变频器故障变频技术

关键词: 故障 变频器

变频器故障变频技术(精选十篇)

变频器故障变频技术 篇1

关键词:变频器,故障诊断,神经网络,故障树

一、引言

故障诊断技术(Fault Diagnosis Technology)是一种应用型的边缘技术,其主要包括两方面内容:一方面是监测正在运行中的机械设备的运行状态,另一方面是对已发生异常状况的机械设备进行故障分析、诊断。随着近年来我国的工业发展及科学技术速度加快,生产设备日趋智能化、自动化、高速化与大型化,而设备的系统的科学性、安全性、有效性与可靠性变得越来越重要,因此故意诊断技术对于机械设备来讲也愈发受到国人的重视。变频器作为交流电动设备主要的调速变频技术,也随着微电子技术与电力电子技术的迅速发展而日益进步,目前变频器以其具有调速精度高、效率高、范围宽、功率因素高、操作方便以及可靠性好等多种优势已经广泛应用于多个领域。但因为变频器是较为精密的装置,其内部构造比较复杂,可能会发生各种类型的故障,因此有一个安全可靠的故障诊断技术才能保障变频器稳定、正常的运行。

二、变频器的分类

根据变频器内部电路的结构形式可以将其分为两类,其一种为交-直-交变频器,另一种为交-交变频器。前者指的是主电路中有电流直流的中间环节,而后者的主电路中没有电流直流的中间环节。

三、变频器的故障分类

故障比较简单的理解为系统中至少有一个重要的特性或者变量脱离了正常范围,使系统表现出某种异常现象。变频器与其他的生产设备相同,因为其内部的相互矛盾性,产生故障,而变频器的故障可以根据以下原则进行分类。

1. 根据发生故障的部位划分

(1)内部故障,是指变频器自身的因素引发故障,又可细分为:1)控制系统因素产生故障;2)逆变器因素产生故障;3)直流环节因素产生故障。

(2)电源故障,是指对变频器进行供电的电源出现问题而引发故障。

(3)负载故障,是指电动机问题引发的故障。

2. 根据发生故障的性质划分

(1)偶发性故障,即是变频器随机性的发生故障,有时消失有时发生。

(2)永久性故障,即是因为某种因素引起的一直存在的故障现象,例如,因为保险丝精神熔断而造成的缺相,或者因为电子器件损坏而造成了主电路通断功能丧失等。

3. 根据发生故障的时间特点划分

(1)老化性故障,经常在设备运行寿命的后期时发生。

(2)间歇性故障,发生表现为设备功能时有时无,例如,因接插件接触不良而造成电路异常,元件虚焊现象,或者是因为外界的信号干扰而造成控制逻辑混乱等。

(3)突发性故障,因为某种突发因素致使设备丧失了某种功能。

四、变频器的故障诊断

我国有80%的控制系统失效均是主电路部分元器件的失效,因此目前的变频器都是采用快速检测电路作为其故障报警系统,但是这种报警系统需要较长的处理时间,并且很难实现精确报警,对设备正常运行以及运行寿命的影响很大,这种现象引起了国内外专家的极度关注并已经开始进行探讨研究解决方法。由于变频器最容易发生故障的部位是主电路,而主电路又直接关系到整设备运行系统的安全性与可靠性,所以变频器故障诊断的主要研究方向就是集中在其主电路部分。

1. 基于神经网络的故障诊断

神经网络控制器是一种较有前景的故障诊断技术。传统的故障诊断技术因变频器系统的模糊性与随机性强的特点,很难迅速并且准确的对其故障进行定位以及检测,而神经网络因其无需对象的数学模型特点,可以很好的解决这一问题。然而神经网络故障诊断技术也有其自身的弱点,如:网络权值形式的表达方式难解,获取训练样本较为困难以及其忽视了领域专家的知识与经验等问题,至今还未能得到有效的解决。

2. 基于故障树的故障诊断

故障树模型是一种已经定性的因果模型,其是基于所诊断对象的功能特征、结构等进行诊断。故障树的故障诊断方法主要为三步: (1) 选择科学合理的顶事件; (2) 建造正确的故障树(见图1); (3) 选择准确的搜寻方式,对设备故障进行搜寻与诊断。

故障树诊断技术可简单直观的对故障部位进行搜寻,其比较灵活,并且通用性好,可以以正确故障树结构做基础,建立合理准确的故障树才是诊断的关键。

五、结语

随着我国发展愈发迅速,变频器被应用于各个领域之中,针对其故障诊断技术已经越来越被人们重视。为寻找一种可以科学、可靠、合理、准确的故障诊断方法,本文融合多种变频器的故障诊断方法进行分析研究,希望通过建立所需要的变频器预警系统,将理论实现,这样才能使变频器在应用中更为可靠,进而推动我们各种行业稳定健康发展。

参考文献

[1]陈小平, 刘文波, 于盛林, 石玉.基于虚拟仪器技术的飞机飞行参数记录器检测系统的研制.仪器仪表学报[J].2001, 22 (4) :372~375.

变频器故障分析与处理 篇2

目前人们所说的交流调速系统,主要指电子式电力变换器对交流电动机的变频调速系统。变频调速系统以其优越于直流传动的特点,在很多场合中都被作为首选的传动方案,现代变频调速基本都采用16位或32位单片机作为控制核心,从而实现全数字化控制,调速性能与直流调速基本相近,但使用变频器时,其维护工作要比直流复杂,一旦发生故障,企业的普通电气人员就很难处理,这里就变频器常见的故障分析一下故障产生的原因及处理方法。

一、参数设置类故障

常用变频器在使用中,是否能满足传动系统的要求,变频器的参数设置非常重要,如果参数设置不正确,会导致变频器不能正常工作。

1、参数设置

常用变频器,一般出厂时,厂家对每一个参数都有一个默认值,这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下,用户能以面板操作方式正常运行的,但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求。所以,用户在正确使用变频器之前,要对变频器参数时从以下几个方面进行:

(1)确认电机参数,变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

(2)变频器采取的控制方式,即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。

(3)设定变频器的启动方式,一般变频器在出厂时设定从面板启动,用户可以根据实际情况选择启动方式,可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。

(4)给定信号的选择,一般变频器的频率给定也可以有多种方式,面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定,当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后,变频器基本上能正常工作,如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。

2、参数设置类故障的处理

一旦发生了参数设置类故障后,变频器都不能正常运行,一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行,最好是能够把所有参数恢复出厂值,然后按上述步骤重新设置,对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。

二、过压类故障

变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下,变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算,则平均直流电压Ud= 1.35 U线=513V。在过电压发生时,直流母线的储能电容将被充电,当电压上至760V左右时,变频器过电压保护动作。因此,变频器来说,都有一个正常的工作电压范围,当电压超过这个范围时很可能损坏变频器,常见的过电压有两类。

1、输入交流电源过压

这种情况是指输入电压超过正常范围,一般发生在节假日负载较轻,电压升高或降低而线路出现故障,此时最好断开电源,检查、处理。

2、发电类过电压

这种情况出现的概率较高,主要是电机的同步转速比实际转速还高,使电动机处于发电状态,而变频器又没有安装制动单元,有两起情况可以引起这一故障。

(1)当变频器拖动大惯性负载时,其减速时间设的比较小,在减速过程中,变频器输出的速度比较快,而负载靠本身阻力减速比较慢,使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量回馈单元,因而变频器支流直流回路电压升高,超出保护值,出现故障,而纸机中经常发生在干燥部分,处理这种故障可以增加再生制动单元,或者修改变频器参数,把变频器减速时间设的长一些。增加再生制动单元功能包括能量消耗型,并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻,通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统,这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态,产生再生能量,这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的,当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。

(2)多个电动施动同一个负载时,也可能出现这一故障,主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例,当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时,则转速高的电动机相当于原动机,转速低的处于发电状态,引起故障。在纸机经常发生在榨部及网部,处理时需加负荷分配控制。可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。

三、过流故障

过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均,输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障,说明变频器逆变电路已环,需要更换变频器。

四、过载故障

过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是加速时间太短,直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重,所选的电机和变频器不能拖动该负载,也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对生产机械进行检修。

五、其他故障

1、欠压

说明变频器电源输入部分有问题,需检查后才可以运行。

2、温度过高

如电动机有温度检测装置,检查电动机的散热情况;变频器温度过高,检查变频器的通风情况。

一、变频器控制回路的抗干扰措施

由于主回路的非线性(进行开关动作),变频器本身就是谐波干扰源,而其周边控制回路却是小能量、弱信号回路,极易遭受其他装置产生的干扰,造成变频器自身和周边设备无法正常的工作。因此,变频器在安装使用时,必须对控制回路采取抗干扰措施。

1. 变频器的基本控制回路

变频器同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种:

①4~20mA电流信号回路(模拟);1~5V/0~5V电压信号回路(模拟)。②开关信号回路,变频器的开停指令、正反转指令等(数字)。外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器,同时干扰源也在其回路上产生干扰电势,以控制电缆为媒体入侵变频器。

2. 干扰的基本类型及抗干扰措施

(1)静电耦合干扰:指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合,在电缆中产生的电势。

措施:加大与干扰源电缆的距离,达到导体直径40倍以上时,干扰程度就不大明显。在两电缆间设置屏蔽导体,再将屏蔽导体接地。

(2)静电感应干扰:指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通大小,控制电缆形成的闭环面积和干扰电缆与控制电缆间的相对角度。

措施:一般将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离铺设,分离距离通常在30cm以上(最低为10cm),分离困难时,将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合间距越小,铺设的路线越短,抗干扰效果越好。

(3)电波干扰:指控制电缆成为天线,由外来电波在电缆中产生电势。

措施:同(1)和(2)所述。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽,屏蔽用铁箱要接地。

(4)接触不良干扰:指变频器控制电缆的电接点及继电器接触不良,电阻发生变化在电缆中产生的干扰。

措施:对继电器采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆应定期做拧紧加固处理。

(5)电源线传导干扰:指各种电气设备从同一电源系统获得供电时,由其他设备在电源系统直接产生电势。

措施:变频器的控制电源由另外系统供电,在控制电源的输入侧装设线路滤波器或隔离变压器,且屏蔽接地。

(6)接地干扰:指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发干扰,比如设置两个以上接地点,接地处会发生电位差,产生干扰。

措施:速度给定的控制电缆取一点接地,接地线一作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧进行,使用专设的接地端子,不与其他接地端子共用,并尽量减少接地端子引接点的电阻,一般不大于100ω。

3. 其他注意事项

(1)装有变频器的控制柜,应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设置。

(2)弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器和接触器。(3)控制电缆建议采用1.25mm×2或2mm×2屏蔽绞合绝缘电缆。

(4)屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时,屏蔽端子要互相连接。

二、变频器常见故障分析

1. 变频器充电启动电路故障

通用变频器一般为电压型变频器,采用交一直一交工作方式,即是输入为交流电源,经三相整流桥后变为直流电压,然后再经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。当变频器刚上电时,由于直流侧的平波电容容量非常大,充电电流很大,通常采用一个启动电阻来限制充电电流,常见的变频启动两种电路,如图1所示。充电完成后,控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路,启动电路故障一般表现为启动电阻烧坏,变频报警显示为直流母线电压故障,一般在设计变频器时,为了减少变频器的体积,启动电阻值选择在10~50ω,功率为10~50ω。

当变频器的交流输入电源频繁通断,或者旁路接触器的触点接触不良时,以及旁路晶闸管导通阻值变大时,都会导致启动电阻烧坏。如遇此情况,可购规格的电阻换届之,同时必须找出引出电阻烧坏的原因,才能将变频器投入使用。

2. 变频器无故障显示,但不能高速运行

某厂一台变频器状态正常,但调不到高速运行,经检查,变频器并无故障,参数设置正确,调速输入信号正常,上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有450V左右,正常值为580~600V,再测输入侧,发现缺了一相,原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的。实际上变频器缺一相输入时,是可以工作的,因多数变频器的母线电压下限为400V,只有当直流母线电压降至400V以下时,变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时,直流母线压为380×1.2=456>400V。当变频器不运行时,由于平波电容的作用,直流电压也可达到正常值。新型的变频器都是采用PWM控制技术,调压调频的工作在逆变桥完成,虽然在低频段输缺相时仍可以正常工作,但因为输入电压低使输出电压低,造成异步电机转矩低,频率上不去,所以不能高速运行。

3. 变频器显示过流故障

出现这种故障显示时,首先检查加速时间参数是否太短,力矩提升参数是否太大,然后检查负载是否太重。如果无这些现象,可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点,复位后运行,看是否出现过流现象,如果出现的话,很可能是含有过压过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能的IPM模块出现故障,一般更换IPM模块即可。

4.变频器显示过压故障

这种故障一般是雷雨天气出现,由于雷电串入变频器的电源中,使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸,在这种情况下,通常只须断开变频器电源1min左右,再合上电源,即可复位;另一种情况是变频器驱动大惯性负载,就出现过压现象,这时变频器的减速停止属于再制动,在停止过程中,变频器的输出频率按线性下降,而负载电机的频率高于变频器的输出频率,负载电机处于发电状态,机械能转化为电能,并被变频器直流侧的平波电容吸收,这种能量足够大时,就会产生所谓的“泵升现象”,变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大电压而跳闸,对于这种故障,一是将减速时间参数设置长些或增大制动电阻或增加制动单元;二是将变频器的停止方式设置为自由停车。

5.电机发热,变频器显示过载

对于已经投入运行的变频器如果出现这种故障,就必须检查负载的状况.新安装的变频器可能是V/F曲线设置不当或电气参数设置有问题,如一台新装变频器,其驱动的是一台变频电机,电机额定参数为220V/50Hz,而变频器出厂时设置为380V/50Hz,由于安装人员没有正确变频器的V/F参数,导致电机运行一段时间后转子出现磁饱和,致使电机转速降低,发热而过载。在使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时,没有正确的设置负载电机的额定电压、电流、容量等参数及设置的变频器载波率过高时,均会导致电机发热过载,另处设计者设计变频器常常在低频段工作,而没有考虑到在低频段工作的电机散热变差的问题,致使电机工作一段时间后发热过载,对于是种情况,需加装散热装置。

交流变频速以其节能显著、保护完善、控制性能好、过载能力强、使用维护方便等特点,迅速发展起来,已成为电动机调速的主潮流。变频调速在我国已进入推广应用阶段。然而由于认识上的局限,人们在VVVF(变频变压)变频器的实际应用中还存在许多错误。怎样结合生产工艺要求正确使用变频器并使其充分发挥效益,已成人们关注的焦点。现结合工程应用中的故障实例,对变频器在应用中普遍存在的问题进行分析。

