變頻器日常保養(yǎng)及維修方法

變頻器日常保養(yǎng)及維修方法由于變頻器能適應(yīng)生產(chǎn)工藝的多方面要求,尤其是在工業(yè)自動(dòng)化掌握應(yīng)用上,溝通變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)上升為工業(yè)自動(dòng)化掌握的主流。溝通調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵,甚至可以超過(guò)直流系統(tǒng)。它采納的壘數(shù)字掌握方式,使信息處理力量大幅度地增加。同時(shí)它將有用閱歷和技巧不斷地融入軟件功能中,采納模擬掌握方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單掌握在今日都已成為可能,使變頻器的牢靠性、可使用性、可維護(hù)性功能得以充實(shí)。由于變頻器具有調(diào)速性能好、調(diào)速范圍寬和運(yùn),行效率高,使用操作便利,且宜于同其它設(shè)備接口等一系列優(yōu)點(diǎn),所以應(yīng)用越來(lái)越廣泛。多年來(lái),我在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中不斷學(xué)習(xí),積累了一些變頻器的維護(hù)保養(yǎng)和檢修的閱歷,在此進(jìn)行簡(jiǎn)潔論述,敬請(qǐng)同仁批判指正。

1、維護(hù)保養(yǎng)

在實(shí)際應(yīng)用中,變頻器受四周的溫度、濕度、振動(dòng)、粉塵、腐蝕性氣體等環(huán)境條件的影響,其性能會(huì)有一些變化。如使用合理、維護(hù)得當(dāng),則能延長(zhǎng)使用壽命,并削減因突然故障造成的生產(chǎn)損失。假如使用不當(dāng),維護(hù)保養(yǎng)工作跟不上去,就會(huì)消失運(yùn)行故障,導(dǎo)致變頻器不能正常工作,甚至造成變頻器過(guò)早的損壞,而影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。因此日常維護(hù)與定期檢查是必不行少的。

1.1日常維護(hù)與檢查

對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的變頻器,可以從外部目視檢查運(yùn)行狀態(tài)。定期對(duì)變頻器進(jìn)行巡察檢查,檢查變頻器運(yùn)行時(shí)是否有特別現(xiàn)象。通常應(yīng)作如下檢查:

(1)環(huán)境溫度是否正常,要求在-10℃-+40℃范圍內(nèi),以25℃左右為好}

(2)顯示面板上顯示的字符是否清晰,是否缺少字符;

(3)變頻器在顯示面板上顯示的輸出電流、電壓、頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常;

(4)變頻器風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,有無(wú)特別,散熱風(fēng)道是否通暢,

(5)變頻器運(yùn)行中是否有故障報(bào)警顯示,

(6用測(cè)溫儀器檢測(cè)變頻器是否過(guò)熱,是否有異味;

(7)檢查變頻器溝通輸入電壓是否超過(guò)最大值。極限是418V(380V×1.1),假如主電路外加輸入電壓超過(guò)極限,即使變頻器沒(méi)運(yùn)行,也會(huì)對(duì)變頻器線路板造成損壞。

定期檢查。

每年進(jìn)行一次大修,將檢查重點(diǎn)放在變頻器日常運(yùn)行時(shí)無(wú)法巡察到的部位。

1.2變頻器本身的愛(ài)護(hù):

變頻器本身具有各種愛(ài)護(hù)功能,如:負(fù)載側(cè)接地愛(ài)護(hù)、短路愛(ài)護(hù)、電流限制、逆變器過(guò)熱、過(guò)載等,其自診斷功能、報(bào)警警告功能也特殊完善。了解這些功能對(duì)于正確使用變頻器及故障查找是特別重要的。

2、故障推斷及處理

我們使用的是ABB變頻器,在使用中因受環(huán)境條件等因素的影響而間續(xù)消失一些故障現(xiàn)象,在修理過(guò)程中,積累了一些故障推斷和處理閱歷,下面以ABB變頻器為例,作一介紹:

