試論起重機(jī)變頻器調(diào)試及維護(hù)中常見(jiàn)故障

梁 曉 馬 鵬

（廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)院，廣西 南寧 530219）

1 過(guò)熱故障

變頻器的過(guò)熱故障發(fā)生原因有多種，例如負(fù)載過(guò)重、雜物堵塞了通風(fēng)口罩柵、內(nèi)部的冷卻風(fēng)扇出現(xiàn)異常、環(huán)境溫度高等。

2 低電壓故障

導(dǎo)致低電壓故障的相關(guān)因素主要有3個(gè)：一是變頻器的整流橋二極管受損，因此降低了整流電壓；二是由于供電變壓器的容量過(guò)小而線路阻抗則過(guò)大，帶載后，變壓器與線路的壓降過(guò)大，進(jìn)而導(dǎo)致變頻器的輸入電壓出現(xiàn)偏低的情況；三是交流電壓具有過(guò)低、缺相的情況。

3 過(guò)電壓故障

變頻器機(jī)構(gòu)在減速制動(dòng)期間，常有過(guò)電壓故障的情況發(fā)生，而導(dǎo)致該故障發(fā)生的原因是被制動(dòng)環(huán)節(jié)、中間回路等影響。其一，就安川變頻器（CIMR-G5A4）而言，因?yàn)楣S現(xiàn)場(chǎng)的電源通常為AC380V，因此需對(duì)變頻器、制動(dòng)斬波器等的電源電壓進(jìn)行重新設(shè)定，以預(yù)防變頻器在制動(dòng)期間出現(xiàn)過(guò)電壓故障；其二，減速設(shè)定時(shí)間過(guò)短；其三，中間回路濾波器的電容失效、容量過(guò)小、檢測(cè)電路出現(xiàn)故障等，引起過(guò)電壓故障；其四，制動(dòng)電阻的阻值過(guò)大，未能在第一時(shí)間釋放回饋能量，引起過(guò)電壓；其五，電源電壓高出10%或更多。

4 過(guò)電流故障

在起重機(jī)變頻器的調(diào)試期間、運(yùn)行期間，若是具有電流故障的情況發(fā)生，可通過(guò)多個(gè)方面查找原因，例如振蕩干擾、變頻器、負(fù)載、電源等方面。

（1）振蕩干擾方面：該問(wèn)題通常發(fā)生于轉(zhuǎn)速期間。一方面，機(jī)械頻率以及電氣頻率之間出現(xiàn)共振；另一方面，受純電氣回路的影響所引起，例如：①中間直流回路的電容電壓發(fā)生波動(dòng)；②功率開(kāi)關(guān)管的死區(qū)時(shí)間；③電機(jī)滯后電流影響；④外界干擾源干擾；其中，由頻率共振而引起的振蕩干擾，可通過(guò)降低載波的頻率來(lái)緩解。在尋找出共振頻率范圍后，對(duì)跳躍頻率功能加以利用，以跳過(guò)共振頻率。其中需要注意的是，在應(yīng)用大車(chē)機(jī)構(gòu)等大容量變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)將單個(gè)變頻器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)電機(jī)，通過(guò)v/f進(jìn)行控制。若起制動(dòng)過(guò)快，那么大車(chē)的起制動(dòng)常會(huì)產(chǎn)生劇烈的震動(dòng)，并帶有變頻器過(guò)流的情況。所以，在減少機(jī)械間隙期間，還需采取相應(yīng)的減震措施。

（2）變頻器容量方面：變頻器的容量過(guò)小也容易引起過(guò)電流故障，因此應(yīng)考慮給予變頻器擴(kuò)大容量。

（3）變頻器的設(shè)定值方面：首先，設(shè)定的減速制動(dòng)時(shí)間太短，可使機(jī)組迅速進(jìn)行再生發(fā)電以回饋予中間回路，導(dǎo)致制動(dòng)回路過(guò)流、中間回路電壓太高等情況；其次，加速時(shí)間太短，間接加大了加速轉(zhuǎn)矩，引起過(guò)流故障；最后，當(dāng)電壓頻率曲線中，電壓在提升方面大于頻率，則會(huì)使得U1/fi之間的比例關(guān)系被破壞，形成低頻率，引起過(guò)流故障。

（4）負(fù)載過(guò)重、負(fù)載側(cè)短路方面：在此問(wèn)題上，需對(duì)機(jī)組進(jìn)行重點(diǎn)檢查，查看有無(wú)卡滯、振動(dòng)以及異聲，檢查是否是因?yàn)椴僮鞣椒?、工藝條件等的變化而引起超載。另外，可通過(guò)兆歐表檢測(cè)有無(wú)負(fù)載側(cè)短路（接地）的情況。逆變器同一個(gè)橋臂的2只晶體管若同一時(shí)間導(dǎo)通，也會(huì)引起短路。

（5）電源電壓的超限、缺相：電源缺相、變頻器缺相等均會(huì)使得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小，進(jìn)而引起過(guò)流故障。