一、故障实例

1、误操作故障

某水泥厂7#水泥回转窑篦式冷却机设计选用两台Y250M-830kW电动机分别传动两级篦床,变频调速控制,其控制原理如图1所示。图中VVVF是日产富士FRNO37P7-4EX57kVA通用变频频器,装于低压配电室内,其电源接触器及运转命令上冷却机现场和控制室两地操作,KA是篦冷机与破碎机联锁触点。变频器系统试车时,因工艺需要,操作人员在主控室操作SB4断开变频器电源接触器KM,使处于集中控制的篦冷机停车。重新开车时,两台变频器均进入OH2(外部故障)闭锁状态,故障历史查询显示OH2和LU(低电压),检查端子THR随联接良好,电源电压正常,按RESET键复位无效,测量主电路直流电压为518V。经分析故障前篦冷机工作于集中控制状态,参与系统联锁,操作员停变频器电源实现停车时,计算机进行内部数据读操作并获取正转指令,但此时主回路直流电压尚未建立,CPU检测后封锁输出,发出OH2故障信号,因此,导致故障的真正原因是错误操作,而非现场技术人员认为的由电源接触器频繁起动变频器所致。故障原因明确以后,针对现场情况规定了操作程序,开停车使用控制室内的S2(集中控制时)或SB5、SB6开停车按钮,将集中控制室内变频器电源接触器控制按钮SB3、SB4用胶带贴封,仅当停机检修时启用,以避免误操作现象出现,系统运行正常。图1

2、使用条件造成的故障

一家油田某采区所用的九台变频器在短期内烧毁三台,故障都是变频器控制的变压器烧毁导致主板等部件损坏。据了解,该地区电网电压有时高达480V,远超过手册规定的+10%的电压上限,使绝缘裕度较小的控制变压器烧毁。这是一个变频器用于严重过压条件下而损坏的曲型事例。因此,使用变频器时,应对使用现场的电网质量、环境温度、粉尘、干扰等条件认真调查,外部条件不能满足要求时应采取有效措施加以解决。

二、变频器应用中的常见问题及处理方法

1、变频器电源开关的设置与控制

变频器用户手册规定,在电源与主电路端子之间,一定要接一个开关,这是为了确保检修安全。对这一点,一般用户能够按手册要求做。但容易忽视的是手册还建议在开关后装设电磁接触器,其目的是在变频器进入故障保护状态时能及时切断电源,防止故障扩散。在实际使用中,有的用户没有安装,有的使用不合理;如图1方案中电源接触器仅被用来实现远地停送电及变频器的过负荷保护;有些方案则仅用于起、停电动机。这都是不恰当的。由于变频器价格较高,使用时应在电源接触器控制回路中串接变频器故障报警接触器动断触点控制回路中串接变频器故障报警接链接触器动断触点(如富士P7/G7系列的B30、C30触点),这对大容量变频器尤为重要。

变频器电源进线端一定要装设开关,使用中宜优选刀熔开关,该开关有明显的断点,集电源开关、隔离开关、应急开关和是路保护于一体,性能优于目前采用较多的单一熔断器、刀开关或自动空气开关等方案。对大容量变频器应选配快速熔断器以保护整流模块。

变频器电源侧设置接触器应选配快速熔断器以保护整流模块。

变频器电源侧设置接触器并参与故障联锁时,应将控制电源辅助输入端子接于接触器前,以保证变频器主电路断电后,故障显示和集中报警输出信号得以保持,便于实现故障检索及诊断。

2、不应用电源侧接触器频繁起、停电动机

实际应用中,有许多控制方案设置外围电路控制电源侧接触器实现系统软起动特性,图2是某杂志一篇文章推荐的日产三垦(SANKEK)变频器的控制方案。由图可知,该方案电动机起动时按SB2,其触点闭合,KA1得电,其动合触点分别发出变频器运行和时间继电器KT的激励命令,KT延时断开动合触点提供继电器KA2激励命令,KA2动合触点控制KM吸合,变频器得电起动电动机。停车时按SB1发出停车命令,KA1断电,其动合触点复位,取消运行命令并使KT断电,KT动合触点延时20s复位,电源接触器KM断电,实现当KM起动时,先闭合KA1,停止时先断开KA1的办法,可达到起动、停止软特性,从而避免电动机反馈电压侵入变频器。图2 上述方案建议利用电源接触器直接起动变频器来实现电动机起动、停止的软特性是错误的。由图3可知,当电压型交-直-交变频器通电时,主电路将产生较大充电电流,频繁重复通断电,将产生热积累效应,引起元件的热疲劳,缩短设备寿命。因此上述方案不适用于频繁起动的设备。对不频繁起动的设备也无优越性(某些大容量变频器根本无法起动,如例1所述),因为变频器本身具有优越的控制性能,实现软起动特性应优先考虑利用正、反转命令和通过加、减速速时间设定实现,无谓地增加许多外围电路器件,不但浪费资金而且降低了系统的可靠性,大大降低了响应速度,加大维护工作量,增加损耗,是不足取的。图3

3、电动机过载保护宜优先选择电子热继电器

一部分专业人员认为,变频器内部的过载保护只是为保护其自身而设,对电动机过载保护不适用,为了保护电动机,必须另设热继电器。在实际应用中,笔者所见各种变频调速控制方案也绝大多数在电路的不同位置设置了热继电器,以完成所控单台电动机的过负荷保护,这显然又是一种误解。对一台变频器控制一台标准四极电动机的控制方案而言,使用变频器电子热过载继电器保护电动机过载,无疑要优于外加热继电器,对普通电动机可利用其矫正特性解决低速运行时冷却条件恶化的问题,使保护性能更可靠。尤其是新型高机能变频器(如富士9S系列)现已在用户手册中给出设定曲线,用户可根据工艺条件设定。通常,考虑到变频器与电动机的匹配,电子热过载继电器可在50%~105%额定电流范围内选择设定。

只有在下列情况时,才用常规热继电器代替电子热继电器:

所用电动机不是四极电动机。

使用特殊电动机(非标准通用电动机)

一台变频器控制多台电动机。电动机频繁起动。

但是,如果用户有丰富的运行经验时,笔者仍建议通过电子热继电器的合理设定(引入校正系数)来完成单台电动机变频调速的过载保护。

当变步器选用外部热继电器进行电动机过载保护时,热继电器应装设于变频器输出侧,常见的装于输入侧的方案起不到保护作用(变频器的变频变压特性使 其低频时输入电流远远小于输出电流)。过载保护应根据设备工艺要求情况,采用变频器停止命令(断开CM)或空转停车(断开BX)命令实现停车,不宜通过电源接触器实现。

4、变频器与电动机间不宜装设接触器

装设于变频器和电动机间的接触器在电动机运行时通断,将产生操作过电压,对变频器造成损害,因此,用户手册要求原则上不要在变频器与电动机之间装设接触器。但是,当变频器用于下列情况时,仍有必要设置:

当用于节能控制的变频调速系统时常工作于额定转速,为实现经济运行需切除变频器时。

参与重要工艺流程,不能长时间停运,需切换备用控制系统以提高系统可靠性时。

一台变频器控制多台电动机(包括互为备用的电动机)时。变频器输出侧设置电磁时,设计外围电路应避免接触器在变频器有输出时动作,任何时候严禁将电源接入变频器输出端。

目前,有些用户为了方便测试负荷电缆和电动机绝缘,在变频器输出侧设置自动空气开关,用以在测试时切除变频器,该法弊大于利。由于变频器输出电缆(线)要求选用屏蔽电缆或穿管敷设,缆线故障几率很小,通常情况下测量电动机及电缆绝缘时,可选用铅丝或软铜线将变频器输入、输出、直流电抗器和制动单元联接端子可靠短接后进行测试,仅在需要测量电缆相间绝缘时拆线检测,确无必要增加投资,否则还要采取可靠措施,防止在运行中误操作。

5、电流检测时电汉互感器的设置及电流表的选择

由于设计人员或用户容易忽视变频器输出频率的变化特性,在电流检测及仪表选型上经学出现错误。变频器输出侧电流测量应使用电磁经系仪表,以获得所需的测量精度。例如,某杂志刊登的《一起变频器不能复位的故障处理》一文,提出变频器输出侧不能使用普通电流互感器,这是错误的论点。在变频器输出侧使用普通电流互感器是可以完成输出电流检测的。由电流互感器铁心磁通密度计算公式Bmake=K2/4.44fSmW2可知,铁心的磁通密度与交流电流频率的变化成反比,忽略次要因素时,其电流误差(即变化误差)和相位误差可看作与电流频率变化成反比,只是当电流频率超过1kHz时,铁心温度会增高。但是,由于互感器正常运行时激磁电流设计得很小(主要为了减小误差),因此,普通电流互感器用于50Hz频率附近时,其电流误差是很小的。通过实际校验对比可知,当变频器输出频率在10~50Hz之间变化时,电磁系电流表指示误差很小,实测误差在1.27%以下,并与电流频率变化成反比(以变频器输出电流指示为基准),能够满足输出电流监视的要求。此外,尤其是当变频调速系统驱动负载变化不太大的往复运动设备时,由于设备传动力矩的周期性变化,使变频器输出电流产生一定波动,变频器的LED数码显示电流值跳字严重,造成观察读数困难,采用模拟电流表可有效地解决这个问题。

应当注意的是,使用指针式电流表测量变频器输出侧电流时,必须选择电磁经系仪表(手册通常称作动铁式),使用时应严格按用户手册的规定选择安装,以保证应有的精度。如选用整流系仪表(该错误非常普遍)时,经实测在19~50Hz区间,指示误差为69.7%~16.66%,且为负偏差。

此外,由于变频器的输入电流一般不大于输出电流,因此,输入侧设置电流监视意义不大,一般有信号灯指示电源即可,如电压不稳时可设电压表监视。大容量变频器低频运行时,其输入侧电流表可能无指示。

如今,变频器已具有很强的功能,但是,国内的应用情况在很大程度上与录像机一样,其功能的开发与正确应用十分有限,许多地方仅限于能够开停车和调速的应用。因此,迅速提高技术人员的应用水平,对发挥变频器的节能和优良的控制性能是十分重要的。

1、加速时:

外部原因可能有:输出回路有接地或相间短路现象。若是则排除之。若是矢量控制变频器,则可能是参数没有辨识或辨识不准确,需重新进行参数辨识。

若是V/F控制方式,则可能有如下原因: A、加速时间过短,使变频器的输出电压上升太快,解除办法是延长加速时间, 若工艺要求快速起动则需选用大一档的型号。B、手动提升转矩设置不合适。另外还可能和下列因素相关:

A、电压是否偏低?若是则将电压调至正常范围。

B、是否对正在运行的电机起动?若是则选择转速跟踪再起动或等电机停止后起动

C、起动过程是否有突加负载?若是则取消突加负载。D、变频器型号是否选小?若是则选择合适型号。

2、减速时:

变频器减速时过电流一般都是由电机惯性负载造成,当电机一下子从高速变为低速时,由于负载存在惯性,电机变成发电机向变频器回馈电能所致,解除办法是延长减速时间,或増加制动单元。 fhdjf(2007-6-06 12:37:32)在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。如果是变频器出现故障,如何去判断是哪一部分问题,在这里略作介绍。

一、静态测试

1、测试整流电路

找到变频器内部直流电源的P端和N端,将万用表调到电阻X10档,红表棒接到P,黑表棒分别依到R、S、T,应该有大约几十欧的阻值,且基本平衡。相反将黑表棒接到P 端,红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端,重复 以上步骤,都应得到相同结果。如果有以下结果,可以判定电路已出现异常,A.阻值 三相不平衡,可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时,电阻无穷大,可以断定整流桥 故障或起动电阻出现故障。

2、测试逆变电路

将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上,应该有几十欧的阻值,且各相阻值基 本相同,反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端,重复以上步骤应得到相同结果,否则 可确定逆变模块故障

二、动态测试

在静态测试结果正常以后,才可进行动态测试,即上电试机。在上电前后必须注意 以下几点:

1、上电之前,须确认输入电压是否有误,将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机(炸电容、压敏电阻、模块等)。

2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器出现故障,严重时会出现炸机等情况。

3、上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。

4、如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载(不接电机)情况下启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况,则模块或驱动板等有故障

5、在输出电压正常(无缺相、三相平衡)的情况下,带载测试。测试时,最好是满负载测试。

三、故障判断

1、整流模块损坏

一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下,更换整流桥。在现场处理故障时,应重点检查用户电网情况,如电网电压,有无电焊机等对电网有污染 的设备等。

2、逆变模块损坏

一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后,测驱动波

形良好状态下,更换模块。在现场服务中更换驱动板之后,还必须注意检查马达及连接电缆。在确定无任何故障下,运行变频器。

3、上电无显示

一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起,如启动电阻损坏,也有可能是面板损坏。

4、上电后显示过电压或欠电压

一般由于输入缺相,电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检测点,更换损坏的器件。

5、上电后显示过电流或接地短路

一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放等。

6、启动显示过电流

一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。

7、空载输出电压正常,带载后显示过载或过电流

该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化,模块损伤引起.