紅燈亮一故障:

傳動(dòng)監(jiān)視到一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題或故障,可能會(huì)作出下列反應(yīng):

點(diǎn)亮傳動(dòng)單元上的紅燈LED,指示燈亮或閃耀;

在故障參數(shù)(0305到0307)里設(shè)置對(duì)應(yīng)相;

掌握盤顯示故障代碼;

運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)停止。

掌握盤上的故障代碼顯示是臨時(shí)的,按:MENU(菜單)、ENTER(進(jìn)入)、UP(上)或DOwN(下)都可清除,如故障依舊存在,故障信息會(huì)再次消失。

綠燈閃耀一報(bào)警:

一般錯(cuò)誤,稱為報(bào)警,診斷顯示的建議性的。消失這種錯(cuò)誤傳動(dòng)單元通常用下列方式報(bào)告發(fā)覺(jué)特別:

傳動(dòng)單元上綠指示燈閃耀(LED),

報(bào)警字參數(shù)(0308或0309)的相應(yīng)位-

利用鍵盤查看報(bào)警代碼和信息。

幾秒鐘后報(bào)警會(huì)從掌握盤上消逝。報(bào)警狀況存在,報(bào)警信息會(huì)周期性的消失。

訂正方法:

使用手冊(cè)中“故障列表”找出問(wèn)題,解決;

傳動(dòng)復(fù)位。參見(jiàn)手冊(cè)中“故障復(fù)位”方法,解決。

當(dāng)變頻器消失故障時(shí),愛(ài)護(hù)功能動(dòng)作,變頻器馬上跳閘,電機(jī)由運(yùn)行狀態(tài)到停止,報(bào)警指示紅色發(fā)光二極管變亮,液晶顯示部分提示報(bào)警信息代碼或故障內(nèi)容。這時(shí)可以依據(jù)信息!代碼來(lái)分析推斷變頻器的故障范圍,假如是軟性故障,可將變頻器進(jìn)行斷電復(fù)位。如還不能-恢復(fù)正常,只能采納手動(dòng)或自動(dòng)初始化,初始化正常后根據(jù)參數(shù)表重新將數(shù)據(jù)輸入設(shè)定。這樣,變頻器就可以在故障較輕的狀況下恢復(fù)正常使用。若經(jīng)以上操作后變頻器仍不正常,就要依據(jù)故障現(xiàn)象來(lái)檢查變頻器損壞的部位,更換元器件或電路板。故障查找時(shí)必需按變頻器的提示挨次進(jìn)行。

3、元器件好壞的簡(jiǎn)易測(cè)試法

在修理過(guò)程中,依據(jù)故障狀況要用萬(wàn)用表來(lái)檢測(cè)電子元器件的好壞,如測(cè)量方法不正確就很可能導(dǎo)致誤推斷,這將給修理工作造成困難,甚至造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。測(cè)量方法分為元器件測(cè)試和線路板在路測(cè)試兩種方式。在路測(cè)試:斷開(kāi)變頻器電源,在不拆動(dòng)線路板元器件的條件下,測(cè)量線路板上的元器件。對(duì)于元器件擊穿、短路、開(kāi)路性故障,這種檢測(cè)方法可以便利快捷的查找出損壞的元器件,但還應(yīng)考慮線路板上所測(cè)元器件與其并聯(lián)的元器件對(duì)測(cè)量結(jié)果所產(chǎn)生的影響,以免造成誤推斷錯(cuò)誤。下面介紹元器件好壞的推斷方法:

3.1一般二極管的檢測(cè)

用MF47型萬(wàn)用表測(cè)量,將紅、黑表筆分別接在二極管的兩端,讀取讀數(shù),再將表筆對(duì)調(diào)測(cè)量。依據(jù)兩次測(cè)量結(jié)果推斷,通常小功率鍺二極管的正向電阻值為300-500Ω,硅二極管約為1kΩ或更大些。鍺管反相電阻為幾十千歐,硅管反向電阻在500kΩ以上(大功率二極管的數(shù)值要小的多)。好的二極管正向電阻較低,反向電阻較大,正反向電阻差值越大越好。

