陳文健

摘要：變頻器在機床上被廣泛應(yīng)用，文章結(jié)合作者的實踐經(jīng)驗，介紹了變頻器在使用與調(diào)試過程中常見故障的檢查與處理方法。

關(guān)鍵詞：機床變頻器；故障處理；電機修理

中圖分類號：TG519文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）08-0028-02

一、變頻器在機床上的應(yīng)用

頻率是電機供電電源的電信號，所以該值能夠在帶年紀(jì)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機，這樣電機的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由控制，改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機控制方法，因此以控制頻率為目的的變頻器，是電機調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)選設(shè)備，在機床上，通常都使用交—直—交電壓型變頻器來控制電機的運行及調(diào)速。

二、電機保持不轉(zhuǎn)

當(dāng)給出電機啟動信號時，電機保持不轉(zhuǎn)，這種情況是由多種原因造成的，所以要有條不紊地進行分析，逐一進行排查，以求對癥下藥。

1．檢查變頻器有無報警。報警號為E.LF時，表示變頻器輸出則電機欠相。斷開電源后，先檢查電機的接線是否正確，是否有三相接線不牢靠的，如果鏈接正確，摘下電機的接線，將萬用表到電阻檔，檢查電機繞組是否存在故障，繞組用表調(diào)到電阻擋，價差電機繞組是否存在故障，繞組故障常見的有繞組接地，短路、開路。對星形揭發(fā)的電機分別測量個繞組首段與星形中心點之間的電阻，對三角形揭發(fā)的電機分別測量其中兩相繞組，如果電機內(nèi)部繞組接地或短路故障，就表現(xiàn)為欠佳，修復(fù)好電機的故障或直接更換一個好的電機接到變頻器上。變頻器的報警就消除了。

報警號為E.THM時，表示電機過負荷斷路，報警號為E.THT時，表示變頻器過負荷斷路，線檢查電機的功率是否和變頻器容量相匹配，在檢查變頻器參數(shù)中的電機容量，計數(shù)設(shè)置是否正確，如果以上都沒問題，最后的辦法是拆開電機側(cè)的接線，看是否存在繞組接線錯誤，是否將星形或三角形接正確。

2．檢查變頻器參數(shù)啟動頻率的設(shè)置。三棱變頻起有關(guān)頻率的參數(shù)很多，啟動頻率參數(shù)為P13，如果設(shè)定的運行頻率小于P13的設(shè)定值，變頻器將不能啟動，所以P13的設(shè)定值不能太大，一般0.5HZ即可。

3．檢查變頻器參數(shù)操作模式的設(shè)置。三棱變頻器的操作模式選擇參數(shù)為P79，當(dāng)P79設(shè)置為1時，為PU操作模式，即從PU直接設(shè)定或通過變頻的操作面板來調(diào)節(jié)輸入模擬，即從PU直接設(shè)定或通過變頻器的操作來調(diào)節(jié)輸入模擬電壓的大小，當(dāng)P79設(shè)置為2時，為外部操作模式，即通過外部電壓器或者數(shù)控機床的操作面板來輸入模擬電壓的大小，當(dāng)P79設(shè)置為3時，為外部/PU組合操作模式，即啟動喜好通過外部按鈕來輸入，而運行頻率從PU直接設(shè)定或通過變頻器的草組面板來調(diào)試，如果其設(shè)置不正確，無法采集到來自外部的啟動信號或者模擬電壓，就會引起電機不轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，所以，一定要搞清變頻器的操作模式。

三、變頻器過壓類故障

變頻器的過電壓集中表現(xiàn)在直流母線的支流電壓上。正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值。若以380V線電壓計算，則平均直流電壓Ud=1.35，U線＝513V。在過電壓發(fā)生時，直流母線的儲能電容將被充電，當(dāng)電壓上至760V左右時，變頻器過電壓保護動作。因此，變頻器都有一個正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過這個范圍時很可能損壞變頻器，常見的過電壓有以下兩類：

1．輸入交流電源過壓。這種情況是指輸入電壓超過正常范圍，一般發(fā)生在節(jié)假日負載較輕，電壓升高或降低而線路出現(xiàn)故障，此時最好斷開電源，進行檢查、處理。

