變頻器常見問題根本原因及對策

當今社會，各個行業都倡導環保節能，因變頻器與交流電機所組成的交流調速系統軟件所具有的良好的變速特性，能夠大幅度降低能源耗費。因而，變頻器的安全運營就成為很重要的步驟，掌握一些變頻器常見故障形成原因及其故障檢測相關的知識，可以第一時間發覺變頻器的運行情況，是非常有必要的。

1 前言

因變頻器與交流電機所組成的交流調速系統軟件所具有的良好的變速特性，則在應用領域持續拓展的前提下，會使得大家在工作上遇到一些原因引起的常見故障，造成生產制造停產，立即導致企業虧損，因而，我們應該不斷根據吸取經驗來提升解決變頻器故障水平，提升設備使用率，進而提高工作效率[1-2]。文中就我在公司2800mm熱扎生產流水線設備安裝調試及運作一年過程中出現和學習到的幾類普遍變頻器過電壓 欠壓保護 超溫 過電流常見故障開展簡易梳理和分析。

2變頻器過電壓（OU）故障現象分析與對策

2.1 過電壓的危害性

變頻器過電壓主要指在其中間直流電回路過電壓，正中間直流電回路過電壓關鍵傷害取決于：

(1) 造成電機等效電路飽和狀態。相對于電機而言，工作電壓主太高必定使電機鐵心磁通量提升，可能造成等效電路飽和狀態，勵磁電太大，從面造成電機升溫太高；

(2) 危害電機絕緣層。正中間直流電回路工作電壓上升后，變頻器電壓的脈沖幅度太大，對電機絕緣層使用壽命有很大影響；

(3) 對正中間直流電回路濾波裝置使用壽命有直接關系，明顯的時候會造成電力電容器崩裂。因此變頻器生產廠家一般將正中間直流電回路過電壓值限制在DC800V上下，一旦其工作電壓超出限定值，變頻器將按照限制規定跳電維護[3]。

2.2 過電壓的主要原因

一般能夠引起正中間直流電回路過電壓的主要原因主要來源于下列兩方面：

(1) 來源于開關電源鍵入側的過電壓

通常情況下的電源電流為380V，誤差范圍為-5%～ 10%，經三相橋式全波整流后正中間直流電的最高值為591V，一般電源電流不容易使變頻器因過電壓跳電。開關電源鍵入側的過電壓主要指電源側沖擊過電壓，如雷擊所引起的過電壓、無功補償柜在重合閘或中斷時所形成的過電壓等，主要特征是工作電壓彈性系數dv/dt和幅度值都很大。

(2) 制動系統或減速比太短或啟動電容毀壞。

當變頻器拖拽大慣性力負載時，其減速比設置的非常小，在降速環節中，變頻器輸出頻率降低的速率更快，而負載慣性力非常大，靠自身摩擦阻力降速較慢，使負載拖拽電動機的轉速比變頻器輸出工作頻率對應的轉速比還要高，電機處在發電量情況，從負載側面變頻器正中間直流電回路感恩回饋動能，短時間的能量集中化感恩回饋，可能正中間直流電回路以及動能控制部件的承受力引起過電壓常見故障。若變頻器沒有能量控制部件或它的作用比較有限，因此造成變頻器正中間直流電回路工作電壓上升，超過維護值，就容易出現過電壓跳電常見故障。

案例：我司現場調節過程中出現一組輥筒電機的變頻器發生速率意見反饋值超過速率預設值，經認真觀察發覺：

a) 在軋鋼廠環節中不會有這樣的事情，當鋼離去輥筒后，才出現這樣的情況；

b) 當速率意見反饋值超過速率預設值時，直流電回路工作電壓為額定電流的125%，超出115%的極限值預設值；

c) 變頻器的進相電壓已超限制；

在軋鋼廠環節中，該變頻器掌控的輥筒電機將提速，當鋼離去輥筒后輥道電機速率降到原先速度，若這兩臺變頻器未安置制動裝置，因入線電壓過高，直流電回路工作電壓超過設置的規定值，變頻器報完壓常見故障。

2.3 過電壓的處理方法對策

(1) 在開關電源鍵入側提升消化吸收設備，降低過電壓要素

針對開關電源鍵入側有沖擊性過電壓、雷擊所引起的過電壓、無功補償柜在重合閘或中斷時所形成的過電壓可能出現的前提下，可以采取在輸進側并接浪涌保護消化吸收設備或串聯電抗器等手段加以解決。關于這一點，我司在設備設計的時候就考慮到鍵入側配有進線電抗器，提高變頻器抗電壓波動能力。

(2) 在輸進側提升整流電路的辦法

解決變頻器正中間直流電回路動能最好的辦法就是在輸進側提升整流電路，能將多余能量回饋給電力網。關于這一點，我司設備在設備圖時就考慮含有感恩回饋設備。

(3) 從變頻器已設置的主要參數中找到解決方案

在符合操縱規定條件下，適當調整或增加制動時間或減速比（特別是在對于大慣性力負載的關機需考慮到）。

在生產流程中如不限制負載減速比時，變頻器減速比主要參數的人物設定不必過短，而使負載機械能釋放出來的太快，該主要參數的人物設定應以不造成正中間回路過電壓為準，尤其要注意負載慣性力較大時該主要參數的人物設定。假如生產流程對負載減速比受限制，但在限定時間內變頻器發生過電壓跳電狀況，就需要設置變頻器顫振自整定作用。

