[摘要]隨著工業(yè)自動(dòng)化的迅速發(fā)展,作為其重要組成部分的變頻器得到廣泛的應(yīng)用。變頻器工作性能的穩(wěn)定性直接影響自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制精度和使用效率,故如何提高其使用效果的問題也日顯突出。作好變頻器的故障分析和檢測(cè)工作,既可以提高設(shè)備運(yùn)行水平,降低設(shè)備維修費(fèi)用,又能提高設(shè)備維護(hù)人員分析問題、解決問題的能力,積累現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn),提高其故障診斷能力,從而縮短設(shè)備維護(hù)、維修的時(shí)間,提高其工作效率。在變頻器使用過程中,變頻器過電流故障是常見故障之一,下面就變頻器過電流方面的問題進(jìn)行探討。
[關(guān)鍵詞]變頻器 過電流 判斷
中圖分類號(hào):TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2009)0720012-01
一、變頻器故障現(xiàn)象及故障類型
1.故障現(xiàn)象。變頻器在運(yùn)行過程中或轉(zhuǎn)速升、降過程中過電流跳閘。
2.故障類型。加速過電流、減速過電流、恒速過電流。
二、變頻器故障原因分析
變頻器的故障原因可以分為兩個(gè)方面:變頻器內(nèi)部故障和外部設(shè)備故障。
(一)變頻器內(nèi)部常見故障
1.參數(shù)設(shè)置不正確,如PID調(diào)節(jié)器的P參數(shù)、I參數(shù)設(shè)定不合理,超調(diào)過大,造成變頻器輸出電流振蕩,加減速時(shí)間設(shè)定太短等。
2.變頻器內(nèi)部硬件故障,如變頻器本身受到電磁干擾引起誤動(dòng)作、不工作或工作異常;變頻器的檢測(cè)元件故障引起過電流保護(hù)動(dòng)作;變頻器的整流側(cè)和逆變側(cè)元器件損壞引起電路過電流;變頻器電源回路異常引起工作不正常等。
(二)外部常見故障
1.變頻器容量選擇不當(dāng),與負(fù)載特性不匹配,引起過電流。
2.電機(jī)負(fù)載突變,引起大的沖擊電流而使保護(hù)裝置動(dòng)作。
3.變頻器電源側(cè)缺相、電機(jī)內(nèi)部故障引起過電流。
4.變頻器輸出側(cè)有功率因素叫子矯正電容或浪涌吸收裝置等。
三、變頻器過電流跳閘原因的判斷
通用變頻器的過電流跳閘故障是變頻器的常見故障之一,它通常由于過電流、短路接地、發(fā)熱、欠電流和諧波等引起。為了提高故障的判斷效率,最好分別檢查變頻器和電機(jī)。
(一)檢查方法
1.?dāng)嚅_變頻器外部控制電路,用手動(dòng)方式試驗(yàn)變頻器,如果變頻器正常,說明變頻器完好,重新設(shè)置參數(shù),然后用一個(gè)試驗(yàn)信號(hào)或電位器接到外部信號(hào)控制端子上,試驗(yàn)變頻器的性能。
2.用萬用表和兆歐表檢查變頻器的絕緣情況,其絕緣值應(yīng)符合該變頻器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),如果變頻器的輸出側(cè)安裝了接觸器,還應(yīng)該檢查接觸器的觸點(diǎn)是否正常。
3.外部控制信號(hào)一般是各種傳感器的輸出信號(hào),或來自控制器,應(yīng)根據(jù)傳感器或控制器的檢驗(yàn)方法檢驗(yàn),最好采用現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)檢驗(yàn)儀校驗(yàn)。
4.如果條件允許,最好采用工頻電源啟動(dòng)電機(jī)試驗(yàn),并使其運(yùn)行一段時(shí)間后觀察是否存在異常。
(二)故障判斷
1.變頻器運(yùn)行中跳閘后,電機(jī)外殼仍然燙手,如果電機(jī)不過載,故障一般是由于載波頻率調(diào)整過高引起,應(yīng)調(diào)整載波頻率,判斷故障是否消除。