一、变频器的空载通电

1.1 将变频器的接地端子接地。

1.2 将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。

1.3 检查变频器显示窗的出厂显示是否正常,如果不正确,应复位,否则要求退换。

1.4 熟悉变频器的操作键。

一般的变频器均有运行(RUN)、停止(STOP)、编程(PROG)、数据P确认(DATAPENTER)、增加(UP、▲)、减少(DOWN、“)等6个键,不同变频器操作键的定义基本相同。此外有的变频器还

有监视(MONITORPDISPLAY)、复位(RESET)、寸动(JOG)、移位(SHIFT)等功能键。

二、变频器带电机空载运行

2.1 设置电机的功率、极数,要综合考虑变频器的工作电流。

2.2 设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性。VPf类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等项目。最高频率是变频器—电动机系统可以运行的最高频率,由于变频器自身的最高频率可能较高,当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时,应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线,应按电动机的额定电压进行设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的

VPf 类型图和负载特点,选择其中的一种类型。通用变频器均备有多条VPf 曲线供用户选择,用户在使用时应根据负载的性质选择合适的VPf 曲线。如果是风机和泵类负载,要将变频器的转矩运行代码设置成变转矩和降转矩运行特性。为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产负载启动的要求,要调整启动转矩。在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂。在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略,若仍保持VPf 为常数,则磁通将减小,进而减小了电机的输出转矩。为此,在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。日立J300 变频器则为用户提供两种选择:自行设定和自动转矩提升。

2.3 将变频器设置为自带的键盘操作模式,按运行键、停止键,观察电机是否能正常地启动、停止。

2.4 熟悉变频器运行发生故障时的保护代码,观察热保护继电器的出厂值,观察过载保护的设定值,需要时可以修改。变频器的使用人员可以按变频器的使用说明书对变频器的电子热继电器功能进行设定。电子热继电器的门限值定义为电动机和变频器两者的额定电流的比值,通常用百分数表示。当变频器的输出电流超过其容许电流时,变频器的过电流保护将切断变频器的输出。因此,变频器电子热继电器的门限最大值不超过变频器的最大容许输出电流。

三、带载试运行

3.1 手动操作变频器面板的运行停止键,观察电机运行停止过程及变频器的显示窗,看是否有异常现象。

3.2 如果启动P停止电机过程中变频器出现过流保护动作,应重新设定加速P减速时间。电机在加、减速时的加速度取决于加速转矩,而变频器在启、制动过程中的频率变化率是用户设定的。若电机转动惯量或电机负载变化,按预先设定的频率变化率升速或减速时,有可能出现加速转矩不够,从而造成电机失速,即电机转速与变频器输出频率不协调,从而造成过电流或过电压。因此,需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间,使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是先按经验选定加、减速时间进行设定,若在启动过程中出现过流,则可适当延长加速时间;若在制动过程中出现过流,则适当延长减速时间。另一方面,加、减速时间不宜设定太长,时间太长将影响生产效率,特别是频繁启、制动时。

3.3 如果变频器在限定的时间内仍然保护,应改变启动P停止的运行曲线,从直线改为S 形、U 形线或反S 形、反U 形线。电机负载惯性较大时,应该采用更长的启动停止时间,并且根据其负载特性设置运行曲线类型。

3.4 如果变频器仍然存在运行故障,应尝试增加最大电流的保护值,但是不能取消保护,应留有至少10 %~20 %的保护余量。

3.5 如果变频器运行故障还是发生,应更换更大一级功率的变频器。

3.6如果变频器带动电机在启动过程中达不到预设速度,可能有两种情况:

(1)系统发生机电共振,可以从电机运转的声音进行判断。

采用设置频率跳跃值的方法,可以避开共振点。一般变频器能设定三级跳跃点。VPf 控制的变频器驱动异步电机时,在某些频率段,电机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动,在电机轻载或转动惯量较小时更为严重。普通变频器均备有频率跨跳功能,用户可以根据系统出现振荡的频率点,在VPf 曲线上设置跨跳点及跨跳宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统能够正常运行。

(2)电机的转矩输出能力不够,不同品牌的变频器出厂参数设置不同,在相同的条件下,带载能力不同,也可能因变频器控制方法不同,造成电机的带载能力不同;或因系统的输出效率不同,造成带载能力会有所差异。对于这种情况,可以增加转矩提升量的值。如果达不到,可用手动转矩提升功能,不要设定过大,电机这时的温升会增加。如果仍然不行,应改用新的控制方法,比如日立变频器采用VPf 比值恒定的方法,启动达不到要求时,改用无速度传感器空间矢量控制方法,它具有更大的转矩输出能力。对于风机和泵类负载,应减少降转矩的曲线值。

四、变频器与上位机相连进行系统调试

在手动的基本设定完成后,如果系统中有上位机,将变频器的控制线直接与上位机控制线相连,并将变频器的操作模式改为端子控制。根据上位机系统的需要,调定变频器接收频率信号端子的量程0~5V 或0~10V ,以及变频器对模拟频率信号采样的响应速度。如果需要另外的监视表头,应选择模拟输出的监视量,并调整变频器输出监视量端子的量程。 1过流(OC)

过流是变频器报警最为频繁的现象。1.1现象

(1)重新启动时,一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有:负载短路,机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。(2)上电就跳,这种现象一般不能复位,主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。

(3)重新启动时并不立即跳闸而是在加速时,主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。1.2 实例

(1)一台LG-IS3-4 3.7kW变频器一启动就跳“OC”

分析与维修:打开机盖没有发现任何烧坏的迹象,在线测量IGBT(7MBR25NF-120)基本判断没有问题,为进一步判断问题,把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别,经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路,更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。(2)一台BELTRO-VERT 2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。

分析与维修:首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象,估计问题不在这一块,可能出在过流信号处理这一部位,将其电路传感器拆掉后上电,显示一切正常,故认为传感器已坏,找一新品换上后带负载实验一切正常。

二、过压(OU)

过电压报警一般是出现在停机的时候,其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。(1)实例

一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU”。

分析与维修:在修这台机器之前,首先要搞清楚“OU”报警的原因何在,这是因为变频器在减速时,电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快,转子的电动势和电流增大,使电机处于发电状态,回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流向直流环节,使直流母线电压升高所致,所以我们应该着重检查制动回路,测量放电电阻没有问题,在测量制动管(ET191)时发现已击穿,更换后上电运行,且快速停车都没有问题。

三、欠压(Uu)欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低(220V系列低于200V,380V系列低于400V),主要原因:整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现,其次主回路接触器损坏,导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压.还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。3.1 举例

(1)一台CT 18.5kW变频器上电跳“Uu”。

分析与维修:经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的,但是上电后没有听到接触器动作,因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅而是靠接触器的吸合来完成充电过程的,因此认为故障可能出在接触器或控制回路以及电源部分,拆掉接触器单独加24V直流电接触器工作正常。继而检查24V直流电源,经仔细检查该电压是经过LM7824稳压管稳压后输出的,测量该稳压管已损坏,找一新品更换后上电工作正常。

(2)一台DANFOSS VLT5004变频器,上电显示正常,但是加负载后跳“ DC LINK UNDERVOLT”(直流回路电压低)。

分析与维修:这台变频器从现象上看比较特别,但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂,该变频器同样也是通过充电回路,接触器来完成充电过程的,上电时没有发现任何异常现象,估计是加负载时直流回路的电压下降所引起,而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流,然后由电容平波后提供的,所以应着重检查整流桥,经测量发现该整流桥有一路桥臂开路,更换新品后问题解决。

四、过热(OH)

过热也是一种比较常见的故障,主要原因:周围温度过高,风机堵转,温度传感器性能不良,马达过热。举例

一台ABB ACS500 22kW变频器客户反映在运行半小时左右跳“OH”。分析与维修:因为是在运行一段时间后才有故障,所以温度传感器坏的可能性不大,可能变频器的温度确实太高,通电后发现风机转动缓慢,防护罩里面堵满了很多棉絮(因该变频器是用在纺织行业),经打扫后开机风机运行良好,运行数小时后没有再跳此故障。

五、输出不平衡

输出不平衡一般表现为马达抖动,转速不稳,主要原因:模块坏,驱动电路坏,电抗器坏等。5.1举例

一台富士 G9S 11KW变频器,输出电压相差100V左右。

分析与维修:打开机器初步在线检查逆变模块(6MBI50N-120)没发现问题,测量6路驱动电路也没发现故障,将其模块拆下测量发现有一路上桥大功率晶体管不能正常导通和关闭,该模块已经损坏,经确认驱动电路无故障后更换新品后一切正常。

六、过载

过载也是变频器跳动比较频繁的故障之一,平时看到过载现象我们其实首先应该分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载,一般来讲马达由于过载能力较强,只要变频器参数表的电机参数设置得当,一般不大会出现马达过载.而变频器本身由于过载能力较差很容易出现过载报警.我们可以检测变频器输出电压。

七、开关电源损坏

这是众多变频器最常见的故障,通常是由于开关电源的负载发生短路造成的,丹佛斯变频器采用了新型脉宽集成控制器UC2844来调整开关电源的输出,同时UC2844还带有电流检测,电压反馈等功能,当发生无显示,控制端子无电压,DC12V,24V风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。

八、SC故障

SC故障是安川变频器较常见的故障。IGBT模块损坏,这是引起SC故障报警的原因之一。此外驱动电路损坏也容易导致SC故障报警。安川在驱动电路的设计上,上桥使用了驱动光耦PC923,这是专用于驱动IGBT模块的带有放大电路的一款光耦,安川的下桥驱动电路则是采用了光耦PC929,这是一款内部带有放大电路,及检测电路的光耦。此外电机抖动,三相电流,电压不平衡,有频率显示却无电压输出,这些现象都有可能是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏的原因有多种,首先是外部负载发生故障而导致IGBT模块的损坏如负载发生短路,堵转等。其次驱动电路老化也有可能导致驱动波形失真,或驱动电压波动太大而导致IGBT损坏,从而导致SC故障报警。

九、GF—接地故障

接地故障也是平时会碰到的故障,在排除电机接地存在问题的原因外,最可能发生故障的部分就是霍尔传感器了,霍尔传感器由于受温度,湿度等环境因数的影响,工作点很容易发生飘移,导致GF报警。

十、限流运行

在平时运行中我们可能会碰到变频器提示电流极限。对于一般的变频器在限流报警出现时不能正常平滑的工作,电压(频率)首先要降下来,直到电流下降到允许的范围,一旦电流低于允许值,电压(频率)会再次上升,从而导致系统的不稳定。丹佛斯变频器采用内部斜率控制,在不超过预定限流值的情况下寻找工作点,并控制电机平稳地运行在工作点,并将警告信号反馈客户,依据警告信息我们再去检查负载和电机是否有问题。 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

2)工作机械卡住

3)逆变管损坏

4)电动机的起动转矩过小,拖动系统转不起来

(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

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 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

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

(3)其它原因:

1)机械有卡住现象

2)电动机的起动转矩不够

3)变频器的电路故障

 在变频器的使用中,由于对变频器的选型及使用不当,往往会引起变频器不能正常运行、甚至引发设备故障,导致生产中断,带来不必要的经济损失。本文以富士FRNP7/G7变频器为例,讲述变频器使用应注意的几个问题。1选型

一台喂料油隔泵采用变频控制,电机型号为JR127_

10、115kW,Ue=380V,Ie=231A,使用FRNll0P7-4EX变频器。运行中发现有时虽然给定频率高,但实际频率调不上去、变频器跳闸频繁,故障指示为“OLl”,即变频器过载。经检查,变频器的额定电流为210A,而油隔泵电机在高下料量时运行电流在220A左右波动,驱动转矩达到极限设定,使频率不能上调,运行电流大于变频器额定电流,变频器过流跳停。分析认为其原因是变频器容量选择偏小。变频器的选型应满足以下条件:(1)电压等级与控制电机相符。

(2)额定电流为控制电机额定电流的1.1~1.5倍。(3)根据被控设备的负载特性选择变频器的类型。

油隔泵为恒转矩负载,最好选用驱动转矩极限范围宽的G7变频器。选择FRNl60G7_4EX,变频器额定电压为400V,额定输出电流为304A,驱动转矩极限为150%,改用FRNl60G7。4EX后,上述问题再也没有发生。2安装环境

由于变频器集成度高,整体结构紧凑,自身散热量较大,因此对安装环境的温度、湿度和粉尘含量要求高。山西铝厂的变频器安装于操作室内,因安装车间属于干法车间,变频器运行环境差,操作室粉尘多,夏季室内温度高,曾多次发生变频器故障。在对操作室进行密封和加冷却设施后,情况大为改善。后来因操作室集中空调冷凝水较多,距离柜子太近,发生了一起变频器控制板元件损坏的故障。可见在安装变频器的同时,必须为变频器提供一个好的运行环境。3参数设定

变频器的设定参数多,每个参数均有一定的选择范围,使用中常常遇到因个别参数设置不当,导致变频器不能正常工作的现象。

(1)外加起停按钮及电位器调频无效。变频器出厂时设定为通过键盘面板操作,外部控制无效,端子FWD_CM用短接片短接。选择外部起停及调频控制时,必须将该短接片去掉。出现上面问题,可能是FWD,CM短接片未取掉,操作方式和调频方式参数选择错误所致,应重点对该部分进行检查。

(2)变频器在电机空载时工作正常,但不能带载起动。这种问题常常出现在恒转矩负载。山西铝厂一台FRNl60P7。4EX变频器在试车时电机空试正常、但一带负荷即跳闸,提高了加减速时间后仍无法带载。继续检查转矩提升值,将转矩提升值由“2”改为“7”后,提高了低频时的电压输出。改善了低频时的带载特性,电机带载正常。遇到上述问题时应重点检查加、减速时间设定及转矩提升设定值。(3)变频器投入运行、电机还未起动就过载跳停。山西铝厂一台7.5kW_6极电机采用变频控制,变频器在投入运行起动时、频繁跳停。经查原设定时将偏置频率设定为2H2、变频器在接到运行指令但未给出调频信号之前、受控电机将一直接收2H2的低频运行指令而无法起动。经测定该电机的堵转电流达到47A,约为电机额定电流3倍,变频器过载保护动作属正常。改偏置频率为0Hz,电机起动正常。

(4)频率已经达到较大值,但电机转速仍不高。一台新投用的变频器频率设置显示已经很大,但电机转速明显较同频率下其它电机低。检查频率增益设定值为150%。由频率设定信号增益定义可知:设定增益为设定模拟频率信号对输出频率的比率,假设设定频率为30Hz,实际输出频率仅为20H2。将设定增益改为100%后,问题得到解决。

(5)频率上升到一定数值,继续向上调节时,频率保持在一定值不断跳跃,转速不能提高。变频器工作时,将自动计算输出转矩,并将输出转矩限制在设定值内。如果驱动转矩设定值偏小,将可能因输出转矩受到限制,使变频器输出频率达不到给定频率。遇到上面的问题,应检查驱动转矩设定值是否偏小,变频器的容量是否偏小,再设法解决。4故障诊断

变频器拥有较强的故障诊断功能,对变频器内部整流、逆变部分,CPU及外围通讯与电动机等故障进行保护。变频器在保护跳闸后故障复位前,将一直显示故障代码。根据故障指示代码确定故障原因,可缩小故障查找范围,大大减少故障查找时间。

(1)一台变频器在清扫后启动时,显示“OH2”故障指示跳停,OH2指变频器外部故障。出厂时连接外部故障信号的端子“THR”与“CM”之间用短接片短接,因这台变频器没有加装外保护,THR_CM仍应短接。经检查,由于66THR”与“CM’之间的短接片松动,在清扫时掉下。恢复短接片后变频器运行正常。

(2)变频器一启动就跳停,故障指示为“OCl”、OCl为加速时过电流,怀疑为电机故障,将变频器与电机连接线断开,检查电机绕组匝间短路。更换电机后变频器运行正常。

(3)夏季如果变频器操作室的制冷、通风效果不良,环境温度升高,则经常发生“OHl”、“OH3”过热保护跳停。这时应检查变频器内部的风扇是否损坏,操作室温度是否偏高,应采取措施进行强制冷却,保证变频器安全过夏。

(4)变频器在频率调到15Hz以上时,“LU”欠电压保护动作。“LU”保护信号指整流电压不足。我们从整流部分向变频器电源输入端检查,发现电源输入侧缺相,由于电压表从另外两相取信号,电压表指示正常,没有及时发现变频器输入侧电源缺相。输入端缺相后,由于变频器整流输出电压下降,在低频区、因充电电容的作用还可调频,但在频率调至一定值后,整流电压下降较快、造成变频器“LU”跳闸。5维护

变频器运行过程中,可以从设备外部目视检查运行状况有无异常,专职点检员可以通过键盘面板转换键查阅变频器的运行参数,如输出电压、输出电流、输出转矩、电机转速等,掌握变频器日常运行值的范围,以便及时发现变频器及电机问题。此外,还要注意以下几点:

(1)设专人定期对变频器进行清扫、吹灰,保持变频器内部的清洁及风道的畅通。(2)保持变频器周围环境清洁、干燥。严禁在变频器附近放置杂物.

