天津泰達(dá)西區(qū)熱電有限公司 齊書鵬

低壓ABB變頻器的維護(hù)保養(yǎng)及常見故障診斷方法

天津泰達(dá)西區(qū)熱電有限公司 齊書鵬

【摘要】低壓變頻器作為成熟的變頻控制技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)眾多，如：較寬的調(diào)速范圍、較高的效率與精度、較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)等，因此，其應(yīng)用十分廣泛與普遍。本文主要以低壓ABB變頻器為研究對(duì)象，重點(diǎn)探討了其維護(hù)保養(yǎng)及常見故障診斷方法，旨在為其發(fā)展提供可靠的理論支持。

【關(guān)鍵詞】低壓ABB變頻器；維護(hù)保養(yǎng)；常見故障；診斷方法

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，變頻器的重要性愈加顯著，其作為重要的節(jié)能降耗措施，提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化、現(xiàn)代化、先進(jìn)性與高效性。近幾年，人們對(duì)能源緊缺、環(huán)境污染等問題給予了高度關(guān)注，為了適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需要，各企業(yè)紛紛研發(fā)節(jié)能、環(huán)保生產(chǎn)工藝，其中最為關(guān)鍵的方法便是電機(jī)調(diào)速，特別是變頻調(diào)速，其優(yōu)勢(shì)顯著，如：技術(shù)性、高效性與簡(jiǎn)便性等。通過調(diào)查可知，低壓變頻器類型豐富、繁多，為了充分發(fā)揮其作用，本文對(duì)低壓ABB變頻器進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并著重探討了其維護(hù)保養(yǎng)及故障診斷等。

1.低壓ABB變頻器的概況

變頻器最為顯著的特點(diǎn)便是節(jié)能降耗，在調(diào)節(jié)速度過程中最為重要的方法便是改變電動(dòng)機(jī)電源頻率，與其他調(diào)速手段相比，變頻器的優(yōu)點(diǎn)凸出，如：效率高、性能佳等。在先進(jìn)技術(shù)支持下，低壓ABB變頻器隨之出現(xiàn)，經(jīng)不斷發(fā)展，相關(guān)的控制技術(shù)愈加成熟，同時(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也日漸豐富。

在發(fā)展初期，低壓變頻器主要是借助U/F控制實(shí)現(xiàn)的，如：ACS510系列，由于其具有一定的局限性，即：低頻啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足，因此，相關(guān)學(xué)者提出了矢量控制模式，其有效控制了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與磁通，如：ACS550系列，但其可靠性相對(duì)較低。此后，ABB公司借助DTC控制模式，研制出了新型的低壓ABB變頻器，如：ACS600系列、ACS800系列等。

ABB變頻器的電路主要分為5部分，分別為整流、中間直流儲(chǔ)能、逆變、控制與制動(dòng)等，第一部分細(xì)化為二極管整流、晶閘管反向并聯(lián)整流及IGBT整流等；第二部分細(xì)化為電容儲(chǔ)能及電感儲(chǔ)能；第三部分主要是指IGBT，第四部分擁有的功能主要為控制、通訊、采集等，其構(gòu)成單元主要有接口板、I/O板、主電路板、電源板、輸入橋控制與保護(hù)板等。

2.低壓ABB變頻器的維護(hù)保養(yǎng)

2.1 安裝與運(yùn)行

變頻器安裝過程中應(yīng)嚴(yán)格按照說明書，以此保證安裝的規(guī)范性、科學(xué)性與合理性，實(shí)踐中應(yīng)盡量選擇密閉，并按有空調(diào)環(huán)境，以此為變頻器提供適合的運(yùn)行環(huán)境。

