浅谈变频器的维护与维修

浅谈变频器的维护与维修
 
  一、前言：
     我厂为化工大型一类企业，现场机泵种类繁多，工艺流程不尽相同。很多地方需要调整电力拖动设备的转速，来满足工艺设备的要求。变频调速技术正是应电动机的无级调速而诞生的，它所具有的优良调速性能，安全可靠的工作特性，被越来越多的人们认识。我厂从90年代初开始使用，到现在也逐步得到了推广。由于变频器的科技含量高，是强电和弱电结合的产品，也给我们的维护与维修带来了新的课题。现将我们近年来在变频器的维护与维修实践中所取得的一点经验和体会作如下总结。
 
  二、变频器在安装和使用中应注意的事项
  1、　物理环境
　1)工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为-10～50℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装，并在变频器的周围留有适当的空隙，以利散热。

　　2)环境温度和湿度。周围湿度不大于90%，不凝露。温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和通风设备。
   
　　3)腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能，在这种情况下，应把控制箱制成封闭式结构，并进行换气。

　　4)振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触不良。这时应提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源，设备运行一段时间后，应对其进行检查和维护。

　2、　电气环境
   1)防止电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。

　　2)防止输入端过电压。变频器电源输入端往往有过电压保护，但是，如果输入端高电压作用时间长，会使变频器输入端损坏。因此，在实际运用中，要核实变频器的输入电压、单相还是三相和变频器使用额定电压。
　3、　接地
 变频器正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段，变频器接地端子E(G)接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于2mm2，长度应控制在20m以内。变频器的接地必须与动力设备接地点分开，不能共地。信号输入线的屏蔽层，应接至E(G)上，其另一端绝不能接于地端，否则会引起信号变化波动，使系统振荡不止。变频器与控制柜之间应电气连通，如果实际安装有困难，可利用铜芯导线跨接。

　4、　防雷
在变频器中，一般都设有雷电吸收网络，主要防止瞬间的雷电侵入，使变频器损坏 。但在实际工作中，特别是电源线架空引入的情况下，单靠变频器的吸收网络是不能满足要求的。在雷电活跃地区，这一问题尤为重要，如果电源是架空进线，在进线处装设变频专用避雷器(选件)，或有按规范要求在离变频器20m的远处预埋钢管做专用接地保护。如果电源是电缆引入，则应做好控制室的防雷系统，以防雷电窜入破坏设备。实践表明，这一方法基本上能够有效解决雷击问题。
  三、变频器的日常维护与检查
     1）电机运转是否象设定的那样运行。
     2）安装环境是否有明显的变化和异常。
     3）冷却系统是否运行良好，并定期对变频器进行吹灰除尘。
     4）由于温度的变化，震动等等的影响，螺栓，螺丝等紧固件发生松动，应经常检查，并将其拧紧。
     5）导体，绝缘体是否发生腐蚀、损坏。
     6）测定绝缘电阻。
       在进行外部回路的兆欧表测试时，应将变频器的全部端子拆下，使测试电压不会加在变频器上，在控制回路中不要用兆欧表测试。（一般使用DC500V兆欧表）
     7）在运行中用万用表检查变频器的输入电压是否正常。

  四、 变频器一些参数设置应注意的问题
     变频器的参数在出厂时以调整好，但根据现场机械设备不同的情况对有些参数应做相应的修改。
    1）加减速时间    
        设定加减速时间的主要考虑因素是拖动系统的惯性。惯性越大，设定的加减速时间就应越长。但不是越长越好，应在加减速时，电流不超过允许值的前提下，时间越短越好。
    2）转矩补偿
    一般应根据负载情况进行设定。设定的原则是，以最低工作频率时能带动负载为前提，尽量减小补偿程度。
    3）始动频率
     始动频率不宜很高，否则将会使启动电流增大。如果电动机在启动时比较困难，应适当增高启动频率， 设定启动频率的原则是，在启动电流不超过允许值的前提下，以拖动系统能够顺利启动为宜。
    4）最高频率
    根据工作需要设定，当频率超过50HZ 时，应考虑机械的承受能力。
    5）载波频率
    载波频率越高，电流波形的平滑性越好。电动机铁心振动发出的噪声就越小。但另一方面，对其它控制设备干扰就越强。所以，在其他控制设备因受到干扰不能正常工作的时候，必须适当的减小载波频率。另外，变频器与电动机之间的连接电缆越长，线间的分布电容就越大，载波频率越高，此时的漏电流就越大。当电缆的长度超过50米时，载波频率应设为最低。
    6）回避频率
     生产机械在运转时总是会有震动的，其震动频率和转速有关。无级调速时，有可能出现在某一转速或几个转速下，机械的震动频率和它的固有震荡频率相一致而发生震荡的情形。这时，震动变的十分强烈，使机械不能正常工作，甚至损坏。为了避免机械谐振的发生，必须把此时与转速对应的工作频率回避掉。
    7）变频器内部电子热继电器保护
    电子热继电器的保护整定值一般为电动机额定电流的（0、95--1、05）倍。
  五、变频器常见故障原因分析


过电流跳闸的原因分析
      （1）重新起动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的表现。
　　   主要原因有：
　　                 1）负载侧短路或接地。
　　                 2）工作机械卡住。
　　                 3）逆变功率模块损坏。
　　                 4）电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来
                    5）短接充电限流电阻的接触器接点粘死。
       （2）重新起动时并不立即跳闸，而是在运行过程中跳闸
　　    可能的原因有：
　　                1）升速时间设定太短。
　　                2）降速时间设定太短。
　　                3）转矩补偿设定较大，引起低速时空载电流过大。
　　                4）电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起误动作。
                   5）变频器至电机间的连接电缆过长，载波频率设置太高。
电压跳闸的原因分析
　　 （1）过电压跳闸，主要原因有：
　　                1）电源电压过高
　　                2）降速时间设定太短
　　                3）降速过程中，再生制动的放电单元工作不理想
　　                a.来不及放电，应增加外接制动电阻和制动单元
　　                b.放电支路发生故障,实际并不放电
　　 (2) 欠电压跳闸,可能的原因有:
　　                1) 电源电压过低
　　                2) 电源断相
　　                3) 整流桥故障
                   4）充电电阻开路
                     
电动机不转的原因分析
　　 (1)功能预置不当
　　  1)上限频率与最高频率或基本频率和最高频率设定矛盾。最高频率的预置值必须大于上限频率和基本频率的预置值。
　　  2)使用外接给定时,未对"键盘给定/外接给定"的选择进行预置
　　  3)其他的不合理预置
　　 (2)在使用外接给定时,无"起动"信号或外接给定电位器断路。
　　 (3)变频器内部电路故障
　　            
　　            
　　            
 


六、总结
变频器虽然是高科技的产物，但只要我们平时注意维护和检查，就会收到事半功倍的效果。况且，变频器故障大多数都是在主回路、外部控制电路以及参数的设置上，维修起来并不十分复杂。