杨辉
河南中美铝业有限公司，河南郑州 452470
摘 要： 近年来，随着我国工业自动化水平的不断提高，变频器的应用也越来越广泛。然而，由于各种因素的影响，使得变频器在使用过程中经常会出现一些故障。为了使变频器能够安全可靠运行 ，必须采取相应的预防措施。根据我多年的工作经验，就对变频器常见故障分析与预防措施进行论述。
关 键 词： 变频器 ；故障 ；预防措施
1 变频器概述
变频器即 VFD，其主要是通过对电动机的工作电源频率进行改变 ，以达到控制电动机的目的。变频器本身属于一种电力控制设备 ，主要应用的是微电子及变频技术。变频器一般由以下几个部分组成 ：制动单元、微处理单元、滤波、整流、逆变、检测单元以及驱动单元等等。它能够按照电动机的具体需求为其提供所需的电源电压 ，从而实现调速和节能。此外 ，大部分变频器都具备多种保护功能 ，如过载保护、过电压保护以及过电流保护等。
可以说变频器最主要的作用就是节能 ，而节能效果最为明显的应属在风机和水泵等大功率设备的应用上。为有效地确保生产过程中的可靠性 ，各类用于生产的机械设备在设计配套的动力驱动装置时 ，一般都会预留出一定的富余量。如果电动机无法在满负荷的条件下运行 ，除提供给动力驱动装置所需的动力外 ，一部分多余的力矩会造成有功功率消耗的增加 ，从而导致电能浪费。以往风机和水泵等设备主要采用的都是一些较为传统的调速方法 ，即通过对出入口位置处的挡板及阀门开度进行调节 ，来控制风量和供水量 ，这样不仅输入的功率较大 ，而且还有很大一部分的能源消耗在挡板及阀门的截流过程中。而采用变频器进行调速时 ，若是在流量要求相对较小的情况下 ，便可通过降低风机或水泵的转速来满足正常的运行要求 ，进而达到了节能的目的。
2 变频器常见故障及种类
2.1 变频器常见故障
1）过电流。过电流故障包括三个方面 ，即恒速、减速、加速过电流 ，造成该故障的原因在于变频器的负载发生突变、加减速时间过短、输出短路、负荷分配不均等。过电流故障是变频器报警发生率最高的现象。
2）过电压。过电压故障是指当电动机处于发电状态下 ，变频器因没有足够的能量处理单元而导致其直流回路电压升高 ，直至电压值超过定额保护值引发的故障。一般情况下 ，过电压报警是在停机的时候发生 ，造成其报警的主要原因是制动电阻损坏或减速时间过短 。
3）过热。过热故障是指变频器设备在运行时的温度超过行业规定的标准而造成的故障 ，造成过热故障的主要原因包括温度传感器性能偏差、周围温度过高、马达温度过高、风机堵转等 。
4）过载。过载故障是指电动机虽然处于旋转状态 ，但是其运行电流已经高于额定值而引发的变频器故障。
5）开关电源损坏。一般情况下 ，开关电源损坏是因其负载产生短路现象而造成的 ，这也是变频器普遍存在的故障现象。
2.2 故障种类
变频器常见故障的种类较为繁杂 ，通常情况下可遵循以下特性进行分类 ：
1）按照故障发生的时间进行分类 ，即老化性故障、突发性故障和间歇性故障。老化性故障经常出现在设备生命运行周期的后阶段 ，多见于疲劳磨损、元器件老化引起的故障 ；突发性故障是指在设备正常运行的状态下突然出现的故障 ，并导致设备部分功能丧失 ；间歇性故障是指故障发生呈间断性、无规律性、时有时无 。
2）按照故障发生的规律进行分类 ，即永久性故障和偶发性故障。永久性故障是指因可控硅、晶体管损坏而造成主电路功能丧失出现的故障 ，该故障现象会一直存在 ；偶发性故障是指因干扰信号、插件接触不良、元件虚焊等因素引起的电路异常 ，该故障现象是间歇出现的 。
