因變頻器和交流電機組成的交流調速系統(tǒng)具有的優(yōu)良的調速性能，在其應用范圍不斷擴展的同時，也會使我們在工作中遇到各種原因造成的故障，借助于變頻器完善的保護功能，并通過積累經驗來提高處理變頻器故障的能力，會明顯地縮短設備的熱停工時間并對在舊系統(tǒng)的改造、新項目的應用中應注意的事項提供有益的參考。
1 變頻器調速的基本工作原理
根據(jù)電機轉速的公式
n=n1（1-s）（1）
N1=60f／p（2）
式中：n-電機轉速；n1-電機的同步轉速；s-滑差；f-旋轉磁場頻率；P-電機極對數(shù)
可知改變電機轉速的方法有改變滑差s、改變旋轉磁場頻率f、改變電機極對數(shù)p三種。
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調的交流電源。是由由主電路和控制帶電路組成的。主電路是給異步電動機提供可控電源的電力轉換部分，變頻器的主電路分為兩類，其中電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波部分是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波部分是電感。它由三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的整流部分，吸收在轉變中產生的電壓脈動的平波回路部分，將直流功率變換為交流功率的逆變部分�？刂齐娐肥墙o主電路提供控制信號的回路，它有決定頻率和電壓的運算電路，檢測主電路數(shù)值的電壓、電流檢測電路，檢測電動機速度的的速度檢測電路，將運算電路的控制信號放大的驅動電路，以及對逆變器和電動機進行保護的保護電路組成。
現(xiàn)在大多數(shù)的變頻器基本都采用交直交方式（VVVF變頻或矢量控制），將工頻交流電源通過整流器轉換為直流電源，再把直流電源轉換成近似于正弦波可控的交流電以供給電動機。以圖1為例簡單說明一下變頻器的工作原理。
三相交流電經過VD1～VD6整流后，正極經過RL，RL在這里是防止電流忽然變大。經過RL電流趨于穩(wěn)定，晶閘管觸點會導通。之后直流電壓加在了濾波電容CF1、CF2上，這兩個電容的作用是讓直流電波形變得更加平滑。之所以是兩個電容是由于一個電容的耐壓有限，所以用兩個電容串聯(lián)起來使用。均壓電阻R1、R2是讓CF1和CF2上的電壓一樣，兩個電容的容量不同的話，分壓就會不同，所以各并聯(lián)了一個均壓電阻。而中間的放電回路作用則是釋放掉感性負載啟動或停止時的反電勢，用來保護逆變管V1～V6和整流管VD1～VD6。直流母線電壓加到V1～V6六個IGBT上，基極由控制電路控制�？刂齐娐房刂颇橙齻�管子的導通給電機繞組內提供電流，產生磁場使電機運轉。
2 變頻器故障實例的處理
(1) AEG Multiverter122/150-400變頻器在啟動時直流回路過壓跳閘
這臺變頻器并非每次啟動都會過壓跳閘。檢查時發(fā)現(xiàn)變頻器在上電但沒有合閘信號時，直流回路電壓即達360V，該型變頻器直流回路的正極串接1臺接觸器，在有合閘信號時經過預充電過程后吸合，故懷疑預充電回路IGBT性能不良，斷開預充電回路IGBT，情況依舊。用萬用表檢查變頻器輸出端時其對地阻值很小，查至現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)電機接線盒被水淋濕，干燥處理后，變頻器工作正常。
由于電機接線盒被水淋濕,直流回路負極的對地漏電流經接線盒及變頻器逆變器中的續(xù)流二極管給直流回路的電容充電，這種情況合閘通常理解應該為過流跳閘而實際為過壓跳閘。本人認為，啟動時變頻器輸出電壓和頻率是逐漸上升的，電機被水淋濕后，會造成輸出電流的變化率很高，從而引起直流回路過壓。
(2) 控制輥道電機的AEG Maxiverter-170/380變頻器出現(xiàn)速度反饋值大于速度設定值經觀察發(fā)現(xiàn):
a) 在軋鋼過程中不存在這種情況，當鋼離開輥道后，才出現(xiàn)這種情況;
b) 當速度反饋值大于速度設定值時，直流回路電壓為額定電壓的125%，超過115%的極限設定值;
c) 變頻器的進線電壓已超過上限;
在軋鋼過程中，該變頻器控制的輥道電機將升速，當鋼離開輥道后輥道電機速度降至原來的速度，因這臺變頻器未裝設制動裝置，減速時是通過電壓調節(jié)器限制制動電流以保持直流回路電壓不超過115%的極限設定值(缺省值)，因進線電壓過高，直流回路電壓超過了設定的極限值，在減速時電壓調節(jié)器起作用，造成制動電流很小，電機轉速降不下來，而在軋鋼時，電網(wǎng)的負載加重，直流回路電壓低于115%的極限設定值，制動功能恢復正常。在當時無法降低電網(wǎng)電壓的情況下，將直流回路電壓極限設定值增至127% 后，變頻器工作正常。在停產檢修時，我們根據(jù)電網(wǎng)的情況改變了變壓器的檔位，使變頻器的進線電壓在允許的范圍內，此后變頻器工作正常。
