低压变频器故障分析与维护对策姬文波--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

低压变频器故障分析与维护对策姬文波

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：姬文波

[导读] 摘要：现如今，我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步，低压变频器为电力系统的重要组成部分，在恒压供水、锅炉给粉等过程中，均有所应用。

        华电宁夏灵武发电有限公司宁夏银川市 750011
        摘要：现如今，我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步，低压变频器为电力系统的重要组成部分，在恒压供水、锅炉给粉等过程中，均有所应用。文章首先具体阐述了锅炉变频器的应用范围及方法。在此基础上，从运行维护与故障处理两方面，探讨了器械的维护手段。目的在于提高低压变频器的使用性能，延长其使用寿命，使之价值得到凸显。
        关键词：变频器；故障；维护处理
        引言
        异步电机拖动变频器广泛应用于电力、钢铁及石油等行业，用于调节旋转类负载的转速、转矩和功率。异步电机拖动变频器输入侧连接交流电网，其内部的整流桥将电网的交流电源变换为直流电源，供给变频器逆变部分工作。常规异步电机变频器会对直流母线电压进行监视，当出现直流母线电压过低的情况时，变频器会采取相应的保护动作，闭锁变频器输出，以此保证变频器自身的安全。当电力系统中发生短路故障时，会触发一定程度的交流电压跌落，这个交流电压跌落，经过整流桥的整流作用，会体现为其内部直流母线电压的跌落，进而触发变频器保护，拖动电机停转。对于某些需要连续运行的关键负载，这种由电网低电压过程造成的停机是不能容忍的，会给生产安全带来很大的危害。因而需要从理论上寻求一种新型的供电电源系统，能够跨越系统低电压跌落的过程，保证负载的持续、可靠运行。
        1低压变频器的含义和基本结构
        低压变频器是指利用电力电子开关的通断作用，将工频低压电源转换成另一频率电源的电能控制装置，以实现电机的变速运行。简单说它是一种可以为交流电机提供不同频率、大小电压的设备。在它内部控制电路的作用下，先通过整流电路把外部低压交流电变为直流电，再在逆变电路作用下转变为各种频率交流电源。在高级的矢量变频器中，还有一个进行转矩计算的CPU及相应电路。低压变频器按照变化频率的方法分为交-交型和交-直-交两种变频器。按直流电源的性质可以分为电流型和电压型。按照控制方式可以分为正弦脉冲调制、电压空间矢量控制。按照用途可以分为通用型变频器和高性能变频器。低压变频器主要由主电路、控制电路、操作显示电路和保护电路组成。
        2变频器故障及分析
        2.1过压类故障
        （1）输入交流过电压这种情况是指输入交流电源的电压超过正常值，一般发生线路负载较轻，电压升高或者线路出现故障，变频器故障指示报警，断开变频器电源，过3秒后再送电启动变频器即可恢复正常。（2）发电状态时的过电压这种情况出现的概率较高，主要是电动机的实际转速比同步转速还高，而使电动机处于发电状态或者是中频炉工作于向电网回馈能量时，而变频器又没有安装制动单元引起的，以下情况可引起这一故障。①中频炉或中频设备在向电网回馈能量时也会使输入电压过高而出现故障。②多个电动机拖动同一负载时，也可能出现这一故障。以两台电动机拖动同一负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速较高的电动机相当于原动机，转速低的电动机则处于发电状态，易引起故障，处理此类故障我厂没有这样的现象，在化纤厂长丝等装置出现过此类问题，最后可加负荷分配器，修改变频器参数得以解决。
        2.2接口通讯引发故障