(3)每次维护变频器后,要认真检查有无遗漏的螺丝及导线等,防止小金属物品造成变频器短路事故。

(4)测量变频器(含电机)绝缘时,应当使用500V兆欧表。如仅对变频器进行检测,要拆去所有与变频器端子连接的外部接线。清洁器件后,将主回路端子全部用导线短接起来,将其与地用兆欧表试验,如果兆欧表指示在5M欧以上,说明是正常的,这样做的目的是减少摇测次数。

 自80年代通用变频器进入中国市场以来,在短短的十几年时间里得到了非常广泛的应用。目前,通用变频器以其智能化、数字化、网络化等优点越来越受到人们的青睐。随着通用变频器应用范围的扩大,暴露出来的问题也越来越多,主要有以下几方面: ① 谐波问题

② 变频器负载匹配问题 ③ 发热问题

以上这些问题已经引起了有关管理部门和厂矿的注意并制定了相关的技术标准。如谐波问题,我国于1984年和1993年通过了“电力系统谐波管理暂行规定”及GB/T-14549-93标准,用以限制供电系统及用电设备的谐波污染。针对上述问题,本文进行了分析并提出了解决方案及对策。2 谐波问题及其对策

通用变频器的主电路形式一般由三部分组成:整流部分、逆变部分和滤波部分。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变器部分为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM波形。对于双极性调制的变频器,其输出电压波形展开式为:(1)式中:n—谐波的次数n=1,3,5„„;a1—开关角,i=1,2,3„„N/2;Ed—变频器直流侧电压;N—载波比。

由(1)式可见,各项谐波的幅值为(2)令n=1,则得出变频器输出电压的基波幅值为:(3)从(1)、(2)、(3)式可以看出,通用变频器的输出电压中确实含有除基波以外的其他谐波。较低次谐波通常对电机负载影响较大,引起转矩脉动,而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加,使电机出力不足,故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。

如前所述,由于通用变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路,中间滤波部分采用大电容作为滤波器,所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流,呈较为陡峻的脉冲波,其谐波分量较大。为了消除谐波,可采用以下对策: ① 增加变频器供电电源内阻抗

通常情况下,电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。当电源容量相对变频器容量越小时,则内阻抗值相对越大,谐波含量越小;电源容量相对变频器容量越大时,则内阻抗值相对越大,谐波含量越大。对于三菱FR-F540系列变频器,当电源内阻为4%时,可以起到很好的谐波抑制作用。所以选择变频器供电电源变压器时,最好选择短路阻抗大的变压器。② 安装电抗器

安装电抗器实际上从外部增加变频器供电电源的内阻抗。在变频器的交流侧安装交流电抗器或在变频器的直流侧安装直流电抗器,或同时安装,抑制谐波电流。表一列出了三菱FR-A540变频器安装电抗器和不安装电抗器的含量对照表。③ 变压器多相运行

通用变频器的整流部分是六脉波整流器,所以产生的谐波较大。如果应用变压器的多相运行,使相位角互差30°如Y-△、△-△组合的两个变压器构成相当于12脉波的效果则可减小低次谐波电流28%,起到了很好的谐波抑制作用。④ 调节变频器的载波比

从(1)、(2)、(3)式可以看出,只要载波比足够大,较低次谐波就可以被有效地抑制,特别是参考波幅值与载波幅值小于1时,13次以下的奇数谐波不再出现。⑤ 专用滤波器

该专用滤波器用于检测变频器谐波电流的幅值和相位,并产生一个与谐波电流幅值相同且相位正好相反的电流,通到变频器中,从而可以非常有效地吸收谐波电流。负载匹配问题及其对策

生产机械的种类繁多,性能和工艺要求各异,其转矩特性是复杂的,大体分为三种类型:恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。针对不同的负载类型,应选择不同类型的变频器。① 恒转矩负载

恒转矩负载是指负载转矩与转速无关,任何转速下,转矩均保持恒定。恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载。

摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的150%左右,制动转矩一般要求额定转矩的100%左右,所以变频器应选择那些具有恒定转矩特性,并且起动和制动转矩都比较大,过载时间长和过载能力大的变频器。如三菱变频器FR-A540系列。位能式负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能,能够快速实现正反转,变频器应选择具有四象限运行能力的变频器。如三菱变频器FR-A241系列。② 风机泵类负载

风机泵类负载是目前工业现场应用最多的设备,虽然泵和风机的特性多种多样,但是主要以离心泵和离心风机应用为主,通用变频器在这类负载上的应用最多。风机泵类负载是一种平方转矩负载,其转速n与流量Q,转矩T与泵的轴功率N有如下关系式:(4)这类负载对变频器的性能要求不高,只要求经济性和可靠性,所以选择具有U/f=const控制模式的变频器即可。如三菱变频器FR-F540(L)系列。风机负载在实际运行过程中,由于转动惯量比较大,所以变频器的加速时间和减速时间是一个非常重要的问题,可按下列公式进行计算:(5)(6)式中:tACC—加速时间(s);tDEC—减速时间(s);GD2—折算到电机轴上的转动惯量(N·m2);g—重力加速度,g=9.81(m/s2);TM—电动机的电磁转矩(N.m);TL—负载转矩(N.m);nAS—系统加速时的初始速度(r/min);nAE—系统加速时的终止速度(r/min);nDS—系统减速时的初始速度(r/min);nDE—系统减速时的终止速度(r/min)。

从上式可以看出,风机负载的系统转动惯量计算是非常重要的。变频器具体设计时,按上式计算结果,进行适当修正,在变频器起动时不发生过流跳闸和变频器减速时不发生过电压跳闸的情况下,选择最短时间。

泵类负载在实际运行过程中,容易发生喘振、憋压和水垂效应,所以变频器选型时,要选择适于泵类负载的变频器且变频器在功能设定时要针对上述问题进行单独设定: 喘振:测量易发生喘振的频率点,通过设定跳跃频率点和宽度,避免系统发生共振现象。

憋压:泵类负载在低速运行时,由于系统憋压而导致流量为零,从而造成泵烧坏。在变频器功能设定时,通过限定变频器的最低频率,而限定了泵流量的临界点处的系统最低转速,这就避免了此类现象的发生。水垂效应:泵类负载在突然断电时,由于泵管道中的液体重力而倒流。若逆止阀不严或没有逆止阀,将导致电机反转,因电机发电而使变频器发生故障报警烧坏。在变频器系统设计时,应使变频器按减速曲线停止,在电机完全停止后再断开主电路电,或者设定“断电减速停止”功能,这样就避免了该现象的发生。③ 恒功率负载

恒功率负载是指转矩大体与转速成反比的负载,如卷取机、开卷机等。利用变频器驱动恒功率负载时,应该是就一定的速度变化范围而言的,通常考虑在某个转速点以下采用恒转矩调速方式,而在高于该转速点时才采用恒功率调速方式。我们通常将该转速点称为基频,该点对应的电压为变频器输出额定电压。从理论上讲,要想实现真正意义上的恒功率控制,变频器的输出频率f和输出电压U必须遵循U2/f=const协调控制,但这在实际变频器运行过程中是不允许的,因为在基频以上,变频器的输出电压不能随着其输出频率增加,只能保持额定电压,所以只能是一种近似意义上的恒功率控制。4 发热问题及其对策

变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主,约占98%,控制电路占2%。为了保证变频器正常可靠运行,必须对变频器进行散热,通常采用以下方法: ① 采用风扇散热:变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走,若风扇不能正常工作,应立即停止变频器运行。

② 降低安装环境温度:由于变频器是电子装置,内含电子元、电解电容等,所以温度对其寿命影响比较大。通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃~-50℃,如果能够采取措施尽可能降低变频器运行温度,那么变频器的使用寿命就延长,性能也比较稳定。

我们采取两种方法:一种方法是建造单独的变频器低压间,内部安装空调,保持低压间温度在+15℃~+20℃之间。另一种方法是变频器的安装空间要满足变频器使用说明书的要求。

以上所谈到的变频器发热是指变频器在额定范围之内正常运行的损耗。当变频器发生非正常运行(如过流,过压,过载等)产生的损耗必须通过正常的选型来避免此类现象的发生。对于风机泵类负载,当我们选择三菱变频器FR-F540时,其过载能为120%/60秒,其过载周期为300秒,也就是说,当变频器相对于其额定负载的120%过载时,其持续时间为60秒,并且在300秒之内不允许出现第二次过载。当变频器出现过载时,功率单元因其流过的过载电流而升温,导致变频器过热,这时必须尽快使其降温以使变频器的过热保护动作消除,这个冷却过程就是变频器的过载周期。不同的变频器,其过载倍数、过载时间和过载周期均不相同,并且其过载倍数越大,过载时间越短,请见表2所示: 对于变频器所驱动的电机,按其工作情况可分为两类:长期工作制和重复短时工作制。长期工作制的电机可以按其名牌规定的数据长期运行。针对该类负载,变频器可根据电机铭牌数据进行选型,如连续运行的油泵,若其电机功率为22kW时,可选择FR-F540-22k变频器即可。重复短时工作制电机,其特点是重复性和短时性,即电机的工作时间和停歇时间交替进行,而且都比较短,二者之和,按国家规定不得超过60秒。重复短时工作制电机允许其过载且有一定的温升。此时,若根据电机铭牌数据来选择变频器,势必造成变频器的损坏。针对该类负载,变频器在参考电机铭牌数据的情况下要根据电机负载图和变频器的过载倍数、过载时间、过载周期来选型。如重复短时运行的升降机,其电机功率为18.5kW,可选择FR-A540-22k变频器。

 变频调速系统的主要电磁干扰源及途径 2.1 主要电磁干扰源

电磁干扰也称电磁骚扰(EMI),是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰,通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外,变频器的逆变器大多采用PWM技术,当其工作于开关模式并作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此,变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。另一方面,电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源,如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其他设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后,若不加以处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电;浪涌、跌落;尖峰电压脉冲;射频干扰。其次,共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。2.2 电磁干扰的途径

变频器能产生功率较大的谐波,对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分电磁辐射、传导、感应耦合。具体为:①对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;②对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电动机铁耗和铜耗增加,并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系统其他设备;③变频器对相邻的其他线路产生感应耦合,感应出干扰电压或电流。同样,系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。下面分别加以分析。(1)电磁辐射

变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内,它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术,当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时,其输出的电压和电流的功率谱是离散的,并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换(dv/dt可达1kV/μs以上)所引起的辐射干扰问题相当突出。

当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞,则辐射强度与干扰信号的波长有关,当孔洞的大小与电磁波的波长接近时,会形成干扰辐射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样,变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。(2)传导

上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射,也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比,其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是:接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络,并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络,使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。(3)感应耦合

感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时,干扰的电磁波辐射能力相当有限,而该干扰源又不直接与其它导体连接,但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合,在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现,也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现,这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。3 抗电磁干扰的措施

据电磁性的基本原理,形成电磁干扰(EMI)须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰,可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中,硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施,一般从抗和防两方面入手来抑制干扰,其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。(1)隔离

所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中,通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。(2)滤波

设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器。为减少对电源的干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备,可在电源线上设置电源噪声滤波器,以免传导干扰。(3)屏蔽

屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽,不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号控制变频器时,要求信号线尽可能短(一般为20m以内),且信号线采用双芯屏蔽,并与主电路及控制回路完全分离,不能放于同一配管或线槽内,周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效,屏蔽罩必须可靠接地。(4)接地

实践证明,接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式,要根据具体情况采用,要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。

单点接地指在一个电路或装置中,只有一个物理点定义为接地点。在低频下的性能好;多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点。在高频下的性能好;混合接地是根据信号频率和接地线长度,系统采用单点接地和多点接地共用的方式。变频器本身有专用接地端子PE端,从安全和降低噪声的需要出发,必须接地。既不能将地线接在电器设备的外壳上,也不能接在零线上。可用较粗的短线一端接到接地端子PE端,另一端与接地极相连,接地电阻取值<100Ω,接地线长度在20m以内,并注意合理选择接地极的位置。当系统的抗干扰能力要求较高时,为减少对电源的干扰,在电源输入端可加装电源滤波器。为抑制变频器输入侧的谐波电流,改善功率因数,可在变频器输入端加装交流电抗器,选用与否可视电源变压器与变频器容量的匹配情况及电网允许的畸变程度而定,一般情况下采用为好。为改善变频器输出电流,减少电动机噪声,可在变频器输出端加装交流电抗器。图1为一般变频调速传动系统抗干扰所采取措施。以上抗干扰措施可根据系统的抗干扰要求来合理选择使用。若系统中含控制单元如微机等,还须在软件上采取抗干扰措施。(5)正确安装

由于变频器属于精密的功率电力电子产品,其现场安装工艺的好坏也影响着变频器的正常工作。正确的安装可以确保变频器安全和无故障运行。变频器对安装环境要求较高。一般变频器使用手册规定温度范围为最低温度-10℃,最高温度不超过50℃;变频器的安装海拔高度应小于1000m,超过此规定应降容使用;变频器不能安装在经常发生振动的地方,对振动冲击较大的场合,应采用加橡胶垫等防振措施;不能安装在电磁干扰源附近;不能安装在有灰尘、腐蚀性气体等空气污染的环境;不能安装在潮湿环境中,如潮湿管道下面,应尽量采用密封柜式结构,并且要确保变频器通风畅通,确保控制柜有足够的冷却风量,其典型的损耗数一般按变频器功率的3%来计算柜中允许的温升值。安装工艺要求如下: ① 确保控制柜中的所有设备接地良好,应该使用短、粗的接地线(最好采用扁平导体或金属网,因其在高频时阻抗较低)连接到公共地线上。按国家标准规定,其接地电阻应小于4欧姆。另外与变频器相连的控制设备(如PLC或PID控制仪)要与其共地。

② 安装布线时将电源线和控制电缆分开,例如使用独立的线槽等。如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉,应成90°交叉布线。

③ 使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时,确保未屏蔽之处尽可能短,条件允许时应采用电缆套管。

④ 确保控制柜中的接触器有灭弧功能,交流接触器采用R-C抑制器,也可采用压敏电阻抑制器,如果接触器是通过变频器的继电器控制的,这一点特别重要。⑤ 用屏蔽和铠装电缆作为电机接线时,要将屏蔽层双端接地。

