变频器原理及常见故障分析处理--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

变频器原理及常见故障分析处理

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：张朝光

[导读] 摘要：高压变频器可以有效解决高压问题，能够调节电源的功率，更高效地提高风机的送风量，节约能源，起到节能环保的作用。

        吉林油田公司红岗采油厂
        摘要：高压变频器可以有效解决高压问题，能够调节电源的功率，更高效地提高风机的送风量，节约能源，起到节能环保的作用。使用时需要检查变频器的元器件，检测电路被干扰的情况，保障人员安全。本文主要解决高压变频器使用过程中通讯异常等问题，提高变频器的使用寿命。
        关键词：高压变频器；操作维护；常见故障
        引言：高压交流变频调速技术能够改变如今电动机的拖动设备效率低的问题，充分利用资源。高压变频器改变了传统工作中使用隔板控制水流的方式，有效利用水资源的动能，提高了机器的工作效率。对高压变频器设备实行后备保护，配备电动机保护测控装置，在变频器发生故障时及时发出警报通知相关技术人员维修，选择变频器时需要查看变频器的额定负载，降低变频器的折损率，避免出现变频器负载过重的情况。本文分析西门子高压变频器在造纸、化纤等特殊行业使用时存在的普遍问题，阐述西门子变频器的工作原理，提供选择变频器的参考指数。
        一、变频器的工作原理
        变频器从电动发动机等电子设备中脱离出来，将直流电逆变成不同频率的交流电，作为能够反应电流和电压波形的储能器件。主电路采用“交－直－交”的结构，由三相交流电整流成直流电，随后经由滤波电容器变为可以调节频率和电压的三相交流电。电压型变频器的组成结构与电流型变频器无较大区别，通常在交流电转变为直流电的过程中使用大电容。电流型变频器的滤波部分使用能够产生磁场的导体，通常是螺线形管形式，能够将磁能转化为电能。使用二极管材料制成的整流器作为电流交换的场所，电容和电感吸收波动的电压，消除回路中扰乱电力技术发展的谐波。高压变频器能够控制电压和频率的输出，减少机械震动对变频器的影响，并且在使用的过程中不会产生谐波，减少噪音的产生。
        二、高压变频器的常见故障分析
        1.出现调制板故障
        西门子高压变频器的驱动器不通讯现象的出现有多种原因，可能是通讯回路的链接出现了松动，通讯模块出现了问题等。电子元器件在工作时会出现故障，需要技术人员在通电前进行静态观察，查看断路以及电接点生锈等情况，使用万用表检测交直流电流，电压和电阻等多种电学参数的情况。查看电压的波形，使用示波器观测波的形状，排除外界干扰。此外，还可以使用单向晶闸管检测，测量两极之间的正反电阻，通常可以根据反向电阻的大小判断晶闸管的故障情况。不同的二极管反应的速度不同，通常只要达到门槛电阀，二极管的正向电阻就会显示出来，如出现控制极与阴极之间电阻为零的情况，则表明变频器没有接触电源，出现短路的情况。有时发光数码管会出现问题，需要使用黑表笔检测七段的发光情况，查看数码管的破损情况。
        2.出现功率单元故障
        高压变频器的单元外部出现故障，通常是变频器的电脑板出现了问题，需要在使用前下载参数，及时查看参数设置的情况，检查与变频器关联的电机的负载情况，根据电机的实际情况，选择变频器的负载类型。此外，电容失效后漏电会导致IGBT的损坏，需要检查其他元器件的破损情况，关闭电源并更换成更加实用的电容。使用变频器时需要测量工作环境，检查变频器内部的散热系统，避免出现IGBT过热损坏的情况。工作电压异常时，线路中的电压比电流大得多，激励元器件输入端的阻抗提高，导致IGBT上电瞬间损坏。故障单元的过滤网堵塞造成通风不畅，使得变频器的温度快速升高，需要更换和清洗过滤网，保障过滤网的通风状态。单元电源板的电压有恒定值，低于22V的电压表明电源板出现异常，需要及时更换单元电源板，恢复到恒定电压值。
        3.外部的电磁感应干扰
        变频器的工作原理会导致射频辐射干扰、谐波干扰以及射频传导发射干扰等电磁感应干扰，电频线的输入输出电缆中包含高频成分，产生辐射干扰。谐音电波会导致电压波形产生变化，使得电压波形无法保持正弦变化波形，影响百姓的生活，缩短了变频器的使用寿命。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

