变频器的正常使用及故障维修体会 - 新维致远无线远程监控工控博客技术论文

    笔者一直从事电气技术工作，在车间使用、维护的变频器类型有三肯、富士、CT、西门子、丹佛斯等。功率从0.75KW至110KW；控制方式有开关量、模拟量。从中对变频器的正常使用及故障维修有一些体会。

    一、正确使用变频器应注意事项
    １、环境温度对变频器的使用寿命有很大的影响。环境温度每升10℃，则变频器寿命减半，所以周围环境温度及变频器散热的问题一定要解决好。

    ２、正确的接线及参数设置。在安装变频器之前一定要熟读其手册，掌握其用法、注意事项和接线；安装好后，再根据使用正确设置参数。

    ３、注意转速与扬程的关系。电机的选择及其最佳工作段是比较重要的问题。如果变频器长时间运行在5HZ以下，则电机发热成了突出问题。

    ４、Ｖ／f控制属于恒转矩调整。而矢量控制使电机的输出转矩和电压的平方成正比的增加，从而改善电机在低速时的输出转矩。

    ５、若系统采用工频／变频切换方式运行，工频输出与变频输出的互锁要可靠。而且开停泵、工频／变频切换都要停变频器，再操作接触器。由于触点粘连及大容量接触器电弧的熄灭需要一定时间，上述切换的顺序、时间要考虑周全。

    ６、外部控制信号失效的问题。一般是几种情况：信号模式不正确、端子接线错误、参数设置不正确或外部信号自身有问题。

    7、过电流跳闸和过载跳闸的区别。过电流主要用于保护变频器，而过载主要用于保护电动机。因为变频器的容量有时需要比电动机的容量加大一挡或两挡，这种情况下，电动机过载时，变频器不一定过电流。过载保护由变频器内部的电子热保护功能进行，在预置电子热保护时，应该准确地预置“电流取用比”即电动机额定电流和变频器额定电流之比的百分数。

    8、干扰问题。
    ⑴良好的接地。电机等强电控制系统的接地线必须通过接汇流排可靠接地。控制系统最好独立接地，接地电阻小于１Ω。传感器、Ｉ／Ｏ接口屏蔽层与控制系统的控制地相连。
    ⑵给仪表等输入电源加装EMI滤波器、共模电感、高频磁环等。
    ⑶给变频器输入加装EMI滤波器，可以有效抑制变频器对电网的传导干扰，加装输入交流和直流电抗器，可以提高功率因数，减少谐波污染，综合效果好。某些电机与变频器之间距离超过100m的场合，需要在变频器侧添加交流输出电抗器，解决因为输出导线对地分布参数造成的漏电流保护的减少对外部的辐射干扰。

    二、变频器使用中出现的故障及处理
    1、变频器频率达不到正常工作的频率（40HZ）。一台SAMCO-i变频器，通过外部端子模拟量控制，有一次频率只能达到20HZ，依次检查各参数，最高频率和上限频率均为50HZ，可见参数没有问题，立即改为面板给定频率，则最高频率可运行到50HZ。由此看来，问题出在模拟量输入电路或变频器自身原器件上，用万用表检查热电阻，线性非常好，没有问题，最后打开变频器检查发现一贴片电容损坏，更换后，变频器恢复正常。

    2、变频器频繁过流报警。
    ⑴参数设置不正确引起的。如变频器加速时间设置过短，则变频器输出频率的变化远远超过电机频率的变化，变频器启动时，因过流而跳闸。依据不同的负载情况相应地调整加速时间，就能消除此故障。
    ⑵输出负载发生短路，如一台富士变频器启动就跳闸，查其输出侧接触器电缆头部分锈蚀、松动，开机时发生电弧，导致保护动作。
    ⑶检测电路的损坏也会显示过渡报警。其中霍尔传感器受温度、湿度等环境因素的影响，工作点漂移。
    ⑷负载过大也可能引起。如一台西门子M420变频器，由于机械卡死。

    3、一台西门子6SE7036变频器启动过一段时后跳闸。显示“F023”（逆变器超出极限温度），查是因为风扇保险坏导致温度过高而跳闸，更换保险。

    4、一台西门子6SE7036变频器的PMU面板液晶显示屏显示字母“E”，变频器不能正常工作，按P键盘及重新停送电均无效，查操作手册也无相关说明，在检查外接24VDC电源时，发现电压较低，换一个电源后，变频器恢复正常。

    5、变频器欠压、过压报警，这有主电源引起的；也有机器检测电路损坏引起的。
    ⑴如6SE7036变频器F008故障（Ud<MIN）,是因为电源跳闸失电，恢复供电后按P健复位即可。
    ⑵一台SAMCO-I变频器停机时过压跳闸。变频器的设置参数很多，如果个别参数设置不当，会导致变频器不能正常工作。过压出现在停机时，主要原因是减速时间太短（若无制动电阻及制动单元）电机转速大于同步转速，转子电动势和电流增加，使电机处于发电状态，回馈的能量通过变环节是与大功率开关管并联的二极管流回直流环节，使直流母线电压升高，调整时间参数后，故障消除。

    6、一台西门子MM3变频器，经常“无故”停机。再次开机可能又是正常的，经过比较观察，发现上电后主接触器吸合不正常，有时会掉电，乱跳。结果发现是开关电源到接触器的一只滤波电容漏电，造成电压偏低，这时如果供电电源电压偏高还问题不大，如果供电电压偏低就会导致接触器吸合不正常造成无故停机。

    7、一台核子称使用的是西门子M420变频器，在运行过程中，经常突然停机，重新启动，又能运行。检查变频器的参数设置都是正确。怀疑PROFIBUS-DP线有问题，重新放一根PROFIBUS-DP线，故障仍然存在。接上编程器查看变频器启动条件，所有的启动点都不可能断，只有核子称PLC与主PLC通讯之间的点可能断，经过几天的观察，这个点在很短的时间内，断了又恢复正常，因此，笔者用了一个断电延时计时器，就处理了此故障。

    8、四台22KW的电机原来用Y- 启动，改为用富士变频器。经常出现“U002”过电压报警。检查进线电压，都是380±10%内，参数也正常，复位后正常，但过不了多久这出现同样的故障，最后查阅变频器使用说明书，富士变频器的电压不是参数设置里设置，而是通过跳线设置的，重新跳线后，故障处理了。

    9、变频器不能上PROFIBUS-DP网。变频器上红灯一直常亮，依次检查变频器上PROFIBUS-DP的几个参数P0700、P0719、P0918、P1000，都是正确的。那就只可能是网线或网卡的问题，换一个网卡，问题解决了。

    总之，在变频器的常见故障中，大的元件如IGBT功率模块出问题的不多，由其外围电路引起的故障所占比例较大。在日常维护时，应注意检查电网电压，改善变频器、电机及线路的周边环境，定期清除变频器内部灰尘，检查端子是否紧固，通过加强设备管理最大限度地降低变频器的故障率。同时做好故障记录，注意分析故障发生的负载状态、操作过程、故障现象等都十分重要，有利于日后的工作。
    　