⑥ 如果变频器运行在对噪声敏感的环境中,可以采用RFI滤波器减小来自变频器的传导和辐射干扰。为达到最优效果,滤波器与安装金属板之间应有良好的导电性。变频控制系统设计中应注意的其他问题

除了前面讨论的几点以外,在变频器控制系统设计与应用中还要注意以下几个方面的问题。

(1)在设备排列布置时,应该注意将变频器单独布置,尽量减少可能产生的电磁辐射干扰。在实际工程中,由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置,应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开,比如将动力配电柜放在变频器与控制设备之间。

(2)变频器电源输入侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护,但切记不可频繁操作。由于变频器内部有大电容,其放电过程较为缓慢,频繁操作将造成过电压而损坏内部元件。

(3)控制变频调速电机启/停通常由变频器自带的控制功能来实现,不要通过接触器实现启/停。否则,频繁的操作可能损坏内部元件。

(4)尽量减少变频器与控制系统不必要的连线,以避免传导干扰。除了控制系统与变频器之间必须的控制线外,其它如控制电源等应分开。由于控制系统及变频器均需要24V直流电源,而生产厂家为了节省一个直流电源,往往用一个直流电源分两路分别对两个系统供电,有时变频器会通过直流电源对控制系统产生传导干扰,所以在设计中或订货时要特别加以说明,要求用两个直流电源分别对两个系统供电。

(5)注意变频器对电网的干扰。变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响,使电网波型严重畸变,可能造成电网电压降很大、电网功率因数很低,大功率变频器应特别注意。解决的方法主要有采用无功自动补偿装置以调节功率因数,同时可以根据具体情况在变频器电源进线侧加电抗器以减少对电网产生的影响,而进线电抗器可以由变频器供应商配套提供,但在订货时要加以说明。(6)变频器柜内除本机专用的空气开关外,不宜安置其它操作性开关电器,以免开关噪声入侵变频器,造成误动作。

(7)应注意限制最低转速。在低转速时,电机噪声增大,电机冷却能力下降,若负载转矩较大或满载,可能烧毁电机。确需低速运转的高负荷变频电机,应考虑加大额定功率,或增加辅助的强风冷却。

(8)注意防止发生共振现象。由于定子电流中含有高次谐波成分,电机转矩中含有脉动分量,有可能造成电机的振动与机械振动产生共振,使设备出现故障。应在预先找到负载固有的共振频率后,利用变频器频率跳跃功能设置,躲开共振频率点。

 变频器故障分类

根据变频器发生故障或损坏的特征,一般可分为两类;一种是在运行中频繁出现 的自动停机现象,并伴随着一定的故障显示代码,其处理措施可根据随机说明书 上提供的指导方法,进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适,或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象; 另一类是由于使用环境恶劣,高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障(严重时,会出现打火、爆炸等异常现象)。这类故障发生后,一般会使变频器无任何显示,其处理方法是先对变频器解体检查,重点查找损 坏件,根据故障发生区,进行清理、测量、更换,然后全面测试,再恢复系统,空载试运行,观察触发回路输出侧的波形,当6组波形大小、相位差相等后,再加 载运行,达到解决故障的目的。本文主要阐述第二类故障的分析和处理方法。3.1.1 主电路故障

根据对变频器实际故障发生次数和停机时间统计,主电路的故障率占60%以上;运 行参数设定不当,导致的故障占20%左右;控制电路板出现的故障占15%;操作失 误和外部异常引起的故障占5%。从故障程度和处理困难性统计,此类故障发生必 然造成元器件的损坏和报废。是变频器维修费用的主要消耗部分。(1)整流块的损坏

变频器整流桥的损坏也是变频器的常见故障之一,早期生产的变频器整流块均以 二极管整流为主,目前部分整流块采用晶闸管的整流方式(调压调频型变频器)。中、大功率普通变频器整流模块一般为三相全波整流,承担着变频器所有输出 电能的整流,易过热,也易击穿,其损坏后一般会出现变频器不能送电、保险熔 断等现象,三相输入或输出端呈低阻值(正常时其阻值达到兆欧以上)或短路。在更换整流块时,要求其在与散热片接触面上均匀地涂上一层传热性能良好的硅导热膏,再紧固螺丝。如果没有同型号整流块时,可用同容量的其它类型的整流 块替代,其固定螺丝孔,必须重新钻孔、攻丝,再安装、接线。例如,一台80年代中期西门子生产的变频器(7.5kVA)整流模块(椭圆形)击穿后,因无同类整流块配件,采用三垦生产的同容量整流块(矩形)替代后,已运行多年,目前仍然能正常使用。(2)充电电阻易损坏

导致变频器充电电阻损坏原因一般是:如主回路接触器吸合不好时,造成通流时 间过长而烧坏;或充电电流太大而烧坏电阻;或由于重载启动时,主回路通电和 RUN信号同时接通,使充电电阻既要通过充电电流,同时又要通过负载逆变电流,故易被烧坏。其损坏的特征,一般表现为烧毁、外壳变黑、炸裂等损坏痕迹。也 可根据万用表测量其电阻(不同容量的机器,其阻值不同,可参考同一种机型的 阻值大小确定)判断。(3)逆变器模块烧坏

中、小型变频器一般用三组IGTR(大功率晶体管模块);大容量的机种均采用多 组IGTR并联,故测量检查时应分别逐一进行检测。IGTR的损坏也可引起变频器OC(+pA或+pd或+pn)保护功能动作。逆变器模块的损坏原因很多:如输出负载发生 短路;负载过大,大电流持续运行;负载波动很大,导致浪涌电流过大;冷却风 扇效果差;致使模块温度过高,导致模块烧坏、性能变差、参数变化等问题,引 起逆变器输出异常。如一台FRN22G11S-4CX变频器,输出电压三相差为106V,解体 在线检查逆变模块(6MBP100RS-120)外观,没发现异常,测量6路驱动电路也没 发现故障,将逆变模块拆下测量发现有一组模块不能正常导通,该模块参数变化 很大(与其它两组比较),更换之后,通电运行正常。又如MF-30K-380变频器在 启动时出现直流回路过压跳闸故障。这台变频器并不是每次启动时,都会过压跳 闸。检查时发现变频器在通电(控制面板上无通电显示信号)后,测得直流回路电压达到500V以上,由于该型变频器直流回路的正极串接1只SK-25接触器。在有合闸信号时经过预充电过程后吸合,故怀疑预充电回路性能不良,断开预充电回 路,情况依旧。用电容表检查滤波电容发现已失效,更换电容后,变频器工作正常。3.1.2 辅助控制电路故障

变频器驱动电路、保护信号检测及处理电路、脉冲发生及信号处理电路等控制电 路称为辅助电路。辅助电路发生故障后,其故障原因较为复杂,除固化程序丢失 或集成块损坏(这类故障处理方法一般只能采用控制板整块更换或集成块更换)外,其他故障较易判断和处理。(1)驱动电路故障

驱动电路用于驱动逆变器IGTR,也易发生故障。一般有明显的损坏痕迹,诸如器 件(电容、电阻、三极管及印刷板等)爆裂、变色、断线等异常现象,但不会出 现驱动电路全部损坏情况。处理方法一般是按照原理图,每组驱动电路逐级逆向 检查、测量、替代、比较等方法;或与另一块正品(新的)驱动板对照检查、逐 级寻找故障点。处理故障步骤:首先对整块电路板清灰除污。如发现印刷电路断线,则补线处理;查出损坏器件即更换;根据笔者实践经验分析,对怀疑的元器 件,进行测量、对比、替代等方法判断,有的器件需要离线测定。驱动电路修复 后,还要应用示波器观察各组驱动电路信号的输出波形,如果三相脉冲大小、相 位不相等,则驱动电路仍然有异常处(更换的元器件参数不匹配,也会引起这类 现象),应重复检查、处理。大功率晶体管工作的驱动电路的损坏也是导致过流 保护功能动作的原因之一。驱动电路损坏表现出来最常见的现象是缺相,或三相 输出电压不相等,三相电流不平衡等特征。(2)开关电源损坏

开关电源损坏的一个比较明显的特征就是变频器通电后无显示。如:富士G5S变频 器采用了两级开关电源,其原理是主直流回路的直流电压由500V以上降为300V左 右,然后再经过一级开关降压,电源输出5V,24V等多路电源。开关电源的损坏常 见的有开关管击穿,脉冲变压器烧坏,以及次级输出整流二极管损坏,滤波电容 使用时间过长,导致电容特性变化(容量降低或漏电电流较大),稳压能力下降,也容易引起开关电源的损坏。富士G9S则使用了一片开关电源专用的波形发生芯 片,由于受到主回路高电压的窜入,经常会导致此芯片的损坏,由于此芯片市场 很少能买到,引起的损坏较难修复。另外,变频器通电后无显示,也是较常见的故障现象之一,引起这类故障原因,多数也是由于开关电源的损坏所致。如MF系列变频器的开关电源采用的是较常见 的反激式开关电源控制方式,开关电源的输出级电路发生短路也会引起开关电源 损坏,从而导致变频器无显示。(3)反馈、检测电路故障

在使用变频器过程中,经常会碰到变频器无输出现象。驱动电路损坏、逆变模块 损坏都有可能引起变频器无输出,此外输出反馈电路出现故障也能引起此类故障 现象。有时在实际中遇到变频器有输出频率,没有输出电压(实际输出电压非常 小,可认为无输出),这时则应考虑一下是否是反馈电路出现了故障所致。在反 馈电路中用于降压的反馈电阻是较容易出现故障的元件之一;检测电路的损坏也 是导致变频器显示OC(+pA或+pd或+pn)保护功能动作的原因,检测电流的霍尔传 感器由于受温度,湿度等环境因素的影响,工作点容易发生飘移,导致OC报警。总之,变频器常见故障有过流、过压、欠压以及过热保护,并有相应的故障代码,不同的机型有不同的代码,其代码含义可查阅随机使用说明书,参考处理措施 进行解决。过流经常是由于GTR(或IGBT)功率模块的损坏而导致的,在更换功率 模块的同时,应先检查驱动电路的工作状态,以免由于驱动电路的损坏,导致GTR(或IGBT)功率模块的重复损坏;欠压故障发生的主要原因是快速熔断器或整流 模块的损坏,以及电压检测电路的损坏,电压检测采样信号是从主直流回路直接 取样,经高阻值电阻降压,并通过光耦隔离后送到CPU处理,由高低电平判断是欠 压还是过压;过热停机,多数原因是由冷却风扇散热不足引起的。如我厂铝电解 车间环境恶劣,高粉尘、高温(夏季厂房上部气温高达56℃)、高氧化铝粉尘、氟化氢腐蚀气体使多功能天车上变频器内电路板易积尘、风扇粘死、电子器件老 化迅速、GTR(或IGBT模块过热烧坏,故经常出现过热保护,特别是在夏季,这种现象更加频繁,而且模块烧坏率很高,即使进口机型(如Siemens、senken、fuji 等)情况也是如此。为解决这个问题,我们通过加大天车上使用变频器容量,才 初步降低了变频器的故障率和报废率,但效果并不理想。4 降低变频器故障和延长使用寿命的措施

根据实验证明,变频器的使用环境温度每升高10℃,则其使用寿命减少一半。为此在日常使用中,应根据变频器的实际使用环境状况和负载特点,制定出合理的检修周期和制度,在每个使用周期后,将变频器整体解体、检查、测量等全面维护一次,使故障隐患在初期被发现和处理。4.1 作好检修工作

(1)定期(根据实际环境确定其周期间隔长短)对变频器进行全面检查维护,必要时可将整流模块、逆变模块和控制柜内的线路板进行解体、检查、测量、除尘和紧固。由于变频器下进风口、上出风口常会因积尘或因积尘过多而堵塞,其本身散热量高,要求通风量大,故运行一定时间后,其电路板上(因静电作用)有积尘,须清洁和检查。

(2)对线路板、母排等维修后,要进行必要的防腐处理,涂刷绝缘漆,对已出现局部放电、拉弧的母排须去除其毛刺,并进行绝缘处理。对已绝缘击穿的绝缘柱,须清除碳化或更换。

电梯变频器故障分析及安全技术研究 篇3

【关键词】电梯变频器;故障;探析;安全技术

笔者从电梯的安全运行及保障内部乘人的安全角度出发,对目前电梯运行中的常见故障和排除方法进行了分析,并结合相关工作人员的在电梯运行中肩负的任务,对其从自身技术水平的提高方面等进行了加强,以期其能在最短时间内查出故障,并进行针对性解决,促进电梯的良好运行,为人们的生活工作提供安全。

一、电梯运行中常见故障及问题分析

在目前电梯运行中,常出现的故障有电梯冲顶或墩底两种,而这正是检测人员不易发现的故障,一定程度上延缓了对其的维修时间,此外,还有滑梯以及刹车功能减退等现象,而电梯的缓冲器、安全钳、制动力矩不足以及曳引机等则是发生故障的主要原因,如果是电气缓冲器或者安全钳的影响而造成电梯冲顶或墩底故障,可以通过上位机监控菜单检查出来。而制动力矩不足以及曳引机等原因造成的故障,可通过检查电梯变频器的故障记录,观察是否为变频器与曳引机不匹配或曳引机参数设置错误导致变频器故障,一旦发现错误应立即排除,否则将会严重威胁到电梯的安全运行。

综合来看,电梯设备本身的缺陷是造成故障的主要原因,如电梯信息电缆配线或轿厢随动电缆不合理,加之维修中需要设置一个备用线维持电梯的安全运行,但基于节约成本方面的考虑,一些厂家忽略了这些因素,使得维修故障或更换电缆时,势必会浪费大量时间;另外,一些生产厂家的线路标志不明、缺乏合理的线路设计等原因,都极易引起故障,为后续维修、维护带来了很大的困难,也引发了各种故障的发生[1]。

二、电梯变频器及其他故障的分析与排除

(一)电梯急停故障的分析与排除

结合笔者的研究及分析来看,大多数急停故障都是因电梯井道内的安全开关导致的,其中有底坑安全开关、井道换速开关以及限速器开关等,在排除故障的过程中,应当严格测量这些安全开关信号的电压,电压异常则说明这些开关存在接触不良的现象,如果电压都正常,也就确保了电梯急停故障不会产生。

(二)变频器故障的分析与排除

在造成电梯急停故障的众多原因中,变频器是较为重要的引发故障原因,在具体的故障分析过程中,应将变频器标准的启动、运行和制动力矩调大,这种情况下,如果电梯不受启动力矩调大的影响依旧发生故障,则可初步排除变频器不是引起电梯急停故障的原因,需进行更加深入的排查和分析。

(三)电梯门锁故障的分析与排除

这也是导致电梯运行急停的一大原因,也是电梯较常发生的故障。对电梯轿门门锁的排除过程中,应当在人力的作用下晃动电梯轿厢,如果这样并未出现门轮与门刀碰撞的现象,则可以对电梯轿门门锁故障进行排除[2]。电梯厅门门锁由于个别电梯楼层过多,导致排除困难,可先检查外观,排除是否有异物阻塞。然后再排除门锁损坏或门锁接触不良导致的故障。