2．發(fā)電類過電壓。這種情況出現(xiàn)的概率較高，主要是電機的同步轉(zhuǎn)速比實際轉(zhuǎn)速還高，使電動機處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器又沒有安裝制動單元，有兩起情況可以引起這一故障：（1）當(dāng)變頻器拖動大慣性負載時，其減速時間設(shè)的比較小，在減速過程中，變頻器輸出的速度比較快，而負載靠本身阻力減速比較慢，使負載拖動電動機的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動機處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量回饋單元，因而變頻器支流直流回路電壓升高，超出保護值，出現(xiàn)故障，而紙機中經(jīng)常發(fā)生在干燥部分，處理這種故障可以增加再生制動單元，或者修改變頻器參數(shù)，把變頻器減速時間設(shè)的長一些。增加再生制動單元功能包括能量消耗型，并聯(lián)直流母線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中并聯(lián)一個制動電阻，通過檢測直流母線電壓來控制功率管的通斷。并聯(lián)直流母線吸收型使用在多電機傳動系統(tǒng)，這種系統(tǒng)往往有一臺或幾臺電機經(jīng)常工作于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生再生能量，這些能量通過并聯(lián)母線被處于電動狀態(tài)的電機吸收。能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時可逆變流器就將再生能量回饋給電網(wǎng)。（2）多個電動施動同一個負載時，也可能出現(xiàn)這一故障，主要是由于沒有負荷分配引起的。以兩臺電動機拖動一個負載為例，當(dāng)一臺電動機的實際轉(zhuǎn)速大于另一臺電動機的同步轉(zhuǎn)速時，則轉(zhuǎn)速高的電動機相當(dāng)于原動機，轉(zhuǎn)速低的處于發(fā)電狀態(tài)，引起故障。在紙機經(jīng)常發(fā)生在榨部及網(wǎng)部，處理時需加負荷分配控制，可以把處于紙機傳動速度鏈分支的變頻器特性調(diào)節(jié)軟一些。

四、按下啟動按鈕，電機不轉(zhuǎn)，按下停止按鈕，電機低速運轉(zhuǎn)至準(zhǔn)停

這個現(xiàn)象看似麻煩，實際等同于故障一中的第三種情況下的電機不轉(zhuǎn)，是外部的啟動信號或者模擬電壓沒有送入變頻起，所以電機才沒有轉(zhuǎn)起來，而按下停止按鈕時收到了來自PLC的停止信號，才會按預(yù)設(shè)的低速頻率運轉(zhuǎn)直至準(zhǔn)停。

五、電機運行時，頻率與設(shè)置不一致

1．線檢查機床參數(shù)設(shè)置中傳動比的數(shù)值是否正確，傳動比即電機轉(zhuǎn)速想對主軸轉(zhuǎn)速的比值，如果和實物不一致，就會出現(xiàn)變頻起現(xiàn)實的頻率與對應(yīng)的轉(zhuǎn)速紊亂的現(xiàn)象

2．如果傳動比是正確的，在檢查變頻器有關(guān)電壓輸入的參數(shù)P73。P73可以選擇模擬輸入端子規(guī)格，例如SIEMENS和FANUC數(shù)控系統(tǒng)給變頻器的模擬電壓為0～5V，三棱數(shù)控系統(tǒng)為0～10V，而三棱PC機為0～5V。如果使用的是三棱數(shù)控系統(tǒng)，而三棱PC機為0～5V，而變頻器的出廠設(shè)定P73的默認(rèn)值為1時就會出現(xiàn)前者所述的現(xiàn)象，如果使用的三棱PC機，而誤將P73設(shè)定為2（即0～10V）就會出現(xiàn)后者所述的現(xiàn)象。要根據(jù)所使用的控制系統(tǒng)，來選擇變頻器輸入電壓的規(guī)格，就不會出現(xiàn)實際運行頻率和預(yù)設(shè)設(shè)置不統(tǒng)一的現(xiàn)象。

六、電機由低速至停止時，找不到準(zhǔn)確的停止位置

在機床中，通常由于被加工的特殊性，要求共建旋轉(zhuǎn)電機每次停止的位置都是固定且準(zhǔn)確的，會有一個準(zhǔn)確開關(guān)。電機停止時，由高速運行先轉(zhuǎn)為低速運行，旋轉(zhuǎn)過程掃描到準(zhǔn)停確認(rèn)開關(guān)后若干秒，就會停止在準(zhǔn)停位置，而我們在調(diào)試過程中經(jīng)常會遇到旋轉(zhuǎn)電機停不到準(zhǔn)停位置，或者每次停的位置在準(zhǔn)停確認(rèn)開關(guān)面一點。

電機從低速到準(zhǔn)停過程有兩個相關(guān)因素：

1．低速頻率的表現(xiàn)。先檢查變頻器參照數(shù)下先頻率P2的預(yù)設(shè)值，如果P2的設(shè)定值超過低速運行時的設(shè)定頻率，電機低速運行換的速度就降不下來，通常設(shè)定P2的值為0～0.5hz，三棱變頻器的低速頻率參數(shù)為P6。可以將其適當(dāng)減小后再試一試，通常為1.5～2.5HZ。

2．減速時間（下降坡度時間）的表現(xiàn)。三棱變頻器的減速時間參數(shù)P8如果低速時的速度和頻率已經(jīng)降的很低，還是找不到準(zhǔn)停位置，這時可以再將P8適當(dāng)增大，通常為1.5～2S，這樣電機由高速轉(zhuǎn)為低速時，有足夠低的速度和時間去s掃描準(zhǔn)停確認(rèn)開關(guān)，一般不會再有問題。