(3) AEG Multiverter22/27-400變頻器上電后，操作面板上的液晶顯示屏顯示正常，但ready指示燈不亮，變頻器不能合閘
查看變頻器菜單中的故障記錄時未發(fā)現(xiàn)有故障，而對操作面板上各按鍵的操作在事件記錄中則有記錄。檢查變頻器內A10主板、A22電源板上的LED指示燈均正常，用試電筆測變頻器的進線電源，發(fā)現(xiàn)有一相顯示不正常，用萬用表測量三相結果為:Vab=390V，Vac=190V，Vbc=190V。經檢查系進線端子排處接觸不良。
ready指示燈是變頻器內各種狀態(tài)信息的綜合反映，當它不亮時可提示維護人員注意變頻器尚未就緒 。此時在進線電源不正常時變頻器的故障記錄中未能反映未就緒的原因，可能與電路的設計有關。
(4) 調試過程中西門子MIDIMASTER Vector(22kW)變頻器啟動后即過流跳閘
變頻器供貨方與被控設備的供貨方因溝通上的原因，在容量上不匹配(電機功率為30kW)。將變頻器的控制模式選為矢量控制，在輸入電機參數(shù)時，變頻器自動將電機的額定電流60A限定在45A，電機銘牌上無功率因數(shù)的大小，按變頻器手冊的要求，將其設定為0，在作自動辨識(P088=1)后啟動電機時，變頻器過流跳閘�？紤]到匹配上的原因，將控制模式改為V/F控制，情況依舊。后檢查電機參數(shù)時，發(fā)現(xiàn)功率因數(shù)為1.1，將其改為0.85后，變頻器工作正常。
因容量不匹配，變頻器依據(jù)輸入的電機參數(shù)進行計算時會產生不正確的結果，在遇到這種情況而暫時無法解決匹配問題時，一定要在自動辨識后檢查是否存在不合適的參數(shù)。
(5) 西門子6SE70系列變頻器的PMU面板液晶顯示屏上顯示字母“E”
出現(xiàn)這種情況時，變頻器不能工作，按P鍵及重新停送電均無效，查操作手冊又無相關的介紹，在檢查外接DC24V電源時，發(fā)現(xiàn)電壓較低，解決后，變頻器工作正常。
變頻器操作手冊上的故障對策表中介紹的皆為較常見的故障，在出現(xiàn)未涉及的一些的代碼時應對變頻器作全面檢查。
(6) 西門子MM420/MM440變頻器的AOP面板僅能存儲一組參數(shù)
變頻器選型手冊中介紹AOP面板中能存儲10組參數(shù)，但在用AOP面板作第二臺變頻器參數(shù)的備份時，顯“存儲容量不足”。解決辦法如下:
a) 在菜單中選擇“語言”項;
b) 在“語言”項中選擇一種不使用的語言;
c) 按Fn+Δ鍵選擇刪除，經提示后按P鍵確認;
這樣，AOP面板就可存儲10組參數(shù)。造成這種現(xiàn)象的原因可能是設計時AOP面板中的內存不夠。
(7) ABB ACS600變頻器在運行時直流回路過壓跳閘
該變頻器配置有制動斬波器和制動電阻，但外方調試人員在調試時將電壓控制器選擇為ON而未使用制動斬波器和制動電阻。在直流回路過壓跳閘后將斬波器和制動電阻投入，結果跳閘更加頻繁。變頻器操作手冊上對直流回路過壓原因的解釋通常有2點:
a) 進線電壓過高;
b) 減速時間太短;
因該變頻器已投入運行2個月，且跳閘時進線電壓在允許的范圍之內，其它變頻器工作正常，結合以前處理變頻器故障時對直流回路過壓的認識，認為在使用電壓控制器調節(jié)回饋電流防止直流回路過壓的情況下，負載電流的變化率過大是引起過壓的一個重要原因，到現(xiàn)場查看被控設備時，發(fā)現(xiàn)有一塊物料卡在傳送帶的間隙中，清除后，變頻器工作正常。拆開變頻器外殼檢查，發(fā)現(xiàn)制動斬波器上設有三檔進線電壓選擇裝置(400V、500V、690V)以適應不同的進線電壓，其中短接環(huán)插在690V檔上，這樣就造成制動斬波器和制動電阻投入工作的門檻值過高而在進線電壓為400V的ACS600變頻器中未起作用，將短接環(huán)移至400V檔，通過減少減速時間試驗，制動斬波器和制動電阻工作正常。
3 結束語
在變頻器的常見故障中，由其外圍電路引起的故障所占比例較大，在日常維護時，應注意檢查電網(wǎng)電壓，改善變頻器、電機及線路的周邊環(huán)境，定期清除變頻器內部灰塵，通過加強設備管理最大限度地降低變頻器的故障率。
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