3.2三極管檢測(cè)

將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)艿蕉O管檔,用表筆測(cè)PN結(jié),假如正向?qū)?則顯示的數(shù)字即為PN結(jié)的正向壓降。

先確定集電極和放射極;用表筆測(cè)出兩個(gè)PN結(jié)的正向壓降,壓降大的是放射極e,壓降小的是集電極c。在測(cè)試兩個(gè)結(jié)時(shí),紅表筆接的是公共極,則被測(cè)三極管為NPN型,且紅表筆所接為基極b-假如黑表筆接的是公共極,則被測(cè)三極管是PNP型,且此極為基極b。三極管損壞后PN結(jié)有擊穿短路和開(kāi)路兩種狀況。

在路測(cè)試:在路測(cè)試三極管,實(shí)際上是通過(guò)測(cè)試PN結(jié)的正,反向電阻,來(lái)達(dá)到推斷三極管是否損壞。支路電阻大干PN結(jié)正向電阻,正常時(shí)所測(cè)得正、反向電阻應(yīng)有明顯區(qū)分,否則PN結(jié)損壞了。支路電阻小于PN結(jié)正向電阻時(shí),應(yīng)將支路斷開(kāi),否則就無(wú)法推斷三極管的好壞。

3.3三相整流橋模塊檢測(cè)

將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)艿蕉O管測(cè)試檔,黑表筆接COM,紅表筆接VΩ,用紅、黑兩表筆先后測(cè)3、4、5相與2、1極之間的正反向二極管特性,來(lái)檢查推斷整流橋是否完好。所測(cè)的正反向特性相差越大越好,如正反向?yàn)榱?說(shuō)明所檢測(cè)的一相已被擊穿短路,如正反向均為無(wú)窮大,說(shuō)明所檢測(cè)的一相已經(jīng)斷路。整流橋模塊只要有一相損壞,就應(yīng)更換。

3.4逆變器IGBT模塊檢測(cè)

將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)艿蕉O管測(cè)試檔,測(cè)試IGBT模塊C1,El、C2,E2之間以及柵極G與E1、E2之間正反向二極管特性,來(lái)推斷IGBT模塊是否完好。

3.5電解電容器的檢測(cè)

用MF47型萬(wàn)用表測(cè)量時(shí),應(yīng)針對(duì)不同容量的電解電容器選用萬(wàn)用表合適的量程。依據(jù)閱歷,一般狀況下,47μF以下的電解電容器可用R×1K檔測(cè)量,大于47μF的電解電容器可用R×100檔測(cè)量。

將萬(wàn)用表紅表筆接電容器負(fù)極,黑表筆接正極,在剛接觸的瞬間,萬(wàn)用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大幅度,接著漸漸向左回轉(zhuǎn),直到停在某一位置(返回?zé)o窮大位置)。此時(shí)的阻值便是電解電容器的正向漏電阻。此值越大,說(shuō)明漏電流越小,電容器性能越好。然后,將紅、黑表筆對(duì)調(diào),萬(wàn)用表指針將重復(fù)上述搖擺現(xiàn)象。但此時(shí)所測(cè)阻值為電解電容器的反相漏電阻,此值略小于正向漏電阻。即反相漏電流比正向漏電流要大。實(shí)際使用閱歷表明,電解電容器的漏電阻一般應(yīng)在幾百千歐以上,否則將不能正常工作。

本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況,對(duì)變頻器的維護(hù)保養(yǎng)和檢修過(guò)程的心得,在此進(jìn)行簡(jiǎn)潔論述,敬請(qǐng)同仁批判指正。變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能掌握裝置。變頻器由主回路、電源回路、IPM驅(qū)動(dòng)及愛(ài)護(hù)回路、冷卻風(fēng)扇等幾部分組成。本文按由內(nèi)到外對(duì)故障緣由進(jìn)行仔細(xì)分析，指出維護(hù)方法。

