壓尚未建立， CPU檢測(cè)后封鎖輸出，發(fā)出OH2故障信號(hào)，因此，導(dǎo)致故障的真正原因是錯(cuò)誤操作，而非現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員認(rèn)為的由電源接觸器頻繁起動(dòng)變頻器所致。故障原因明確以后，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況規(guī)定了操作

28、程序，開(kāi)停車使用控制室內(nèi)的 S2（集中控制時(shí)）或 SB5、SB6 開(kāi)停車按鈕，將集中控制室內(nèi)變頻器電源接觸器控制按鈕 SB3、SB4 用膠帶貼封，僅當(dāng)停機(jī)檢修時(shí)啟用，以避免誤操作現(xiàn)象出現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行正常。圖 12 、使用條件造成的故障一家油田某采區(qū)所用的九臺(tái)變頻器在短期內(nèi)燒毀三臺(tái)，故障都是變頻器控制的變壓器燒毀導(dǎo)致主板等部件損壞。據(jù)了解，該地區(qū)電網(wǎng)電壓有時(shí)高達(dá) 480V，遠(yuǎn)超過(guò)手冊(cè)規(guī)定的 +10%的電壓上限，使絕緣裕度較小的控制變壓器燒毀。這是一個(gè)變頻器用于嚴(yán)重過(guò)壓條件下而損壞的曲型事例。因此，使用變頻器時(shí)，應(yīng)對(duì)使用現(xiàn)場(chǎng)的電網(wǎng)質(zhì)量、環(huán)境溫度、粉塵、干擾等條件認(rèn)真調(diào)查，外部條件不能滿足要求時(shí)應(yīng)采取

29、有效措施加以解決。二、變頻器應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法1 、變頻器電源開(kāi)關(guān)的設(shè)置與控制變頻器用戶手冊(cè)規(guī)定，在電源與主電路端子之間，一定要接一個(gè)開(kāi)關(guān)，這是為了確保檢修安全。對(duì)這一點(diǎn)，一般用戶能夠按手冊(cè)要求做。但容易忽視的是手冊(cè)還建議在開(kāi)關(guān)后裝設(shè)電磁接觸器，其目的是在變頻器進(jìn)入故障保護(hù)狀態(tài)時(shí)能及時(shí)切斷電源，防止故障擴(kuò)散。在實(shí)際使用中，有的用戶沒(méi)有安裝，有的使用不合理；如圖 1 方案中電源接觸器僅被用來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)地停送電及變頻器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)；有些方案則僅用于起、停電動(dòng)機(jī)。這都是不恰當(dāng)?shù)?。由于變頻器價(jià)格較高，使用時(shí)應(yīng)在電源接觸器控制回路中串接變頻器故障報(bào)警接觸器動(dòng)斷觸點(diǎn)控制回路中串接變頻器故障報(bào)警接鏈接觸

30、器動(dòng)斷觸點(diǎn)（如富士 P7/G7 系列的 B30、C30 觸點(diǎn)），這對(duì)大容量變頻器尤為重要。變頻器電源進(jìn)線端一定要裝設(shè)開(kāi)關(guān)，使用中宜優(yōu)選刀熔開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)有明顯的斷點(diǎn)，集電源開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、應(yīng)急開(kāi)關(guān)和是路保護(hù)于一體，性能優(yōu)于目前采用較多的單一熔斷器、刀開(kāi)關(guān)或自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)等方案。對(duì)大容量變頻器應(yīng)選配快速熔斷器以保護(hù)整流模塊。變頻器電源側(cè)設(shè)置接觸器應(yīng)選配快速熔斷器以保護(hù)整流模塊。變頻器電源側(cè)設(shè)置接觸器并參與故障聯(lián)鎖時(shí)，應(yīng)將控制電源輔助輸入端子接于接觸器前，以保證變頻器主電路斷電后，故障顯示和集中報(bào)警輸出信號(hào)得以保持，便于實(shí)現(xiàn)故障檢索及診斷。2 、不應(yīng)用電源側(cè)接觸器頻繁起、停電動(dòng)機(jī)實(shí)際應(yīng)用中，有許多控制

31、方案設(shè)置外圍電路控制電源側(cè)接觸器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟起動(dòng)特性，圖2 是某雜志一篇文章推薦的日產(chǎn)三墾（SANKEK）變頻器的控制方案。由圖可知，該方案電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)按SB2，其觸點(diǎn)閉合， KA1 得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)分別發(fā)出變頻器運(yùn)行和時(shí)間繼電器KT 的激勵(lì)命令， KT 延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸點(diǎn)提供繼電器KA2 激勵(lì)命令， KA2 動(dòng)合觸點(diǎn)控制KM吸合，變頻器得電起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。停車時(shí)按 SB1 發(fā)出停車命令， KA1 斷電，其動(dòng)合觸點(diǎn)復(fù)位，取消運(yùn)行命令并使 KT 斷電， KT 動(dòng)合觸點(diǎn)延時(shí) 20s 復(fù)位，電源接觸器 KM 斷電，實(shí)現(xiàn)當(dāng) KM起動(dòng)時(shí)，先閉合 KA1，停止時(shí)先斷開(kāi) KA1 的辦法，可達(dá)到起動(dòng)、停止軟特性，從而