2.電機(jī)運(yùn)行過程中堵轉(zhuǎn),一般是由于電機(jī)軸承故障和機(jī)械連接部位有機(jī)械干涉現(xiàn)象所致。判斷方法是:電機(jī)卸載,旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸,觀察電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活。
3.電機(jī)運(yùn)行過程中突然斷開負(fù)載,故障有兩種可能:一是外部控制信號(hào)斷開引起,檢查三相電源是否平衡,如果三相電源不平衡,檢查電源側(cè)是否斷相、電機(jī)接線端子及繞組內(nèi)部是否斷線;二是變頻器逆變器模塊故障引起,通過測(cè)量變頻器主回路輸出端子U、V、W分別與直流側(cè)的P、N端子之間的正、反向電阻來判斷逆變器模塊是否損壞。在多數(shù)情況下,逆變管損壞后都呈正、反向都導(dǎo)通的現(xiàn)象,IGBT管損壞后,其正、反向的電阻值要小于二極管正向?qū)〞r(shí)的電阻。
4.加速時(shí)過電流調(diào)閘,主要原因是電路短路、加速時(shí)間設(shè)置過短所引起。外部故障:檢查電機(jī)連接端子U、V、W電路是否有短路,按負(fù)載慣量加速時(shí)間是否設(shè)置過短;檢查逆變器模塊下半橋電路或驅(qū)動(dòng)電路是否正常。
5.減速時(shí)過電流跳閘,主要原因是電路短路、減速時(shí)間設(shè)置過短所引起。外部故障:檢查電機(jī)連接端子U、V、W電路是否有短路或接地,按負(fù)載慣量減速時(shí)間是否設(shè)置過短;檢查逆變器模塊上半橋電路是否正常。
6.變頻器頻繁出現(xiàn)過電流保護(hù),引起這種現(xiàn)象的原因是比較復(fù)雜的,需要檢查才能判斷其故障原因,檢查過程如下:首先檢查變頻器輸出線、電機(jī)輸入端子等有無短路和接地現(xiàn)象;電機(jī)控制回路接點(diǎn)是否有接觸不良引起電機(jī)輸入缺相;斷開電機(jī)測(cè)量變頻器輸出電壓是否平衡、幅值是否正常,如都正常,可更換電機(jī)試運(yùn)行。其次,檢查變頻器的通風(fēng)是否良好,溫升是否過大。
7.變頻器控制電路板過電流,其原因:有導(dǎo)電性固體顆粒附著在電路板上或有腐蝕性氣體,使控制電路板腐蝕而絕緣降低;控制電路的零電位與機(jī)殼連接在一起,由于接地不良,使控制電路零電位受干擾;連接插件松動(dòng),會(huì)出現(xiàn)過電流故障時(shí)有時(shí)無等現(xiàn)象。
8.變頻器主電路板過電流,其原因:首先是濾波電容老化、諧波干擾過大;其次是連接線有毛刺,致使相連端子短接,造成短路。維護(hù)時(shí),當(dāng)電容量低于初期值的80%、絕緣阻抗在5MΩ以下時(shí),應(yīng)考慮更換電容器。
四、結(jié)束語
綜上所述,變頻器外部原因引起的過電流跳閘的原因有以下幾種情況:
1.電動(dòng)機(jī)負(fù)載突變引起較大的沖擊電流造成過電流保護(hù)動(dòng)作。
2.電機(jī)內(nèi)部和電機(jī)絕緣損壞,造成短路,導(dǎo)致過電流保護(hù)動(dòng)作。
3.當(dāng)變頻器控制系統(tǒng)中裝有測(cè)速編碼器時(shí),速度反饋信號(hào)丟失或非正常時(shí)會(huì)出現(xiàn)過電流。
4.變頻器輸出側(cè)安裝了接觸器,接觸器的抖動(dòng)或損壞,會(huì)導(dǎo)致電路接觸不良欠壓運(yùn)行或缺相運(yùn)行,使變頻器過電流保護(hù)動(dòng)作。
參考文獻(xiàn):
[1]張燕賓,電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速圖解,北京:中國電力出版社,2004.
[2]王仁祥,通用變頻器選型與維修技術(shù),北京:中國電力出版社,2004.
[3]韓安榮,通用變頻器及應(yīng)用,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.
[4]馮垛生,變頻器的應(yīng)用與維護(hù),廣州:華南理工大學(xué)出版社,2001.
作者簡介:
譚春祿(1968-),男,重慶豐都人,長江師范學(xué)院講師,主要從事可編程控制系統(tǒng)、工業(yè)電氣控制系統(tǒng)、電機(jī)學(xué)等方面的教學(xué)及研究。