        某厂共有变频器22台，有一次11台变频器运行中全部停车，变频器故障复位后，无法从上位机启动。检查变频器I/O板模拟量输入通道，用万用表毫安档测量，最高值达49mA（正常值为0-20mA），判断变频器I/O板损坏。由于多台变频器出现此类问题，只能是PLC模拟量输出板串入高电压或大电流造成同一输出板内所带变频器I/O板及PLC模拟量输出板烧毁。为防止再次出现同类故障，在变频器和PLC中间加装隔离器，防止再次串入高电压损坏造成大面积设备烧毁。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.3参数设置问题对策
        变频器投入运行前需要对其进行基本参数的设置，主要包括基本频率和最高频率、上限频率和下限频率、加速时间和减速时间、转矩提升和电子热过载保护等。（1）变频器控制模式的设定主要包括频率（速度）控制、转矩控制、矢量控制或其他控制模式，并且每个控制模式对应一组数据的范围内进行设置。如果这些数据范围设置不当，变频器将不工作或非正常工作，也可能引起跳闸，显示故障类型代码。（2）变频器在出厂时一般设定为面板启动，可以根据实际情况选择用面板、外部端子、通信方式等，除面板启动外，其他需要与相对应的给定参数及控制端子相匹配。（3）频率给定参数的正确选择。通常有许多方法给定变频器的频率，如外部给定、面板给定、外部电压或电流设定、通信模式设定等，可以选择一种或几种方法组合。设置正确参数后，还必须确保信号源的正常工作，否则变频器将无法正常工作，并且频繁保护动作，甚至发生损坏事故。
        3低压变频器的常见故障的处理分析
        3.1如果变频器显示过载
        应该延长加速时间、延长制动时间、检查电网。负载过重也可能是电机所拖动的机械产生了故障造成的应该及时排查。还有可能是选择的低压变频器型号太小造成小带大现象应该及时更换其他型号的变频器。如果出现过热应该检查风扇电源连接是否正常，接头是否松动。还应检查风扇工作时是否有噪音，风扇转速是否过低，如果出现上述情况应该停机以手拨动扇叶看看是否出现卡滞，如果出现卡滞就是风扇轴承已经损坏应该及时更换。还应检测变频器使用环境的温度，如果发现超过40度应该加强通风，必要时增加空调设备。
        3.2定期检查
        有关领域应定期对低压变频器进行检修，及时发现微小故障，避免故障扩大化。具体检查内容如下：检查主回路端子的接触情况，判断是否存在接触不良的问题。如发现异常，需立即处理；检查设备外部绝缘层是否存在破损，确保设备能够安全的运行；采用绝缘测试的方法，评估设备的绝缘性能；评估冷风机的连接情况以及运行情况，避免由于冷风机故障而导致设备过热，影响设备的使用。
        3.3 启动退出判据
        变频器低电压穿越电源装置的设计初衷就是用于解决电网交流电源电压发生跌落时，变频器停机、触发保护或工作状态异常等情况，所以装置内置旁路通道，在电网电压正常时，装置内部的电力电子器件处于休眠状态，降低装置常态损耗与故障风险，当系统电压跌落时，电力电子器件快速投入运行，稳定装置的直流输出电压，切换时间极短。因此快速、准确的装置启动、退出判据的设计也是关键。在系统电压正常的状态下，电能通过交流送电回路送入变频器交流输入端子，低电压穿越装置中的电力电子器件均处于旁路状态，不参与装置运行。在系统电压发生跌落，进而造成整流得到的直流电压跌落时，装置启动退出判据模块实时监测到此电压跌落趋势，根据装置启动判据，启动ＢＯＯＳＴ升压闭环自动控制模块，使其相应的硬件设备快速投入运行，保证在Ａ／Ｂ／Ｃ三相电压跌落期间，直流母线电压被举高，维持到可保证变频器输出功率、电机转矩、电机转速均不变的电压水平。
        结语
        低压变频器可有效提高各类设备运行的稳定性，应用价值显著。但变频器运行过程中，同样容易产生各类故障。有关领域应定期对变频器加以维护，及时发现微小的故障，并将其解决，以延长设备的使用寿命。同时，应根据本领域的需求，调整变频器参数，将启动故障、跳闸故障以及过载故障，作为重点预防对象，使设备的故障率得到进一步的降低。
        参考文献：
        [1]韩安荣.通用变频器及其应用【M】.北京：机械工业出版社，2010.
        [2]张燕宾.变频调速应用实践【M】.北京：机械工业出版社，2015.
        [3]方大千，变频器.软启动器及PLC实用技术问答【M】.北京：人民邮电出版社，2007.
        [4]冯垛生，张森.变频器的应用于维护【M】.广州：华南理工大学出版社，2013.