運(yùn)行過程中應(yīng)全面考慮相關(guān)的影響因素，從運(yùn)行時(shí)間角度出發(fā)，如果長(zhǎng)期運(yùn)行，則要關(guān)注溫度、灰塵、腐蝕氣體等，上述內(nèi)容對(duì)變頻器的運(yùn)行有著直接的影響，如果維護(hù)保養(yǎng)缺少及時(shí)性與有效性，則會(huì)減少其使用時(shí)間。通常情況下，室內(nèi)溫度應(yīng)＜40℃，如果超過此溫度，則會(huì)增加各元件老化速度，如果溫度變化幅度過大，則會(huì)引起結(jié)露問題，進(jìn)而變頻器的絕緣性能也將有所降低，嚴(yán)重情況下，甚至?xí)斐啥搪饭收稀榱诉_(dá)到濕度要求，室內(nèi)可放置干燥劑、除濕器等設(shè)備，在下雨時(shí)，應(yīng)采取必要的措施，以此避免淋雨；同時(shí)，要關(guān)注室內(nèi)的腐蝕性氣體。

各企業(yè)應(yīng)制定合理的檢修方案，運(yùn)行過程中給予有序與定期檢查、維護(hù)。對(duì)于變頻器而言，其工作中受整流、變頻等因素的影響，會(huì)出現(xiàn)干擾電磁波，進(jìn)而周圍的儀表與儀器等均會(huì)受到不同程度的干擾，為了避免上述問題，各儀表與儀器應(yīng)具備金屬外殼，并借助屏蔽控制電纜，以此保證接地的可靠性。變頻器電源及電動(dòng)機(jī)電流應(yīng)盡量選用對(duì)稱屏蔽電纜，進(jìn)而利于降低電磁輻射。一旦電磁干擾未能得到有效的處理，則會(huì)威脅系統(tǒng)運(yùn)行，常見的問題有控制單元失靈、誤動(dòng)作等［1］。

2.2 接地與制動(dòng)

變頻器的接地是否可靠與正確直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行效果，在準(zhǔn)確、可靠接地前提下，系統(tǒng)運(yùn)行將更加穩(wěn)定、可靠及節(jié)能、環(huán)保，特別是在抑制噪聲方面，效果顯著。通常情況下，變頻器的接地電阻應(yīng)盡量保持最小值，接地導(dǎo)線截面應(yīng)控制在4mm以下，長(zhǎng)度應(yīng)控制在5m以下，同時(shí)接地與動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)應(yīng)保持獨(dú)立，再者，信號(hào)線的屏蔽層兩端應(yīng)分別處于浮空狀態(tài)或者與變頻器接地端連接。

電動(dòng)機(jī)常出現(xiàn)緊急停車的現(xiàn)象，此時(shí)對(duì)于變頻器而言，不僅要擁有停車功能，還應(yīng)具備剎車制動(dòng)電阻，在雙重保障作用下，故障率將大幅度降低。

2.3 清灰與更換

變頻器使用過程中受灰塵及潮濕的影響較為嚴(yán)重，特別是處于停機(jī)狀態(tài)下，電路板上附著的塵埃將出現(xiàn)返潮現(xiàn)象，在此情況下，如果送電，則會(huì)因打火，而增加燒壞發(fā)生幾率。同時(shí)，對(duì)于熱電企業(yè)而言，如：燃煤電廠，其變頻器內(nèi)將聚集大量的煤粉塵，電路板受其影響，則極易出現(xiàn)短路、燒壞等問題，而頻繁的變頻器故障，將影響企業(yè)生產(chǎn)及效益。因此，停運(yùn)后，應(yīng)結(jié)合具體的情況，對(duì)變頻器進(jìn)行定期檢查，通常情況下為6個(gè)月或12個(gè)月/次，同時(shí)也要配合不定期檢查，必要時(shí)可對(duì)變頻器內(nèi)部元器件進(jìn)行拆卸，以便于有效清潔電路板及散熱器，如果未拆卸，保養(yǎng)過程中應(yīng)利用電吹風(fēng)對(duì)停機(jī)變頻器的電路板進(jìn)行徹底與全面吹灰，也可以采用紅外線燈泡對(duì)變頻器進(jìn)行烘烤，以此減少潮氣對(duì)即將運(yùn)行變頻器的不利影響［2］。