4、主回路故障分析及典型故障

主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容器、濾波電容器、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元件組成。常見(jiàn)故障是由電解電容引起。電解電容的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內(nèi)部溫度所打算，在回路設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)選定了電容器的型號(hào)，內(nèi)部的溫度對(duì)電解電容器的壽命起打算作用。電解電容器會(huì)直接影響到變頻器的使用壽命，一般溫度每上升10℃，壽命減半。因此一方面在安裝時(shí)要考慮適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度，另一方面可以實(shí)行措施削減脈動(dòng)電流。采納改善功率因數(shù)的溝通或直流電抗器可以削減脈動(dòng)電流，從而延長(zhǎng)電解電容器的壽命。在電容器維護(hù)時(shí)，通常以比較簡(jiǎn)單測(cè)量的靜電容量來(lái)推斷電解電容器的劣化狀況，當(dāng)靜電容量低于額定值的80%，絕緣阻抗在5MΩ以下時(shí)，應(yīng)考慮更換電解電容器（閱歷值）。

主回路的典型故障：變頻器在加速、減速或正常運(yùn)行時(shí)消失過(guò)電流跳閘。首先應(yīng)區(qū)分是由于負(fù)載緣由，還是變頻器的緣由引起的。假如是變頻器的故障，可通過(guò)歷史記錄查詢?cè)谔l時(shí)的電流，超過(guò)了變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設(shè)定值，三相電壓和電流是平衡的，則應(yīng)考慮是否有過(guò)載或突變，如電機(jī)堵轉(zhuǎn)等。在負(fù)載慣性較大時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間，此過(guò)程對(duì)變頻器本身并無(wú)損壞。若跳閘時(shí)的電流在變頻器的額定電流或在電子熱繼電器的設(shè)定范圍內(nèi)，可推斷是IPM模塊或相關(guān)部分發(fā)生故障。首先可以通過(guò)測(cè)量變頻器的主回路輸出端子U、V、W，分別與直流側(cè)的P、N端子之間的正反向電阻，來(lái)推斷IPM模塊是否損壞。如模塊未損壞，則是驅(qū)動(dòng)電路出了故障。假如減速時(shí)IPM模塊過(guò)流或變頻器對(duì)地短路跳閘，一般是逆變器的上半橋的模塊或其驅(qū)動(dòng)電路故障；而加速時(shí)IPM模塊過(guò)流，則是下半橋的模塊或其驅(qū)動(dòng)電路部分故障，發(fā)生這些故障的緣由，多是由于外部灰塵進(jìn)入變頻器內(nèi)部或環(huán)境潮濕引起，這要求清灰塵和干燥處理。

5、掌握回路故障分析

掌握回路影響變頻器壽命的是電源部分，是平滑電容器和IPM電路板中的緩沖電容器，但這里的電容器中通過(guò)的脈動(dòng)電流，是基本不受主回路負(fù)載影響的定值，故其壽命主要由溫度和通電時(shí)間打算。由于電容器都焊接在電路板上，通過(guò)測(cè)量靜電容量來(lái)推斷劣化狀況比較困難，一般依據(jù)環(huán)境溫度以及使用時(shí)間，來(lái)推算是否接近其使用壽命。

6、冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)主要包括散熱片和冷卻風(fēng)扇。其中冷卻風(fēng)扇壽命較短，接近使用壽命時(shí)，風(fēng)扇產(chǎn)生震驚，噪聲增大最終停轉(zhuǎn)，變頻器消失IPM過(guò)熱跳閘。冷卻風(fēng)扇的壽命受限于軸承，大約為10000～35000h。當(dāng)變頻器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要2～3年更換一次風(fēng)扇或軸承。為了延長(zhǎng)風(fēng)扇的壽命，一些產(chǎn)品的風(fēng)扇只在變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)而不是電源開(kāi)啟時(shí)運(yùn)行。