5 無(wú)輸出電壓

變頻器在輸入啟動(dòng)指令后仍無(wú)輸出電壓。一方面，可能是因?yàn)橹骰芈飞形唇油?，從其原理圖上看，應(yīng)對(duì)電力電子器件、接觸器、熔斷器、各個(gè)開(kāi)關(guān)等進(jìn)行檢查，以查看其完好性，確保導(dǎo)線接頭不存在松脫、接觸不良的問(wèn)題。另一方面，可能是因?yàn)榭刂苹芈吩诮泳€上出現(xiàn)出錯(cuò)，使變頻器無(wú)法正確啟動(dòng)，從變頻器的說(shuō)明書(shū)看，應(yīng)以接線圖、原理圖等作為對(duì)照，對(duì)控制回路的各個(gè)接線認(rèn)真檢查與核對(duì)，從而尋出錯(cuò)誤，進(jìn)行糾正。

6 接地故障

變頻器中常見(jiàn)的接地故障有3種：一是線路受損接地；二是電機(jī)受潮（進(jìn)水），導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)接地短路；三是變頻器的輸出濾波器與其不相符，進(jìn)而引起側(cè)高頻短路。

7 電動(dòng)機(jī)升速異常

導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)升速異常的原因有3個(gè)：首先，未能對(duì)變頻器正確輸入信號(hào)。相關(guān)元件受損、調(diào)速電位器以及凸輪接觸點(diǎn)等的接觸不良、端子松動(dòng)（斷線）、變頻器定值無(wú)法升高等，均會(huì)導(dǎo)致升速異常的情況；其次，變頻器、交流電源等具有輸出缺相的的問(wèn)題。由于電源缺相，導(dǎo)致變頻器的輸出電壓下降，變頻器的輸出缺相使得三相電壓失衡，引起負(fù)序轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而減小電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，使其無(wú)法驅(qū)動(dòng)負(fù)載加速。在此情況下應(yīng)對(duì)熔絲進(jìn)行檢查，查看導(dǎo)線的接頭是否存在松脫情況、逆變橋晶閘管有無(wú)受損或是觸發(fā)脈沖，以及時(shí)進(jìn)行維修；最后，變頻器的頻率參數(shù)、電流參數(shù)等設(shè)定值過(guò)低。若頻率的設(shè)定值高于低值點(diǎn)，頻率將會(huì)由于受限而無(wú)法上升，導(dǎo)致電機(jī)不能實(shí)現(xiàn)高速。而電流設(shè)定值若偏低，則會(huì)限制最大轉(zhuǎn)矩能力的發(fā)揮，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)無(wú)法加速。反之，電流設(shè)定值以達(dá)到變頻器最大值時(shí)，則可能縮小變頻器的容量，此時(shí)則需要采取措施擴(kuò)大區(qū)其容量。

8 諧波干擾

起重機(jī)以變頻器作為驅(qū)動(dòng)期間，多是采用PLC系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)，從而提高其自動(dòng)化水平。而該系統(tǒng)極容易被變頻器的諧波干擾，產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作，尤其是操作性高、限位開(kāi)關(guān)信號(hào)等處。其中，電氣線路過(guò)長(zhǎng)屬于最為常見(jiàn)的原因，由于變頻電機(jī)的動(dòng)力線和操作信號(hào)、限位開(kāi)關(guān)等控制線的敷設(shè)距離過(guò)長(zhǎng)，因此PLC系統(tǒng)在輸入觸點(diǎn)信號(hào)后，受諧波干擾，加大了線路的漏電流，即便PLC的輸出起點(diǎn)為（0），其也可能因?yàn)殚]點(diǎn)而引起系統(tǒng)故障。而諧波干擾的解決方法有多種，其中包括：①將PLC裝置安置在單獨(dú)PLC室內(nèi)，以減輕PLC裝置由于降低變頻器而受到的影響；②以屏蔽電纜作為控制信號(hào)線；③加裝濾波器在變頻器的輸出端，并采用屏蔽電纜做變頻電機(jī)的動(dòng)力線；④將控制線路的長(zhǎng)度縮短。

9 機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)異常

機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)異常情況主要有以下幾種：①受外界噪音影響，導(dǎo)致變頻器的信號(hào)受到干擾而產(chǎn)生變化，對(duì)于此情況，可通過(guò)屏蔽電纜、增加進(jìn)線濾波器等措施來(lái)解決；②負(fù)載具有不穩(wěn)定與不正式的情況；③電源屬于臨時(shí)電，并且現(xiàn)場(chǎng)有不少設(shè)備（如電焊機(jī)）的工作無(wú)規(guī)律可言，導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定，而機(jī)構(gòu)工作也失去穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)

在變頻技術(shù)日益進(jìn)步的影響下，其在起重機(jī)中的應(yīng)用情況將會(huì)日益廣泛，而變頻器的故障維修工作也將會(huì)成為起重機(jī)維修中的常見(jiàn)問(wèn)題。起重機(jī)變頻器的常見(jiàn)問(wèn)題有多種，本次研究通過(guò)總結(jié)當(dāng)中較為常見(jiàn)的故障問(wèn)題，并提出相應(yīng)的解決建議，從而為今后的變頻器故障維修工作提供幫助。

[1]趙江濤.淺析化工企業(yè)變頻器常見(jiàn)故障及維護(hù)[J].江西化工，2011（01）.