因此，需要将变频器周围的干扰源和易受干扰的部分隔离出来，安装隔离变压器，能够将一次测与二次测的电气绝缘，将电流接入到大地，保障人员的安全，这种方式通常适用于供电范围较小的地方，无法大规模使用。此外，还可以在系统路线中设置滤波器，过滤掉特定频率以外的电路信号，滤波器只能通过信号中特定的波，排除其他成分的波。通常将滤波器安装在变频器的输入侧，用于削减频率较高的谐波能量。
        4.电源电压异常
        变频器在使用过程中有可能出现保险丝熔断以及电源线断路的情况，导致变频器的电源出现异常。某些地形较为复杂的山区，经常会出现雷击现象，导致供电中断，无法保障电力系统的正常进行，需架设避雷线起到分流作用，降低雷电流的流动。此外，变频器还可能出现频率跳动等问题，通常变频器中包含可变电阻器，能够获得较为稳定的输出电压，因此，变频器频率跳动很可能源于电位器发生故障，无法正常运行。变频器表面过热时会启动变频器保护功能，电流高频率自动下降，更好地促进变频器散热。变频器保护功能不属于机械故障类，需要技术人员仔细察看说明书并降低变频器的运行温度，使用前需要进行电压检测环节，及时检查滤波电容等电子元器件，检查电子元器件的老化情况，及时替换成新的电子元器件。
        三、变频器故障处理及措施
        1.高压变频器的操作维护
        高压变频器工作时需要排出热量，因此，企业需要严格把控室内的最高温和最低温，缩短室内的温差。此外，企业需要选择合适的降温设备，通常选择直拍冷风式冷却的方法，原理类似于家庭使用的空调，将室内的高温气体排出去的同时引进自然风，这种方式可以降低企业成本，操作方法简单，对机器设备的要求不高。但是有些企业所处的地理位置出现砂石等物，变频室的滤网无法将沙石等物筛选干净，严重降低了工作效率，提高变频器的破损率。企业可以运用风水冷系统冷却技术，风水冷系统能够将热风通入到散热器中，排出的风将热量带给散热器中低于室温的水，使得吹出来的风低于室温，降低变频器表面的温度，这种方式较为环保，降温效果显著。
        2.加强定期维护工作
        高压变频器使用时需要使用电，触碰高压变频器的元器件时可能会出现触电等情况，工作人员需要定期检查电子元器件，通过佩戴接地元器件的方式将元器件中的电能导入到地面。需要注意电子元器的灰尘情况，长期不用的电子元器件的表面会出现大量灰尘，灰尘阻碍变频器散热，使得变频器在使用过程中温度不断升高，出现故障和机器破损的情况，并且灰尘会吸收水分，腐蚀元器件，使得元器件内部的电子线路无法使用。此外，工作人员需要检查变频器所在房间的房屋结构，仔细查找墙壁缝隙和裂痕，防止出现老鼠咬坏机械设备的情况，保持室内的整洁干燥，查看死角，及时清理腐烂的树叶等物品，并在夏天时安装纱窗阻止蚊子的进入。
        四、结束语
        高压变频器改变电压的同时还能改变频率，使得风机根据电流大小平滑起步，转速随时间不断增加。此外，高频变压器能够控制风机的转速，提高设备的耐磨性。变压变频器的价格较为昂贵，企业需要规范技术人员的操作手法，配备相应的保护装置保障高压变频器的稳定运行，技术人员要在使用高压变频器的过程中及时检查线路，定期清扫机器上的灰尘，掌握基本的变频器故障的处理方式，提高变频器的使用效率。
        参考文献：
        [1]蔡应祥.高压变频器的工作原理和常见故障分析[J].云南电力技术,2019,47(02):43-46.
        [2]蔡应祥.高压变频器的工作原理和常见故障分析[J].云南电力技术,2019,47(01):111-113+121.
        [3]毕兴会.变频器常见故障及维护[J].商业故事,2016(28):48.
        [4]朱立龙.对变频器常见故障及解决方案的研究[J].电子技术与软件工程,2014(19):125-126.