3）按照故障所在部位进行分类 ，即内部故障、电源故障。内部故障是指由于变频器自身所引发的故障 ，如滤波电容和整流器部分出现欠过压、短路等故障 ，逆变器部分出现欠压、短路、不平衡、过流、输出过压等故障。除此之外还包括电动机故障、控制系统故障等 ；电源故障是指因变频器所连接的电网电压不稳定而造成的故障 ，如缺相、欠压、过压等。
3 变频器常见故障的预防措施
由于导致变频器故障的原因较为复杂 ，并且影响因素也相对较多 ，从而增大了预防的难度 ，为有效降低或避免变频器故障的发生 ，应针对主要的影响因素采取相应的预防措施。
3.1 物理环境
3.1.1 温度
这是造成变频器故障的主要因素之一。温度又分为变频器工作温度及其所处的环境温度两类。1）工作温度。变频器多是由一些大功率的电子元器件构成 ，它们非常容易受到工作温度的影响。一般的变频器产品要求工作温度应控制在 0℃ ~45℃ 这一范围内 ，但是为确保工作的安全性和可靠性 ，在实际使用的过程中应尽可能留有一定的余地 ，可将温度控制 40℃以下。同时变频器必须严格按照说明书的要求进行安装 ，容易发热的元器件必须与柜体保持足够的距离 ，并且不允许紧贴地面进行安装 ；2）环境温度。首先 ，应确保变频器所在工作地点的温度恒定 ，而且该温度应控制在要求的范围以内 ；其次 ，若是变频器工作环境的温度较高且温度变化较大 ，则其内部很容易出现结露的情况 ，这样会导致设备的绝缘下降 ，严重时还有可能造成短路 ，为防止这一现象的发生 ，可在变频器柜体内加适量的干燥剂。
3.1.2 腐蚀性气体
如果在变频器的工作环境中存在浓度较大的腐蚀性气体 ，那么不仅会对元器件的引线、电路板等造成腐蚀 ，而且还会加剧一些塑料器件的老化速度 ，从而导致绝缘性能下降。针对这一情况 ，应将控制柜制成封闭式结构 ，并且应经常对变频器内部通风情况进行检查 ，一旦发现通风不畅 ，应立即更换滤网 ，以此来确保其内部空气流通 ，热量也能够及时散发。
3.2 参数设置
大多数变频器的设置参数都在 50 个左右 ，其中每一个参数都有具体的选择范围 ，在实际使用过程中 ，常会发生因个别参数设置不当导致变频器无法正常运行的情况发生。此时应先查找出引发故障的具体原因 ，并对相应的参数进行修改 ，这样便可以使变频器恢复正常运行。需注意的是在设置参数时 ，必须严格按照说明书中的要求进行操作。
3.3 维护
1）创建良好运行环境。配备专人对变频器进行定期吸尘、清扫 ，保持变频器风道畅通、内部清洁、无污垢。此外 ，做好变频器周围环境的清洁工作 ，使其运行在干燥的外部环境中 ，禁止在其周围堆放杂物。在完成环境卫生清扫之后 ，必须认真检查是否存在遗漏的导线、螺丝等 ，避免因丢失小金属物品而导致变频器故障 。
2）做好外观检查工作。当变频器处于运行状态时 ，可以从其外观目视检查运行状况是否存在异常现象。在巡检时 ，通过键盘面板转换键查阅变频器的运行参数来全面掌握变频器的运行状态。
3.4 故障诊断
变频器本身都具备强大的故障诊断功能 ，可对内部发生的一些故障进行保护。变频器在故障复位以前、保护跳闸后的这一期间内 ，会始终显示故障代码。维修人员可以按照指示代码来确定其故障原因 ，这样不仅能够缩小故障查找的范围 ，并且开可以节省查找故障的时间 ，有利于及时对故障进行维修。
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