变频器应用中的常见故障原因分析及解决对策研究

变频器应用中的常见故障原因分析及解决对策研究

张伟杰

河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心,河南 郑州450000

摘要：近年来，我国经济的迅猛发展使工业企业的数量显著增加，进一步加大了对各类能源的消耗力度，造成了我国能源紧张的局面，因此需要提高能源的利用率。有关专家估计，当前我国有65%以上的发电量损耗在电动机中，其中高压电动机占到了电动机总装机容量的50%。而在当前我国的行业中，高压电动机搭载的是泵类以及相应的压缩机，绝大多数的设备适合调速，这就造成了大量能源的浪费。由此可以看出，将高压变频调速技术应用在行业中，可以显著减少对能源的消耗力度，同时还能保证行业中供电设备的质量，最大化地满足相应的生产需求，减少对成本的浪费。

关键词：变频器；电位器；电动机；铁芯；磁力线

引言

当在研发变频器过程中，有的设备具有稳定的性能，有多种组合功能，力矩特征比较好。在煤炭行业中，变频器的使用也是比较广范的，并且还存在不错的市场前景。由于持续发展的电子技术、不断成熟的控制理论与使用的元器件，在驱动产品中变频器快速地变为主导地位。较好的节能效果是变频器所具有的优点，特别使用到不大的鼓风机与输送机中的效果不错，可是一旦有故障发生在变频器中，就很难解决，只有完全了解其结构与原理，方能解决其故障。

1 高压变频器的基本原理

高压变频调速器的工作原理是通过控制开关的通断，使电动机的转速能够随着输入的电压变化而改变，从而达到调节电机的目的；同时，还可以利用电力电子技术的发展来实现对电能的有效输出。在实际的生产中，高压变频调速系统的主要作用是将电网的频率进行变换，进而得到不同的电信号，然后再经过一系列的环节后，就会形成一个电流脉冲，这个脉冲就是所需要的电信号。在这种情况下，为了获得比较稳定的直流电源，就必须使用高压的交流调速装置。在高压直流斩波的过程中，由于交流电源的功率比较大，所以其对电源的要求也相对较高，因此其一般都采用三相供电的方式来完成。当给负载接通的时候，因为有两个电气设备，其中一条是作为整流的电路，另外两条则当作逆变电路，这样一来，就会使得一相直流逆变为三相交流，也就解决了高频的问题。

2 处理变频器控制机泵在现场操作中发生的故障的方法

在电位器中，有故障发生在其控制接线是造成此种问题产生的原因。检测错接、松动与短路等问题有没有发生在控制接线中，使用检测的工具是多用表，进而得知电位器中有没有故障发生。当运行处于正常状态，并接通开关，电位器在此时的电阻值几乎就为0，在把开关断开之后，电位器的电阻值是无穷大的。若开关在接通与断开之后的电阻值与上述的不同，就可以得知有问题出现在电位器中。若开关在接通与断开之后与上述相同，就需要以说明书作为参考来检查其接线，还要查看面板所显示的状态。若在此时有报警从面板中发出，面板上显示的电压较低，就需要使用电位计来调节电压。并查找造成电压下降的原因，一个故障一个故障的排除。能够把控制图纸与说明书当做参考，判断变频器中进入的电位器端子所在的具体位置，电位器中有3个抽头，其中，两边的抽头连接的是公共端与变频器，剩余的那个抽头连接的是变频器模拟的输入端子的范围中，这就是正确接线。若有非常不稳定的波动出现在运行的电位器中，就要调换跳电源端子与公共端。