例如：ACS800系列，其散熱器上安裝著功率模塊，經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行或停放后，散熱器上將布滿灰塵或者飛蟲，嚴(yán)重情況下，將出現(xiàn)堵塞問題，進(jìn)而變頻器將處于高溫或超高溫運(yùn)行，而經(jīng)超溫保護(hù)作用后，則會(huì)停運(yùn)。因此，保養(yǎng)實(shí)踐中應(yīng)加強(qiáng)清灰的定期性與全面性，特別是要注重其溫度，如果IGBT接近80℃，則會(huì)影響正常運(yùn)行。

在清灰過程中要關(guān)注散熱風(fēng)扇，如果其冷卻風(fēng)扇出現(xiàn)了異音問題，則要給予及時(shí)檢查，必要時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換。當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障后，經(jīng)檢查后，如果為功率模塊或整流模塊問題，則要選用原廠原型號(hào)進(jìn)行替換，在操作時(shí)，應(yīng)注重安裝順序與位置，一旦安裝失誤，各模塊的作用則難以有效發(fā)揮，甚至?xí)霈F(xiàn)燒毀［3］。

3.低壓ABB變頻器的常見故障診斷方法

3.1 診斷方法

3.1.1 靜態(tài)測(cè)試

一是，整流電路，利用萬用表，將其調(diào)至到二極管檔，測(cè)試變頻器的電壓值，如果其處于平衡狀態(tài)，則便是整流橋正常；如果不平衡，則存在整流橋故障，因此，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換。二是，逆變電路，利用萬用表筆，測(cè)試各相阻值，如果基本相同，則便是正常。

3.1.2 動(dòng)態(tài)測(cè)試

靜態(tài)測(cè)試結(jié)束后，開展動(dòng)態(tài)測(cè)試，俗稱上電試機(jī)，此時(shí)應(yīng)注重以下問題：其一，上電前，輸入電壓和變頻器應(yīng)保持一致，通常情況下，低壓ABB變頻器的電壓等級(jí)分為690V、500V、400V與230V等，如果電壓差異，則會(huì)造成炸機(jī)問題；同時(shí)，對(duì)變頻器的各接口均要進(jìn)行全面的檢查，保證其連接準(zhǔn)確與穩(wěn)固，如果出現(xiàn)松動(dòng)、錯(cuò)誤等問題，則會(huì)造成變頻器故障。其二，上電后，如果有故障顯示記錄，則要結(jié)合故障代碼，對(duì)故障類型、成因等進(jìn)行判斷；如果無記錄，則要對(duì)變頻器相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢查；同時(shí)給予帶負(fù)荷測(cè)試機(jī)滿負(fù)載測(cè)試［4］。

3.2 故障判斷

變頻器常見的故障有整流及逆流模塊損壞、上電無顯示以及上電后顯示問題等。通常情況下，電網(wǎng)電壓、內(nèi)部短路等均會(huì)引起整流模塊損壞，因此，實(shí)踐中應(yīng)對(duì)電網(wǎng)展開檢查，或者對(duì)整流橋進(jìn)行更換［5］。

4.總結(jié)

綜上所述，低壓ABB變頻器是企業(yè)安全、高效生產(chǎn)運(yùn)行的保障，同時(shí)也利于達(dá)成節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，為了充分發(fā)揮其作用，應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)，并且要對(duì)其各類故障進(jìn)行及時(shí)的診斷與處理。

參考文獻(xiàn)

［1］羅秀紅.低壓ABB變頻器的維護(hù)保養(yǎng)及常見故障診斷［J］.熱電技術(shù)，2013（4）∶45-48.

［2］禹利華.ABBACS800變頻器在低壓變頻電機(jī)和永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上的應(yīng)用［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（4）∶15.

［3］王云鵬.西門子變頻器在華營(yíng)銷策略研究［D］.中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2014.

［4］曾輝.低壓電網(wǎng)的諧波分析及初步治理方案的研究［D］.華南理工大學(xué)，2012.

［5］李云超，靳立開.能量回饋型低壓變頻器在黃驊港三期皮帶機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.中國港灣建設(shè)，2013（S1）∶35-41.