3變頻器欠電壓(Uu)故障現象分析與對策

3.1 開關電源斷相

緣故：當變頻器開關電源斷相后，三相整流變為二相整流器，在攜帶負載后，導致整流器后DC工作電壓稍低，導致欠壓保護常見故障[4]。

對策：查驗變頻器電源空氣開關或接觸器觸點是不是觸碰優良，接觸點電阻器是不是很大，輸入電壓有沒有問題等。

3.2 與此同時工作或者與此同時啟動的變頻器太多

緣故：當幾臺變頻器與此同時啟動或工作的時候，會導致電網電壓發生短暫降低，當電流電壓降低延續時間超出變頻器許可的時長（一般變頻器都有一個容許壓力降的最短時間）時，就容易出現變頻器的欠壓保護常見故障[5]。

對策：盡量避免與此同時啟動或工作的變頻器的數量，變頻器鍵入側改裝AC串聯電抗器，實在不行就提升供電系統變壓器的容量。

4變頻器超溫(OH)故障現象分析與對策

4.1周邊環境溫度太高

緣故：變頻器內部結構是通過無數電子元器件所組成的，其作業的時候會造成很多熱量，特別是IGBT堅守在高頻率狀況下，造成熱量會多一些。假如自然環境溫度太高，也會造成變頻器內部結構電子器件溫度太高，為了保護變頻器內部結構電源電路，這時變頻器會報氣溫高常見故障并關機。

對策：減少變頻器所屬場地溫度，如能夠改裝中央空調或風機等強制性致冷對策。
4.2 變頻器自然通風欠佳

緣故：如變頻器自身的風管阻塞或控制箱的風管被堵塞時，會影響到變頻器的內部排熱，造成變頻器超溫警報。

對策：按時維修變頻器，消除其風管各種垃圾，暢順風管。
4.3 風機卡阻損壞或

緣故：變頻器風機壞時，很多熱量堆積在變頻器內部結構散不出來。
對策：拆換風機。

4.4 負載太重

緣故：當變頻器所需負載太重（小馬拉大車）時，也會產生過大電流量，造成很多熱量，有時候變頻器還會超溫警報。

對策：減少負載和增加變頻器的容積（一般設備圖時都要考慮變頻器容積為負載輸出功率1.8倍）。

5變頻器過電流(OC)故障現象分析與對策

5.1變頻器過電流的情況

(1) 重啟時，一提速就跳電，這也是過電流十分嚴重的情況。主要因素有：負載短路故障，機械設備位置有卡死；逆變模塊毀壞；電動機轉距太小的現象造成。

(2) 通電就跳，這種情況一般不可以校準，主要因素有：控制模塊壞、光耦電路壞、電流檢測電路壞。

(3) 重啟時并不是馬上跳電而是加快時，主要因素有:百公里加速設定過短、電流量限制設定過小、轉距賠償(V/F)設置比較高。

5.2變頻器過電流的原因和解決對策

(1) 變頻器導出短路故障

緣故：經常主要是因為負載短路故障所引起的，最常見的是電機短路故障（電機震動造成布線松脫接線而引起短路故障）。

對策：大家在平常生產制造期內，當場都設有機械設備、電氣設備安全巡檢工作人員，按時維修期內，對各個機械設備、電器設備開展清理和固定螺母。

(2) 機械設備位置有卡死或軋鋼廠當場常常會有“卡鋼”狀況。這時負載忽然擴大時，電流量也會逐漸擴大，當電流量超出變頻器設置的過電流時，為了保護變頻器內部結構元器件，會報“過電流”常見故障跳電。

普遍緣故：傳動系統毀壞；加工工藝設置不科學方坯太寬，板形不太好。

對策：常常安全巡檢電子裝置，改進加工工藝，提升作業員實際操作水準。

(3) 傳動裝置的機器慣性力太大，電機的容積相對性小了

緣故：當傳動機械慣性大時，電機容積又小了，會（特別是在在最開始運作時）發生“小馬拉大車”的情況，導致電機電流量稍大，造成變頻器過電流跳電。

對策：針對大慣性力負載，在確保電機和負載配對前提下，應適當提升變頻器低速檔運作時的電流提高，增加變頻器的百公里加速等方式來避免變頻器過電流故障產生。
(4) 變頻器運行百公里加速設置過短；V/F特點工作電壓提高設置很大。

緣故：變頻器運行百公里加速設置過短變頻器輸出頻率的改變遠高于電機轉速比的改變（顫振）；V/F工作電壓提高很大，變頻器輸出頻率早已非常高了，而電機轉速比還非常低（即電機轉速比的改變落后于變頻器信號頻率轉變），也會導致顫振常見故障。這類“顫振”就會造成變頻器過電流常見故障。   對策：增加變頻器的百公里加速設置；此外，低速檔工作電壓提高要還要在實際操作中不斷試驗，不必設定很大，不然也會導致變頻器一起動就出現了過電流常見故障。
在變頻器的常見問題中，對其外圍電路所引起的常見故障占比比較大，在日常維護保養時，應認真檢查電網電壓，改進變頻器、電機及線路的周圍環境，按時消除變頻器內部結構塵土，根據加強設備管理最大程度地減少變頻器的設備故障率。