3 在启动变频器之后处理现场中控无法调速的故障的方法

3.1驱动故障维护策略

驱动故障是指系统的检测模块将IGBT的实际状态与预期状态进行比较，当实际与预期状态有较大偏差时报出的故障。此故障一般分为3种情况：（1）在系统上电待机时，系统自检报驱动故障，此时功率模块实际处于静态，因此驱动板故障可能性较低，而负责给驱动板供电以及检测单元状态的单元控制板故障的可能性较大。若通过万用表测量，其他器件均正常，则需要更换单元控制板。（2）系统启动过程中报驱动故障，此时功率模块处于工作状态，应首先对IGBT、旁路半桥等器件进行测量，此类器件在启动时出现损坏的可能性较大，其次对检测电路进行排查，检查单元控制板和驱动板。（3）系统多个模块同时报驱动故障，此时考虑设备绝缘不足或整体承载能力不足。首先排查绝缘问题，通过摇表检查导轨与柜体、功率模块之间是否存在放电现象，其次是考虑其他故障导致的相邻模块绝缘下降，当发生切旁路的模块较多时，部分模块分压过大保护动作。通过故障记录检查哪些模块是反复出现问题，需要一次性更换多次报驱动故障的模块。

3.2处理变频器带载刚开始启动时过流跳闸的故障的方法

第一步就是了解异步电机开始运行的基本原理，方能检查发生在过流跳闸中的故障。当磁力线和转子的运动是相对运动，就会有转矩产生，若磁力线与转子在同转速同时间转动时，切割的磁力线就不会有了，即转子不存在电机中，可是定子中的电流的变化会比较大，在输出变频器时，会有不少的信息数据产生出来。当检测电流时，要计算电路的电流与其输出频率的比，并让中央处理器接收计算出来的比值，这时，就可以保护阈值了。通常来说，当开启变频器时，电流的稳定性比较差，还有比较大的波动，当处于重载时，极易有过流跳闸故障发生，所以要调整，继而在对变频器进行启动，这时，输出的电流的稳定性比较好。若有问题出现在现有的操作方法与施工工艺中，并从显示屏上读取电流

3.3光纤故障维护策略

光纤故障是指单元控制板与主控板之间的通信发生中断。此故障一般分为2类：①光纤本身故障，包括功率模块与通信板之间的光纤连接头脱落或者接触不良，光纤因弯折半径不合理或受力过大而导致折断，以及光纤座腐蚀导致连接失效；②控制板卡故障，对于安装在控制器侧的光纤板，当元器件、晶振等异常时，模块与控制器无法建立通信；对于安装在功率模块的单元控制板，当其工作电源输出异常时，会造成供电故障无法通信。处理此类故障时，首先是对光纤头使用酒精进行擦洗后重新连接，或是更换控制器的光纤板以及功率模块的单元控制板。需要注意的是，光纤的连接必须注意施工规范，避免因过度弯折和受力过大而损坏。

3.4加强管理

变频器管理是避免出现故障问题的重要预防措施，相关管理人员需要加强对于环境温差的关注，并结合实际情况做好相应保温措施，避免设备老化。还需要加强设备运输管理，减少磕碰、振动冲击带来的影响。由于石油钻井环境相对较为恶劣，必须要加强对于变频器运行环境的管理和控制，做好相应检查和保护措施。最后，加强雷电防护，避免变频器遭受雷电袭击影响线路正常运输[4]。

结束语

对于企业来说，在进行电气设备的使用过程中，可以利用高压变频器来完成对整个系统的调速和控制，从而保证电机工作的安全性和可靠性。在实际的操作中，高压变频器的应用效果非常明显，能够有效地提升生产的效率以及质量，降低能源的消耗量，实现节能减排的目标。此外，高压变频调速技术的应用还体现在对机械运行状态的监控上，通过实时的监测与反馈，为相关的工作人员提供准确的数据信息，进而提高了检修的速度与准确性。

参考文献

[1]宋文礼.防爆变频器在井下皮带运输机使用中出现的故障与处理[J].当代化工研究,2020(17):33-35.

[2]王哲兴.综采工作面刮板输送机变频控制系统研究[J].机械管理开发,2020,36(8):22-24.

[3]赵征.关于DTC80型带式输送机多电机变频器功率平衡的仿真分析[J].机械管理开发,2020,36(10):10-12.

[4]邓金煌.变频器制动单元与制动电阻在架空乘人装置的应用[J].采矿技术,2020,20(1):44-46.

[5]张安洁,张宝夫.西门子PLC与G120C变频器在搅拌机转速控制系统设计中的应用[J].电子世界,2020(18):61-63