三、电梯变频器的故障分类

(一)按照时间性划分的故障类型

在电梯的使用过程中,造成电梯变频器故障的原因有很多种,基于此,使其故障的发生时间也有所不同,根据这些特点,可将其分为突发性、间歇性以及老化性三种。(1)突发性故障:多发生在电梯运行中,变频器突然失去某种功能或其本身的某种功能下降等情况引起的故障;比如:编码器线缆的虚连,中断的反馈信号会使变频器突然失控直到超速故障为止;(2)间歇性故障:因为某些原因,使得变频器短时间失去某种功能,过段时间又恢复的故障,其特征是故障时有时无。元件虚焊、接插件接触不良引起的电路异常,外界电网电源或其他干扰信号引起间歇性故障;(3)老化性故障,则是与变频器的使用寿命息息相关,一旦发生电梯运行时间超出其使用寿命的情况,就可能造成设备故障的出现。其中,电解电容是比较容易老化的元件,老化的一个特征是容量降低,容量降低会直接影响直流回路电压的振荡,电压检测电路会报欠压故障。

(二)按照故障部位划分的故障类型

一般情况下,按照故障部位划分故障类型的情况下,可将其分为负载故障、内部故障以及电源故障。(1)负载故障:主要是负载值超出了额定的过载值,增加了电梯负担造成的故障。参数设置不当,加减速时间设置过短,在负载突变的场合容易导致负载故障。另外,输出缺相时也会导致负载故障;(2)内部故障:一般是变频器的内部问题造成的故障,如内部硬件故障、参数出错、控制系统出现问题,或变频直流供电环节出现问题等,内部故障既可以造成永久性故障又可造成间歇性故障,是众多故障中较难排除的故障;(3)电源故障:电梯运行中变频器电源供电环节引发的故障。一般可能是低电压或者缺相故障,主要是供电电源电压波动造成[3],此类故障通过改善电源、添加滤波装置或检查电源接线一般均可排除。

四、电梯安全检查中发现的问题

(一)安全管理混乱

随着城市化进程的开展,越来越多的电梯处于使用或者使用多年的状态。部分业主或物业管理部门在电梯使用管理中漠视安全,存在着未建立电梯安全管理制度,未按要求建立应急救援预案和紧急救援措施,不按时申报年检等情况。导致部分电梯维保无法按照安全技术规范和质量保证体系进行日常维护,最终电梯陷入逐年老化,故障频发的恶性循环中。

(二)安裝质量问题

当前电梯行业竞争日益激烈的环境下,部分企业存在安装人员未持证上岗,对电梯行业不了解等问题。电梯电气开关安装不合理,配线电缆连接不可靠,直接导致电梯安装质量下降,存在安全隐患。为保证人们的生命安全,各企业单位应重视电梯安装质量,提高从业人员素质,避免违规安装行为的发生。

结束语

综上所述,电梯是当前社会发展中经常用到的基础设施之一,其运行的安全性与人们的生命安全及安全生产的进行息息相关,本文从实地调查分析出发,对当前的电梯运行过程中的变频器故障及安全技术进行了分析,对引发其故障的原因进行了多角度的探讨,并在后续文章写作中结合笔者的实地研究,对电梯安全检查中发现的问题进行了分析,以期能为当前电梯的高质量生产、安装和安全运行提供有益的参考,保障电梯使用者的人身安全,进而促进我国社会建设的全面进步。

参考文献

[1]韩文涛,王保卫.电梯变频器故障的安全技术探析[J].科技创新与应用,2014,17:104.

[2]李洪涛,韩宁.电梯变频器故障的安全技术分析[J].赤峰学院学报(自然科学版),2009,03:44-45.

煤矿变频器故障诊断技术探讨 篇4

煤矿生产过程中需要多种机械设备的支持, 随着科学技术的快速发展, 逐渐有更多新型设备与技术被应用到煤矿开采中, 其中以变频器的应用最为显著, 对提高开采效率具有重要意义。基于变频器结构的特殊性、电力电子技术与微电子技术的广泛应用, 不可避免地会出现运行故障, 而其一旦出现故障将会造成严重损失, 必须要做好对其故障诊断技术的研究, 从多个方面着手, 争取不断提高故障处理效率。

1 故障诊断技术分析

故障诊断技术即对运行设备或机械存在的异常情况进行识别, 或通过检测实现对异常状况的预测, 以此来采取有效的措施解决故障问题, 保证生产活动的正常进行。故障诊断技术发展时间并不是十分长, 但是因为其所具有的功能性比较强, 现在已经被广泛地应用于大型化、自动化及智能化设备的故障检测中。随着机械设备结构的日益复杂化、结构精细化与管理自动化发展, 想要保证设备运行效率, 必须要针对其存在的故障进行分析, 以切实有效的诊断手段与解决措施来降低故障发生概率, 进而有更多人加强对故障诊断技术的重视。近年来, 在煤矿生产中逐渐引进变频器, 而变频器作为交流电动机主要的调速方式, 其所起的作用逐渐增大。但是因为煤矿生产环境的特殊性, 如果管理不当很容易出现故障, 影响生产活动的正常进行。因此, 需要从实际出发, 加强对煤矿生产中所应用变频器的故障检测技术的研究, 争取进一步提高生产效率。

2 煤矿变频器常见故障分析

煤矿生产所用变频器, 按照电路结构形式可以分为交—交变频器与交—直—交变频器两种, 前一种主要指主电路没有直流的中间环节, 而后一种则是指主电路中有直流中间环节[1]。而煤矿变频器故障的发生主要因为系统内部存在部分特性偏离正常范围, 导致系统表现出异常情况。对于变频器所表现故障形式的不同, 可以将其进行分类, 而分类方法主要包括故障发生时间、故障发生性质及故障发生部位等。

2.1 故障发生时间分类

以系统故障发生时间来分类, 可以分为3种, 即突发性故障、间歇性故障及老化性故障。对于突发性故障来说, 即在系统运行过程中没有任何预兆而突然出现, 导致系统不能正常运行的情况, 具有不可预知性特点, 管理难度大, 并且影响恶劣。间歇性故障主要表现在系统中某些功能表现不稳定, 受到某些因素影响而导致部分功能无法正常体现, 在管理上难度较低, 可以提前针对系统运行状态进行预测, 并通过有效手段进行管理, 降低故障造成的损失。老化性故障发生的原因主要因为系统具有一定的使用年限, 故障多发生于使用寿命后期阶段, 并且表现得较为集中。

2.2 故障发生性质分类

以系统故障发生性质进行分类, 主要包括偶发性故障与永久性故障两种, 其中偶发性故障与间歇性故障相类似, 发生的时间具有随机性, 在管理预测上具有较大难度, 不能准确确定其发生的时间段及部位, 具有较大管理难度, 为保证生产活动的正常进行, 就需要在做好日常巡检工作的基础上, 针对重点部位制定应急预案, 尽量降低故障造成的损失。永久性故障即因为某些原因而导致变频器故障长时间持续存在, 对生产活动影响比较大, 降低生产效率, 需要及时采取措施进行处理, 减少故障产生的次数, 并缩短影响的时间。

2.3 故障发生部位分类

以系统故障发生部位进行分类, 主要包括电源故障、内部故障及负载故障。a) 电源故障即变频器所接电网电压存在的故障, 例如无电源指示及输入电源缺相与相序混乱等, 其中无电源指示故障发生后, 需要及时对连线及熔断器等进行检查, 确定其是否存在故障, 及时解决故障降低影响[2]。如果输电源缺相或相序混乱, 除了要检查连线与熔断器外, 还需要确定R、S、T电源相序是否存在缺相问题;b) 内部故障可以分为直流环节故障、功率元件故障及控制系统故障。直流环节故障如果中间直流过流指示存在问题, 需要及时检查电动机是否过载及是否存在短路现象;如果直流欠压指示存在问题, 则需要检查连线并确定R、S、T电源相序是否存在缺相问题;如果直流过压指示存在问题, 则需要检查确定R、S、T输入电压值及滤波电容器。对于功率元件故障, 如果整流电路中功率管损坏, 则需要检查确定R、S、T电源相序是否存在缺相问题、是否存在短路与逆变失败等现象;如果功率管过热, 则需要检查是否存在电动机过载及短路等现象;如果逆变器中功率管损坏, 则需要检查是否存在短路与单臂直通等现象[3]。对于控制系统故障, 如果U、V、W相频率失控, 应及时检查微机控制系统;如果显示混乱, 则应及时检查连线与显示板件等;如果漏电报警, 则检查连线与接地;c) 负载故障即电动机故障, 如果电动机运行过程中速度失控并存在噪音异常情况, 需要及时检查连线与电动机结构, 确定U、V、W是否存在缺相情况;如果电动机运行速度失控, 需要检查连线与微机控制系统;如果电动机运行温度过高, 需要检查确定电动机是否过载、风扇散热情况等。

3 煤矿变频器故障诊断技术分析

煤矿变频器故障原因主要为主电路部分元器件失效, 在对其应用故障诊断技术时, 重点为变频器主要电路的诊断。目前煤矿变频器故障报警系统主要就是通过快速检测电路, 然后将系统运行情况传达给微处理器, 在对其运行状态进行分析后给出相应报警信号。以煤矿变频器故障诊断效果来看, 还存在部分不足, 还需要进行更进一步研究。

3.1 神经网络变频器故障诊断

神经网络控制器并不需要对象的数据模型, 可以完成对神经网络用语故障的预测与诊断, 对于变频器故障诊断具有科学性与合理性, 能够有效地完成故障信号与类型逻辑关系的描述[4]。基于煤矿变频器结构复杂性, 系统具有较强的模糊性与随机性等特点, 传统故障诊断技术已经不能适应生产需求。通过神经网络技术的应用, 可以更好地与变频器融合, 提高故障诊断效率。但是选择此种方式, 一方面取样比较困难, 另一方面较难理解网络权值形式表达方式, 在应用上还存在一定不足, 需要做进一步研究。

3.2 信号处理变频器故障诊断

选择利用沃尔什分析法来诊断三相全控制电流故障, 即以沃尔什法变换电路中故障关键点波形, 形成一个周期时域中波转换到频域中, 然后结合频域中故障具体特征来完成变频器故障的检测与确定。另一方面, 选择利用傅里叶分析方法, 对三相全控制电力故障进行诊断, 即通过分析系统关键点, 将时域信息转换到频域范围内进行分析, 并根据蝙蝠值具体特征完成故障诊断, 在确定故障类型后, 以相位特征对故障进行具体诊断, 确定故障发生的部位。如果选择用信号处理故障诊断方式, 与其它故障诊断技术相比具有灵敏度高、诊断速度快及操作简单等优点, 同时还可以完成在线故障诊断。

4 结语

变频器是煤矿生产中重要组成部分, 其在运行过程中经常会受到各种因素的影响而出现故障, 这就需要从实际出发, 选择切实有效的故障诊断技术来确定故障发生原因及部位, 进而才能采取措施进行管理。对于变频器故障诊断技术, 还需要进行更进一步研究, 建立所需的预警系统, 提高其应用效果。

参考文献

[1]孙丰涛, 张承慧, 崔纳新, 等.变频器故障诊断技术研究与分析[J].电机与控制学报, 2011 (3) :32-33.

[2]陈小平, 刘文波, 于盛林, 等.基于虚拟仪器技术的飞机飞行参数记录器检测系统的研制[J].仪器仪表学报, 2010 (4) :15-16.

变频器与上位机通讯故障的排除方法 篇5

(1)故障现象:客户打技术服务电话报障:某工厂一车间40台22kw风机做节能改造,每台变频器都配有一个上位机ddc模块进行通讯控制(加拿大进口)。上位 机主要是控制变频器的故障报警、过滤网报警、频率、启停、温度等。用户反映接线都正常,与上位机脱开时能正常运行,当与上位机联机控制时,出现上位机给变 频器停止指令时不能停机。

(2)故障分析与判断:到现场检测系统,故障果真如客户所述。查看其上位机ddc模块的说明书,发现ddc模块的干接点是晶体管输出,输出电压是直流24v,而变频器只接收无源信号或开关信号,所以才会出现上面的故障现象。

(3)故障排除:在ddc模块的信号输出端加一个直流24v继电器,就解决了此问题。

实例二

(1)故障现象:用户电话报障说:“变频控制系统不连上位机时,变频器能运行,但只要与上位机相联变频器就不能运行。”

(2)故障分析与判断:根据经验分析,上位机给出运行信号了,但变频器不接收,用表测量上位机也有输出,因此判断是线路故障引起的不正常,指导用户技术员把线路再仔细的检查一遍。

(3)故障排除:后来用户打电话反馈来说:“是一路控制线没接牢靠,接好后故障被消除。”

实例三

(1)故障现象:一经销商的直接用户有一台伦茨5.5kw的变频器老跳故障。变频器发出去检修了两次都没有查出问题,拿回公司安装上去就是不能用,故障依然存在。

(2)故障分析与判断:到现场查看情况是:这台设备所有的变频器都是与上位机通讯控制,控制线路比较多,现场环境温度也很高,设备用了好几年了也没维护过。根据 这几点因素,怀疑是线路有短路或开路现象。先把有故障变频器的所有控制线路拆下、电机线也拆下,空载运行变频器;这时运行变频器很正常,接上电机后运行变 频器也很正常,但接上控制线就报故障保护了,到这一步心里肯定就有底了。

(3)故障排除:用表测量所有控制线路,最后发现有两条控制线老化短路,其它的控制线也有不同程度的老化,只是没有这么严重,把所有控制线换掉后,设备运行正常。

实例四

(1)故障现象:用户反映数控车床上的触摸屏与变频器联机时产生干扰,车床正常运行后,触摸屏经常花屏或变成蓝屏,看不到数据,只要重新断电再送电给系统,故障就没有了,设备运行几分钟后故障又开始出现,用户要求技术支持,现场处理。

(2)故障分析:到现场后,发现变频器是由触摸屏控制,检查变频器配线、外部控制线路、设备都正常,换上一台变频器后故障依然存在。后来把控制线换成屏蔽线,降 低变频器载波频率,故障还是没有得到解决。最后就只有从触摸屏上入手,把触摸屏上的电源线扒掉再重新插上,故障就没有了。几分钟后又出现故障,把触摸屏上 所有信号线插头都扒掉,故障依然存在。遇到这种事都不知如何下手了。

(3)故障排除:这时我突然想到漏检了触摸屏外壳的接地线,当把接地线拆下来,设备正常运行了几小时都没有出现故障。经测量是因为接地不良引起的干扰,接地电阻比较大引起。