7、安裝環(huán)境及外部的電磁感應(yīng)干擾

變頻器對(duì)安裝環(huán)境要求比較嚴(yán)格，在特別狀況下，若的確無(wú)法滿意這些要求，必需盡量采納相應(yīng)抑制措施：振動(dòng)是對(duì)電子器件造成機(jī)械損傷的主要緣由，對(duì)于振動(dòng)沖擊較大的場(chǎng)合，應(yīng)采納橡膠等避振措施；潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件銹蝕、接觸不良、絕緣降低而形成短路，作為防范措施，應(yīng)對(duì)掌握板進(jìn)行防腐防塵處理，并采納封閉式結(jié)構(gòu)；溫度是影響電子器件壽命及牢靠性的重要因素，特殊是半導(dǎo)體器件，應(yīng)依據(jù)裝置要求的環(huán)境條件安裝空調(diào)或避開(kāi)日光直射。對(duì)于特別的高寒場(chǎng)合，為防止微處理器因溫度過(guò)低不能正常工作，應(yīng)實(shí)行設(shè)置空氣加熱器等必要措施。除上述幾點(diǎn)外，定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風(fēng)扇也是特別必要的。假如變頻器四周存在干擾源，它們將通過(guò)輻射或電源線侵入變頻器的內(nèi)部，引起掌握回路誤動(dòng)作，造成工作不正?；蛲C(jī)，嚴(yán)峻時(shí)甚至損壞變頻器。變頻器四周全部繼電器、接觸器的掌握線圈上，加裝防止沖擊電壓的汲取裝置，如RC浪涌汲取器，其接線不能超過(guò)20cm；盡量縮短掌握回路的配線距離，并使其與主回路分別；變頻器掌握回路配線絞合節(jié)距離應(yīng)在15mm以上，與主回路保持10cm以上的間距。

8、電源特別時(shí)的狀況分析

電源特別時(shí)為保證設(shè)備的正常運(yùn)行，四周有直接啟動(dòng)的電動(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，其電源應(yīng)和變頻器的電源分別，減小相互影響。要求瞬時(shí)停電后仍能連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備，除選擇合適價(jià)格的變頻器外，還應(yīng)預(yù)先考慮電機(jī)負(fù)載的降速比例。當(dāng)變頻器和外部掌握回路都采納瞬間停電補(bǔ)償方式時(shí)，失壓回復(fù)后，通過(guò)測(cè)速電機(jī)測(cè)速來(lái)防止在加速中的過(guò)電流。對(duì)于要求必需連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備，應(yīng)對(duì)變頻器加裝自動(dòng)切換的不停電電源裝置。像帶有二極管輸入及使用單相掌握電源的變頻器，雖然在缺相狀態(tài)，但也能連續(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)行將對(duì)變頻器的壽命及牢靠性造成不良影響，應(yīng)及早檢查處理。當(dāng)電源系統(tǒng)一次側(cè)帶有真空斷路器時(shí)，短路開(kāi)閉會(huì)產(chǎn)生較高的沖擊電壓。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汲取器件。真空斷路器應(yīng)增加RC浪涌汲取器。若變壓器一次側(cè)有真空斷路器，應(yīng)在掌握時(shí)序上，保證真空斷路器動(dòng)作前先將變頻器斷開(kāi)。

9、變頻器的各種愛(ài)護(hù)功能

如負(fù)載側(cè)接地愛(ài)護(hù)、短路愛(ài)護(hù)、電流限制、逆變器過(guò)熱、過(guò)載等，其自診斷功能、報(bào)警警告功能也特殊完善。了解這些功能對(duì)于正確使用變頻器及故障查找是特別重要的，看懂故障代碼的意義（查對(duì)應(yīng)變頻器的手冊(cè)）就知道問(wèn)題在那里。

10、連續(xù)