32、避免電動(dòng)機(jī)反饋電壓侵入變頻器。圖 2上述方案建議利用電源接觸器直接起動(dòng)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止的軟特性是錯(cuò)誤的。由圖3 可知，當(dāng)電壓型交 - 直- 交變頻器通電時(shí)，主電路將產(chǎn)生較大充電電流，頻繁重復(fù)通斷電，將產(chǎn)生熱積累效應(yīng)，引起元件的熱疲勞，縮短設(shè)備壽命。因此上述方案不適用于頻繁起動(dòng)的設(shè)備。對(duì)不頻繁起動(dòng)的設(shè)備也無(wú)優(yōu)越性（某些大容量變頻器根本無(wú)法起動(dòng)，如例1 所述），因?yàn)樽冾l器本身具有優(yōu)越的控制性能，實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)特性應(yīng)優(yōu)先考慮利用正、反轉(zhuǎn)命令和通過(guò)加、減速速時(shí)間設(shè)定實(shí)現(xiàn)，無(wú)謂地增加許多外圍電路器件，不但浪費(fèi)資金而且降低了系統(tǒng)的可靠性，大大降低了響應(yīng)速度，加大維護(hù)工作量，增加損耗，是不足取的。圖

33、 33 、電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)宜優(yōu)先選擇電子熱繼電器一部分專業(yè)人員認(rèn)為，變頻器內(nèi)部的過(guò)載保護(hù)只是為保護(hù)其自身而設(shè)，對(duì)電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)不適用，為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，必須另設(shè)熱繼電器。在實(shí)際應(yīng)用中，筆者所見(jiàn)各種變頻調(diào)速控制方案也絕大多數(shù)在電路的不同位置設(shè)置了熱繼電器，以完成所控單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)，這顯然又是一種誤解。對(duì)一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)四極電動(dòng)機(jī)的控制方案而言，使用變頻器電子熱過(guò)載繼電器保護(hù)電動(dòng)機(jī)過(guò)載，無(wú)疑要優(yōu)于外加熱繼電器，對(duì)普通電動(dòng)機(jī)可利用其矯正特性解決低速運(yùn)行時(shí)冷卻條件惡化的問(wèn)題，使保護(hù)性能更可靠。尤其是新型高機(jī)能變頻器（如富士9S 系列）現(xiàn)已在用戶手冊(cè)中給出設(shè)定曲線，用戶可根據(jù)工藝條件設(shè)定。通常

34、，考慮到變頻器與電動(dòng)機(jī)的匹配，電子熱過(guò)載繼電器可在50%105%額定電流范圍內(nèi)選擇設(shè)定。只有在下列情況時(shí)，才用常規(guī)熱繼電器代替電子熱繼電器：所用電動(dòng)機(jī)不是四極電動(dòng)機(jī)。使用特殊電動(dòng)機(jī)（非標(biāo)準(zhǔn)通用電動(dòng)機(jī)）一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)。但是，如果用戶有豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)時(shí)，筆者仍建議通過(guò)電子熱繼電器的合理設(shè)定（引入校正系數(shù)）來(lái)完成單臺(tái)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的過(guò)載保護(hù)。當(dāng)變步器選用外部熱繼電器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)時(shí)，熱繼電器應(yīng)裝設(shè)于變頻器輸出側(cè)，常見(jiàn)的裝于輸入側(cè)的方案起不到保護(hù)作用（變頻器的變頻變壓特性使 其低頻時(shí)輸入電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于輸出電流）。過(guò)載保護(hù)應(yīng)根據(jù)設(shè)備工藝要求情況，采用變頻器停止命令（斷開(kāi) CM）或空轉(zhuǎn)停車（斷開(kāi) BX）命令實(shí)現(xiàn)停車，不宜通過(guò)電源接觸器實(shí)現(xiàn)。4 、變頻器與電動(dòng)機(jī)間不宜裝設(shè)接觸器裝設(shè)于變頻器和電動(dòng)機(jī)間的接觸器在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)通斷，將產(chǎn)生操作過(guò)電壓，對(duì)變頻器造成損害，因此，用戶手冊(cè)要求原則上不要在變頻器與電動(dòng)機(jī)之間裝設(shè)接觸器。但是，當(dāng)變頻器用于下列情況時(shí)，仍有必要設(shè)置：當(dāng)用于節(jié)能控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)時(shí)常工作于額定轉(zhuǎn)速，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需切除變頻器時(shí)。參與重要工藝流程，不能長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，需切換備用控制系統(tǒng)以提高系統(tǒng)可靠性時(shí)。一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)（包括互為備用的電動(dòng)機(jī)）時(shí)。變頻器輸出側(cè)設(shè)置電磁時(shí)，設(shè)