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变频器故障诊断分析研究 篇6

【关键词】变频器;故障;诊断

近年来,变频器由于效率高、体积小、能耗少等诸多优点在电梯扶梯、纺织机械、电力机车等工业调速及动力传动控制系统中得到了广泛的应用。但其和大部分电子设备一样会因为意外发生或非正常操作而产生各种故障,从而导致控制系统停运带来不可估量的各类损失,因此,随着变频器不断普及,快速准确地诊断出变频器故障成为了一个迫切解决的问题。

根据笔者的归纳总结,变频器在应用过程经常会出现的故障有:输入缺相、输出过流、直流母线过压欠压、速度传感器故障(SSF),IGBT开路故障(IGBT-OCF)、整流桥烧毁、母线电容损坏等。可将这些故障分为三个类别,各个类别有针对性的采用差异性的故障诊断方法。

1.变频器一类故障诊断

一类为无损故障,即通过故障诊断并采取处理措施后不会对变频器造成损坏,如输入缺相、输出过流、直流母線过压欠压等,这类故障一般可通过硬件电路加以诊断。

以输入缺相故障为例,最简单的诊断方法是通过硬件电路来诊断,将三相交流电压通过电阻分压后整流可得到一个较小的电压值,通过检测此电压值的大小来判断变频器是否发生输入缺相故障。当然还可以通过软件对输入缺相进行检测,只要检测Udc的交流成分周期就可判断是否缺相。

另外,通过硬件电路同样可实现变频器直流母线电压的过压欠压保护。母线电压过压一般在发电状态或在制动状态时容易发生,而欠压是在电网电压跌落,或者突然停电情况下发生,无论过压还是欠压都是将变频器能正常工作的母线电压给定值与实测的母线电压进行比较来实现诊断。

2.变频器二类故障诊断

第二类故障对变频器可能造成损害,但通过故障诊断加以处理后可使变频器继续运行,主要包括变频器速度传感器故障及逆变器开关器件开路故障两个方面。变频器SSF的发生可能会导致闭环系统的意外开环而发生系统飞车,损坏变频器及其他设备,甚至是造成人员伤亡。而变频器IGBT-OCF也是破坏性较大的故障,会导致突然停机,甚至长时间停机,造成不可估量的经济损失。因此,需要深入分析第二类故障诊断方法,这也将是本文的研究重点。

2.1 速度传感器故障诊断

速度传感器故障可采用硬件法和软件法两种进行诊断。硬件法又分为直接硬件检测法和基于脉冲分析的故障诊断法。硬件法检测速度快,但会增加系统成本,更致命的是只能检测电压输出类型的速度传感器。

直接硬件检测法需要速度传感器内部电路的支撑,根据断线前后信号接入点的电位来诊断SSF,输出端子输出低电平可以诊断出SSF,若为高电平则表示速度传感器没有发生SSF故障。

除了直接用硬件电路检测速度传感器故障外还可以通过文献[1]所提出的脉冲信号检测速度传感器故障。

软件法诊断速度传感器的故障有基于神经网络的方法,也有基于小波变换的方法,还有基于状态观测器的方法。神经网络和小波变换复杂,计算量大,在实际应用中并不合适。因此,有必要继续研究变频器速度传感器故障诊断方法。

2.2 变频器IGBT开路故障诊断

变频器中IGBT开路故障是一种出现频率较高的硬件故障,这种故障多发生于操作不当或意外过流,硬件没能及时保护变频器而导致,除此外IGBT开路故障还包括驱动开路故障。无论是发生那种类型的故障,只能停机维修或者更换变频器,严重影响设备的正常运行。

IGBT开路故障诊断也有硬件法和软件法之分,硬件法诊断速度快,能及时隔离故障。但硬件法需要测定逆变器特定点的电位,并结合PWM控制,来进行故障诊断。显然硬件法会增加系统成本,且由于逆变器死区时间的存在,使得用硬件诊断IGBT开路故障的方法可靠度降低,在死区调整后,又无法很好的配合故障诊断方法,因此这种方法的通用性较差。

软件诊断法且较易实现,目前有多种软件诊断IGBT开路故障的方法,其中三相电流平均值法最为简洁,其是基于计算电机电流平均值的诊断方法。利用三相电流平均值法诊断IGBT开路故障时,鉴于系统噪声的存在,必须设定一个合适的阈值才能较好的诊断IGBT开路故障。阈值的大小关系到故障诊断的灵敏度,其值如较大则不易判断出故障;如较小则该方法较灵敏,因此,需要合理取值。

3.变频器三类故障诊断

第三类故障为有损且不易控制的故障。此类故障不但对变频器造成重大硬件损坏,且在出现故障后不易修复,需要更换,如整流桥烧毁,母线电容损坏,控制电路和驱动电路内部短路,及开关器件短路等故障。此类故障的诊断时,首先应切断电源,作电阻特性参数测试,找出故障部位,加以更换。

4.结语

文章结合笔者多年的维修经验,对变频器故障进行了分类故障诊断分析,对变频器故障诊断的方法应用具有一定的参考价值。特别是一些软件诊断方法还处于实验和探索阶段,需要进一步加强研究。

参考文献

[1]丛培城.变频器故障诊断及相应控制策略研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2010.

[2]孙丰涛,张承惠.变频器故障诊断技术研究与分析[J].电机与控制学报,2005(5).

变频器故障变频技术 篇7

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培训班注重培养学员的实际工作能力, 通过听课和计算机仿真练习, 使学员掌握编程软件和仿真软件的使用方法、硬件和网络的组态方法, 以及阅读、设计和模拟调试程序的方法。培训的重点是PLC网络控制系统的维护、调试、故障诊断和故障显示的方法。

请各单位选派代表参加, 现将培训班有关事宜通知如下:

一、主要培训内容:

(一) PLC编程、维护与通信技术 (全部课程采用上机操作)

1.硬件组态与编程

1) S7-300/400与ET 200分布式I/O的硬件组态方法;

2) S7-300/400指令的应用, 梯形图的顺序控制设计法, 仿真软件在程序调试中的应用;

3) S7-300/400的程序结构, 功能块、功能、数据块、组织块的编程与调试;

4) 用编程软件调试程序的方法:项目的下载与上载, 用程序状态功能和变量表调试程序;

5) S7-300/400的通信功能, MPI、PROFIBUS和工业以太网的组态与编程方法。

2.用编程软件STEP 7诊断故障

1) 使用可访问节点和在线功能进行诊断;

2) 使用硬件诊断快速视图和诊断视图进行诊断;

3) 使用CPU的诊断缓冲区、DP从站和模块的模块信息进行诊断。

3.用硬件诊断故障

1) 使用CPU、CP和DP从站的LED进行诊断;

2) 使用PLC的通信处理器、计算机的CP卡和诊断中继器诊断网络故障。

4.故障诊断的编程与显示

1) 错误处理中断组织块在网络故障诊断中的编程与应用;

2) 使用SFC 13和SFC 125诊断DP从站, 诊断数据的分析;

3) 使用报告系统错误功能诊断PLC网络控制系统的故障;

4) 用西门子人机界面的组态软件和PLC的仿真软件模拟有人机界面的控制系统;

5) 用人机界面和WinCC显示故障消息的方法;

6) 仿真软件在故障诊断中的应用。

(二) 变频器的日常维护及故障处理

1、变频器的应用

变频器的额定参数、选型及安装接线;变频器输出频率控制方法与选择;变频器同步控制的几种方案与设计;变频器闭环控制的设计方法;变频器速度反馈传感器及制动方法的选择, 制动电阻参数的计算;变频器在恒压供水、纺织、造纸、水泥、化工的应用实例。

2、变频器调速系统常见故障与处理方法

过流、过压、欠压、过热、无故障显示;无故障显示、电动机不能启动;无故障显示, 电动机能启动但不能调速;电动机加速过程中失速;外来干扰对变频的影响及抑制。

3、变频器维修案例分析

功率模块的损坏 (主回路故障) ;无任何显示 (充电指示灯和键盘面板) ;无故障显示, 变频器不能工作;有故障显示 (过流故障、欠压故障、过压故障、过热故障、输出缺相故障) 。

除教材外, 随课程提供如下光盘资料, 供学员回去后巩固学习。S7-300/400的编程软件STEP 7 V5.4.3.1中文版;S7-300/400的仿真软件PLCSIM V5.4.3, 可对通信仿真;西门子人机界面组态软件WinCC flexible 2008;S7-1200编程软件STEP 7 Basic V10.5;S7-200编程软件V4.0含SP6;S7-200的仿真软件和变频器应用维护资料盘等。

二、参加对象

石油、化工、机械制造、电力、冶金、钢铁、汽车制造、矿山、纺织、建材、环保、造纸、学校老师、实验室等领域从事自动控制工程专业的技术人员和管理人员。

三、时间和地点:

2011年10月26日-11月2日重庆市

四、培训费和发证

培训费、资料费1800元/人, 食宿统一安排, 费用自理。学习结束后, 考核合格者颁发主办单位签发的结业证书。 (请带一寸照片一张) 。

五、报名联系方式

请参加培训班的同志提前安排好工作, 填写好报名回执, 传真《自动化应用》杂志社培训报名处。报名处收到报名回执后, 将在开班截止日期前按报名先后顺序寄发《报到通知书》, 详告具体行车路线、学习地点等事项。

报名电话:023-67605105传真:023-67903515

地址: (401147) 重庆市渝北区龙溪镇上海大厦B栋17-4《自动化应用》杂志社

联系人:陈刚13320330598罗明义13883110571E-mail:editor@auto-apply.com

《自动化应用》杂志社

变频器故障变频技术 篇8

为了适应工业自动化和电气传动技术飞速发展的需要, 交流自动化系统和设备最新发展技术和应用维护经验, 《自动化应用》杂志社已连续举办了19届S 7-3 0 0/4 0 0 P L C应用与故障诊断和变频调速应用技术培训班。全国各地来参加学习的学员对培训班课程设置、授课质量等, 都给予了充分的肯定, 反响良好, 并希望我们继续举办S 7-3 0 0/4 0 0 P L C应用与故障诊断和变频调速应用技术培训班。为使更多的专业技术人员能够有机会系统学习S 7-3 0 0/4 0 0 P L C应用与故障诊断和变频调速应用技术方面的专业知识, 使已经具备P L C、单片机和变频器基本理论知识的专业人员能够提升P L C和变频器技术应用技能, 我们将于2011年3月26日——4月1日在重庆举办第20届S7-300/400PLC应用与故障诊断和变频调速应用技术培训班。本届培训班特聘请有丰富工程应用实践经验的资深专家授课。培训班通过聘请国内最好的老师授课, 使用国内最权威的教材, 安排学员从理论学习到具体产品的应用实践, 使学员真正有所收获、有所提高。

本期培训班的P L C主讲老师廖常初教授级高工长期从事工程和教学工作, 有着丰富的理论和实践知识。主讲老师将以实际工程案例及针对性的实验, 提高学员的动手能力。同时安排学员上机操作实习, 使学员在最短的时间内, 学到最有价值的知识, 迅速提高自身的技能, 成为企业需要的实用型人才。

培训班注重培养学员的实际工作能力, 通过听课和计算机仿真练习, 使学员掌握编程软件和仿真软件的使用方法、硬件和网络的组态方法, 以及阅读、设计和模拟调试程序的方法。培训的重点是P L C网络控制系统的维护、调试、故障诊断和故障显示的方法。

请各单位选派代表参加, 现将培训班有关事宜通知如下:

一、主要培训内容:

(一) P L C编程、维护与通信技术 (全部课程采用上机操作)

1.硬件组态与编程

(1) S7-300/400与ET 200分布式I/O的硬件组态方法;

(2) S 7-3 0 0/4 0 0指令的应用, 梯形图的顺序控制设计法, 仿真软件在程序调试中的应用;

(3) S7-300/400的程序结构, 功能块、功能、数据块、组织块的编程与调试;

(4) 用编程软件调试程序的方法:项目的下载与上载, 用程序状态功能和变量表调试程序;

(5) S7-300/400的通信功能, MPI、PROFIBUS和工业以太网的组态与编程方法。

2.用编程软件STEP 7诊断故障

(1) 使用可访问节点和在线功能进行诊断;

(2) 使用硬件诊断快速视图和诊断视图进行诊断;

(3) 使用C P U的诊断缓冲区、D P从站和模块的模块信息进行诊断。

3.用硬件诊断故障

(1) 使用C P U、C P和D P从站的L E D进行诊断;

(2) 使用P L C的通信处理器、计算机的C P卡和诊断中继器诊断网络故障。4.故障诊断的编程与显示

(1) 错误处理中断组织块在网络故障诊断中的编程与应用;

(2) 使用SFC 13和SFC 125诊断DP从站, 诊断数据的分析;

(3) 使用报告系统错误功能诊断P L C网络控制系统的故障;

(4) 用西门子人机界面的组态软件和P L C的仿真软件模拟有人机界面的控制系统;

(5) 用人机界面和W i n C C显示故障消息的方法;

(6) 仿真软件在故障诊断中的应用。

(二) 变频器的日常维护及故障处理

1、变频器的应用

变频器的额定参数、选型及安装接线;变频器输出频率控制方法与选择;变频器同步控制的几种方案与设计;变频器闭环控制的设计方法;变频器速度反馈传感器及制动方法的选择, 制动电阻参数的计算;变频器在恒压供水、纺织、造纸、水泥、化工的应用实例。

2、变频器调速系统常见故障与处理方法

过流、过压、欠压、过热、无故障显示;无故障显示、电动机不能启动;无故障显示, 电动机能启动但不能调速;电动机加速过程中失速;外来干扰对变频的影响及抑制。

3、变频器维修案例分析

功率模块的损坏 (主回路故障) ;无任何显示 (充电指示灯和键盘面板) ;无故障显示, 变频器不能工作;有故障显示 (过流故障、欠压故障、过压故障、过热故障、输出缺相故障) 。

除教材外, 随课程提供如下光盘资料, 供学员回去后巩固学习。S7-300/400的编程软件STEP 7 V5.4.3.1中文版;S7-300/400的仿真软件PLCSIM V5.4.3, 可对通信仿真;西门子人机界面组态软件WinCC flexible 2008;S7-1200编程软件STEP 7 Basic V10.5;S7-200编程软件V4.0含SP6;S7-200的仿真软件和变频器应用维护资料盘等。

二、参加对象

石油、化工、机械制造、电力、冶金、钢铁、汽车制造、矿山、纺织、建材、环保、造纸、学校老师、实验室等领域从事自动控制工程专业的技术人员和管理人员。

三、时间和地点:

2011年03月26日-4月1日重庆市

2011年06月10日-06月16日重庆市

2011年10月26日-11月1日重庆市

四、培训费和发证

培训费、资料费1 8 0 0元/人, 食宿统一安排, 费用自理。学习结束后, 考核合格者颁发主办单位签发的结业证书。 (请带一寸照片一张) 。

五、报名联系方式

请参加培训班的同志提前安排好工作, 填写好报名回执, 传真《自动化应用》杂志社培训报名处。报名处收到报名回执后, 将在开班截止日期前按报名先后顺序寄发《报到通知书》, 详告具体行车路线、学习地点等事项。

报名电话:023-67605105传真:023-67903515

地址: (4 0 1 1 4 7) 重庆市渝北区龙溪镇上海大厦B栋1 7-4《自动化应用》杂志社

联系人:陈刚13320330598罗明义13883110571 E-mail:editor@auto-apply.com

附件:P L C和变频调速应用技术培训班报名回执表

变频器故障浅析 篇9

随着电气控制技术的发展, 变频器已经成为各工厂企业的主要电气设备。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置, 可实现对交流异步电机的软起动、变频调速、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。

1 变频器的组成

1.1 主电路

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分, 变频器的主电路大体上可分为2类:电压型变频器将电压源的直流变换为交流, 直流回路的滤波是电容。电流型变频器将电流源的直流变换为交流, 直流回路的滤波是电感。主电路由3部分构成: (1) 将工频电源变换为直流功率的“整流器”。整流模块的工作原理是, 将三相交流输入, 首先经防雷处理和EMI滤波, 该部分电路可以有效吸收雷击残压和电网尖峰, 保证模块后路的安全, 然后经整流和无源PFC后转换成高压直流电。 (2) 同整流模块相反, 逆变模块是将高压直流电变换为所要求频率的交流功率, 以所确定的时间使6个开关器件导通、关断得到三相交流输出。 (3) 在整流模块整流后的直流电压中含有电源6倍频率的脉动电压, 此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压波动。为了抑制电压波动, 采用电容 (或电感) 来吸收脉动电压 (或电流) 。

1.2 控制电路

控制电路是给异步电动机供电的主电路提供控制信号的回路, 它由频率、电压的运算电路, 主电路的电压、电流检测电路, 电动机的速度检测电路, 将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路以及逆变器和电动机的保护电路组成。下面分别进行介绍: (1) 运算电路。将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算, 决定逆变器的输出电压、频率。 (2) 电压、电流检测电路。与主回路电位隔离检测电压、电流等。 (3) 速度检测电路。以装在异步电动机轴机上的速度检测器的信号为速度信号, 并将其送入运算回路, 根据指令和运算使电动机按指令速度运转。 (4) 驱动电路。驱动电路是驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离, 使主电路器件导通、关断。 (5) 保护电路。检测主电路的电压、电流等, 当发生过载或过电压等异常状态时, 为了防止逆变器和异步电动机损坏, 使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。

2 变频器的控制方式与电源

某化工厂有一个甲醛装置, 甲醛装置的主要设备是3台甲醛风机, 甲醛风机的驱动为ABB变频电机。电机电源柜的一次设备有主进线负荷开关、主进线接触器、ACS800变频器、出口电抗器。自2009以来, 该厂连续发生3次甲醛风机电源柜损毁事故, 主要表现在以下几个方面: (1) 进线整流桥损坏, 晶闸管短路击穿; (2) 变频器正面控制电缆损坏; (3) 整流桥触发板损坏; (4) 变频器主进线接触器主触头粘连损坏。风机电源出现故障对甲醛装置产量影响很大, 同时也影响了整个化工厂的成品产量。故障修复也耗费大量的人力和物力, 经统计, 每次风机电源柜的直接修复成本都在10万元以上。

从现场观测发现, 甲醛风机正常停车时的转速为500 r/min, 风机电源变频器电流为180~280 A。无论计划停车还是工艺连锁停车, 风机电源柜内主进线接触器均跳停, 相当于变频器正在运行时突然断电。主进线接触器长期分断于大电流, 容易造成主触头拉弧烧毛, 从而使接触器性能大大降低。对于ACS800变频器来说, 主电源断电时并没有停止信号, 逆变模块继续触发输出功率, 而整流模块却因断电已停止输入功率, 直流段电压就会很快降低。变频器控制电路电源取自变频器的内部直流段, 主控板电源电压很快降低, 这也可能就是触发板烧毁的原因。主控板因电源电压低而出现故障或者烧毁, 将导致变频器的实时检测、报警、故障数据无法锁存, 变频器整流模块触发控制混乱, 从而造成整流桥短路, 主进线接触器上电后合闸于短路状态, 整流模块烧毁, 主触头完全粘连。整流模块烧毁时, 其爆炸现象会引起触发板烧毁和位于变频器正面的控制电缆损坏。即使在甲醛风机计划停车时, 工艺人员首先将风机频率及风机电源柜变频器输出功率降低, 然后进行工艺连锁停车, 主进线接触器跳停, 也是带负荷方式停车, 对接触器和变频器也会有损害, 只是较满载时停车损害程度小而已。鉴于以上原因, 我们对甲醛风机电源柜及其控制方式进行了改造。

因变频器本身就是一个可以单独启停的设备, 所以无论计划停车还是工艺连锁停车, 都会给变频器一个停车控制信号, 从而可切断变频器到电机的功率输出, 也就切断了甲醛风机的功率输出。主进线接触器是停电再来电时的保护, 不但可以减少总闸送电的冲击, 而且能保护变频器。正常情况下, 设备启动运行时, 接触器吸合, 靠运行指令控制变频器正常的起动运行停止。在紧急情况下, 比如出现损害人身或设备安全的状况时, 仅切断变频运行信号是不够的, 还要求切断变频电源, 以确保设备可靠停止。此种停车方式对系统的各种安全和风机连锁不做任何调整, 风机均可按工艺流程正常停运, 可以起到保护主进线接触器和变频器的目的。

当变频器在运行时, 其主回路直流电压很多时候是不稳定的。如果控制回路电源供电是由主回路的滤波电容供给, 控制回路的各种电路板就容易坏。如果控制回路电源使用外接电源, 即使变频器在故障或装置跳车时, 控制回路电源和主控板也不会断电, 从而可以查询变频器跳车时有无报警及故障信息, 及时找出具体原因并消除故障。所以, 我们将风机电源变频器的控制回路电源改造为外部供电, 虽然这样变频器会复杂点, 但其故障率会大大降低, 希望变频器设计者能注意到这个问题。

3 变频器维护的注意事项

3.1 变频器的散热

按照空气密度推断, 冷空气总是处于房间的底部。因此变频器应该垂直安装, 在散热风扇的作用下, 温度低的空气从变频器下通风口进入变频器, 将变频器内部的热量从上通风口吹出, 这样才能起到比较好的冷却效果。如果变频器装在震荡大的生产线上, 紧固模块的螺丝就容易松脱, 这样会因模块散热不好而烧掉。所以, 变频器要时常紧固。尽量保证变频器在无尘环境下工作, 很多变频器在散热风扇损坏后, 也不会跳“过热”保护, 直到模块烧坏, 大多数风扇是因为被灰尘堵塞而损坏的, 所以如果能定期为变频器清尘及检查风扇是否正常, 将是一项很有价值的工作。

3.2 变频器的消耗原件

变频器虽为静止装置, 但也有像滤波电容器、散热风扇这样的消耗器件, 如果能对它们进行定期的维护, 将会延长其寿命。滤波电容器的静电容量随着时间的推移而逐渐减少, 因此应定期地测量静电容量, 以达到产品额定容量的85%为基准来判断是否更换。滤波电容容量变小会使变频器主回路直流电压不稳定, 容易损坏模块, 或经常出现跳“低压”故障。散热风扇为转动元件, 伴随变频器的通电而起动, 但长时间在高温环境下工作, 也比较容易损坏。

3.3 变频器的耐压

很多工厂的供电是发电机发电, 当发电机有故障时, 输出的高电压常把变频器烧坏。变频器的耐压值比较低, 有的变频器没有过电压保护, 即使有过电压保护的变频器, 保护也可能失灵。这就需要外加保护原件, 比如在变频器输入端的空气开关上加压敏电阻 (380 V用821 kΩ, 220 V用471 kΩ) , 当有高电压时压敏就会短路, 空气开关跳闸, 从而保护了变频器, 使变频器故障率大大降低。压敏电阻很便宜, 这个方法可说是花小钱办大事。

3.4 变频器的防静电干扰

变频器在运行时就好像一台功率强劲的干扰器, 干扰的源头就在输出模块的6个IGBT管上, 有的变频器整流模块也会造成一定的干扰, 电源线及电机线就是干扰器的天线, 地线接地不良则干扰信号会通过接在外壳的地线发出去, 线路越长干扰范围就越大, 不仅干扰周围的电子设备, 也干扰变频器本身。如果控制系统在使用了变频器的同时还有一些靠模拟信号、脉冲信号通讯的电子设备, 如电脑, 人机界面、感应器等, 在选购变频器及布线时就要很小心。

4 结语

变频器为电气传动控制提供了很多方便, 但同时也提高了对电气维护工作者的要求:掌握变频器的原理, 了解变频器的内部结构及其控制方式, 解决变频器运行过程中易出现的问题。如果能在变频器运行过程中进行较好的维护, 就可以减少其出现的问题, 从而延长变频器的使用寿命。

参考文献

[1]浣喜明, 姚为正.电力电子技术.高等教育出版社, 2004

变频器故障变频技术 篇10

为了适应工业自动化和电气传动技术飞速发展的需要, 交流自动化系统和设备最新发展技术和应用维护经验, 我社已连续举办了18届S7-300/400PLC应用与故障诊断、单片机和变频调速应用技术培训班。全国各地来参加学习的学员对培训班课程设置、授课质量等, 都给予了充分的肯定, 反响良好, 并希望我们继续举办S 7-3 0 0/400PLC应用与故障诊断、单片机和变频调速应用技术培训班。为使更多的专业技术人员能够有机会系统学习S 7-300/400PLC应用与故障诊断、单片机和变频调速应用技术方面的专业知识, 使已经具备PLC、单片机和变频器基本理论知识的专业人员能够提升PLC、单片机和变频器技术应用技能, 我们将于2010年8月2日——8月9日在重庆举办第19届S7-300/400PLC应用与故障诊断、单片机和变频调速应用技术培训班。本届培训班特聘请有丰富工程应用实践经验的资深专家授课。培训班通过聘请国内最好的老师授课, 使用国内最权威的教材, 安排学员从理论学习到具体产品的应用实践, 使学员真正有所收获、有所提高。

本期培训班的P L C主讲老师廖常初教授级高工长期从事工程和教学工作, 有着丰富的理论和实践知识。主讲老师将以实际工程案例及针对性的实验, 提高学员的动手能力。同时安排学员上机操作实习, 使学员在最短的时间内, 学到最有价值的知识, 迅速提高自身的技能, 成为企业需要的实用型人才。

培训班注重培养学员的实际工作能力, 通过听课和计算机仿真练习, 使学员掌握编程软件和仿真软件的使用方法、硬件和网络的组态方法, 以及阅读、设计和模拟调试程序的方法。培训的重点是P L C网络控制系统的维护、调试、故障诊断和故障显示的方法。

请各单位选派代表参加, 现将培训班有关事宜通知如下:

一、主要培训内容

(一) P L C编程、维护与通信技术 (全部课程采用上机操作)

1.硬件组态与编程

1) S7-300/400与ET 200分布式I/O的硬件组态方法;

2) S7-300/400指令的应用, 梯形图的顺序控制设计法, 仿真软件在程序调试中的应用;

3) S7-300/400的程序结构, 功能块、功能、数据块、组织块的编程与调试;

4) 用编程软件调试程序的方法:项目的下载与上载, 用程序状态功能和变量表调试程序;

5) S7-300/400的通信功能, MPI、PROFIBUS和工业以太网的组态与编程方法。

2.用编程软件STEP 7诊断故障

1) 使用可访问节点和在线功能进行诊断;

2) 使用硬件诊断快速视图和诊断视图进行诊断;

3) 使用C P U的诊断缓冲区、D P从站和模块的模块信息进行诊断。

3.用硬件诊断故障

1) 使用CPU、CP和DP从站的LED进行诊断;

2) 使用P L C的通信处理器、计算机的C P卡和诊断中继器诊断网络故障。

4.故障诊断的编程与显示

1) 错误处理中断组织块在网络故障诊断中的编程与应用;

2) 使用SFC 13和SFC 125诊断DP从站, 诊断数据的分析;

3) 使用报告系统错误功能诊断P L C网络控制系统的故障;

4) 用西门子人机界面的组态软件和P L C的仿真软件模拟有人机界面的控制系统;

5) 用人机界面和W i n C C显示故障消息的方法;

6) 仿真软件在故障诊断中的应用。

(二) PIC单片机

1、PIC单片机选型

2、操作;

3、实践。

(三) 变频器的日常维护及故障处理1、变频器的应用

1、变频器的应用

变频器的额定参数、选型及安装接线;变频器输出频率控制方法与选择;变频器同步控制的几种方案与设计;变频器闭环控制的设计方法;变频器速度反馈传感器及制动方法的选择, 制动电阻参数的计算;变频器在恒压供水、纺织、造纸、水泥、化工的应用实例。

2、变频器调速系统常见故障与处理方法

过流、过压、欠压、过热、无故障显示;无故障显示、电动机不能启动;无故障显示, 电动机能启动但不能调速;电动机加速过程中失速;外来干扰对变频的影响及抑制。

3、变频器维修案例分析

功率模块的损坏 (主回路故障) ;无任何显示 (充电指示灯和键盘面板) ;无故障显示, 变频器不能工作;有故障显示 (过流故障、欠压故障、过压故障、过热故障、输出缺相故障) 。

除教材外, 随课程提供一些实用光盘资料, 供学员回去后巩固学习。

二、参加对象

石油、化工、机械制造、电力、冶金、钢铁、汽车制造、矿山、纺织、建材、环保、造纸等领域从事电气、控制工程专业的技术人员和管理人员。

三、时间和地点:

2010年08月02日—09日重庆市

四、培训费和发证

培训费、资料费1800元/人, 食宿统一安排, 费用自理。学习结束后, 考核合格者颁发《自动化应用》杂志社签发的结业证书。 (请带一寸照片一张) 。

五 报名联系方式

请参加培训班的同志提前安排好工作, 填写好报名回执, 传真到杂志社培训报名处。报名处收到报名回执后, 将在开班截止日期前按报名先后顺序寄发《报到通知书》, 详告具体行车路线、学习地点等事项。

报名电话:023-67605105传真:023-67903515

地址: (401147) 重庆市渝北区龙溪镇上海大厦B栋17-4《自动化应用》杂志社

联系人:罗明义13883110571 E-mail:editor@auto-apply.com

《电工技术》杂志社《自动化应用》杂志社2010年4月

附件:P L C、单片机和变频调速应用技术培训班报名回执表

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