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    變頻器的組成與常見故障及維修對策

       變頻器的組成與常見故障及維修對策

     


      引言
    變頻調速技術是現代電力傳動技術重要發展的方向,隨著電力電子技術的發展,交流變頻技術從理論到實際逐漸走向成熟。變頻器不僅調速平滑,范圍大,效率高,啟動電流小,運行平穩,而且節能效果明顯。因此,交流變頻調速已逐漸取代了過去的傳統滑差調速、變極調速、直流調速等調速系統,越來越廣泛的應用于冶金、紡織、印染、煙機生產線及樓宇、供水等領域。但是由于受到環境,使用年限以及人為操作等因素,影響變頻器的使用壽命大為降低,同時使用中也出現了各種各樣的故障。下面我們就變頻器的組成與常見故障及對策和大家一起探討。一般分為整流電路、平波電路、控制電路、逆變電路等幾大部分。

    2 整流電路
    整流電路的功能是把交流電源轉換成直流電源。整流電路一般都是單獨的一塊整流模塊,但不少整流電路與逆變電路二者合一的模塊如富士7MBI系列。
    整流模塊損壞是變頻器常見故障,在靜態中通過萬用表電阻擋正反向的測量來判斷整流模塊是否損壞,當然我們還可以用電壓表來測試。
    有的品牌變頻器整流電路,上半橋為晶閘管,下半橋為二極管。如大功率的丹佛斯、臺達等變頻器。判斷晶閘管好壞的簡易方法,可在控制極加上直流電壓(10V左右)看它正向能否導通。這樣基本大致能判斷出晶閘管的好壞。
    另外,富士變頻器G9S(P9S)11kW以下的整流模塊的特點為該模塊集中成五種功能。整流,預充電晶閘管,制動管,電源開關管,熱敏電阻。如CVM40CD120整流模塊引腳及功能的名稱。
    整流:R、S、T、A(+) N-(-) 
    充電晶閘管:A1、P1、G+n(觸發)
    制動管:DB、N_、G7(觸發) DB1 B+是其續流二極管
    電源開關管:D8、S8、G8
    熱敏電阻: Th1  Th2
    G9S(P9S)15kW~22kW,整流模塊為(VM100BB160)它的功能除整流外還有預充電晶閘管。功率在30kW以上的整流模塊為單一整流功能。功率75kW以上為多組并聯整流模塊。

    3 平波電路
    平波電路在整流器、整流后的直流電壓中含有電源6倍頻率脈動電壓,此外逆變器產生的脈動電流也使直流電壓變動,為了抑制電壓波動采用電感和電容吸收脈動電壓(電流),一般通用變頻器電源的直流部分對主電路而言有余量,故省去電感而采用簡單電容濾波平波電路。
    對濾波電容進行容量與耐壓的測試,我們還可以觀察電容上的安全閥是否爆開。有沒有漏液現象來判斷的它的好壞。

    4 控制電路
    現在變頻調速器基本系用16位、32位單片機或DSP為控制核心,從而實現全數字化控制。
    變頻器是輸出電壓和頻率可調的調速裝置。提供控制信號的回路稱為主控制電路,控制電路由以下電路構成:頻率、電壓的“運算電路”,主電路的“電壓、電流檢測電路”,電動機的“速度檢測電路”。運算電路的控制信號送至“驅動電路”以及逆變器和電動機的“保護電路”,但實際使用變頻器時,其維護工作也比較復雜。這里就變頻器控制電路故障報警產生原因提供以下一些處理方法。
    常用變頻器在使用中,是否能滿足傳動系統要求,變頻器參數設置尤為重要。設置不正確會導致變頻器報警而不能正常工作。
    4.1 參數設置
    變頻器出廠時,廠家對每個參數都預設一個值,這些參數叫出廠(缺省)值。一般缺省值并不能滿足大多數傳動系統的要求。所以用戶在正確使用變頻器之前,要求對變頻器參數做如下設置:
    (1) 確認電機參數設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率。這些參數可以從電機銘牌中直接得到
    (2) 變頻器采取的控制方式,即速度控制、轉拒控制、PID或其它方式。選定控制方式后,一般要根據控制精度需要進行靜態或動態辨別。
    (3) 設定變頻器的啟動方式,一般變頻器在出廠時設定從面板啟動,用戶可以根據實際情況選擇啟動方式。可以用面板、外部端子、通訊方式等幾種。
    (4) 給定信號的選擇,一般變頻器的頻率給定也可以有多種方式。面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通訊方式給定。當然對于變頻給定也可以是這幾種方式的一種或幾種方式之和,正確設置以上參數后,變頻器基本能正常工作,如要獲得更好的控制效果則只能根據實際情況修改相關參數。一旦發生參數設置故障,可根據說明書進行修改參數.如果不行可數據初始化,恢復缺省值.然后按上述步驟重新設置,對于不同品牌的變頻器其參數恢復出廠值方式也不同。
    4.2 “OC”過流報警故障
    這是變頻最常見故障,首先排除由于參數問題而導致的故障,例如:電流限制,加速時間過短有可能導致過流的產生。然后就必須判斷是否電流檢測電路問題,以FVR-075G7S-4EX為例,有時看到FVR-075G7S-4EX在不接電機運行的時候面板會有電流顯示,電流來自于哪里呢?這時就要測試一下它的3個霍爾傳感器是否出了問題。
    4.3 “OV”過壓故障
    首先先要排除由于參數問題而導致的故障,例如:減速時間過短,以及由于再生負載而導致的過壓等。然后可以看一下電壓檢測電路是否出現了故障。一般的電壓檢測電路的電壓采樣點都是中間直流母線取樣后(530V左右的直流)通過阻值較大的電阻降壓后再由光耦進行隔離,當電壓超過一定值時,顯示“5”過壓(此機為數碼管顯示)可以看一下電阻是否氧化變值,光耦是否有短路現象。
    4.4 “UV”欠壓故障
    首先可以看一下輸入端電壓是否偏低、缺相,然后看一下電壓檢測電路鼓掌,判斷和電壓相同。
    4.5 “OH”過熱故障
    變頻器溫度過高,檢查變頻器的通風情況,及軸流風扇運轉是否良好。有些變頻器有電動機溫度檢測裝置,檢查電動機的散熱情況,然后檢查檢測電路各器件是否正常。
    4.6 “SC”短路故障
    可以檢測一下變頻器內部器件是否有短路現象。以安川616G545P5為例,模塊、驅動電路、光耦是否有問題,一般為模塊和驅動的問題,更換模塊修復驅動電路。“SC”故障會消除。
    4.7 “FU”快速熔斷故障
    現行推出的變頻器大多推出了快熔故障檢測功能。特別是大功率變頻器,以LG SV030IH-4變頻器為例。它主要是對快熔前面后面的電壓進行采樣檢測。當快熔損壞以后必然會出現快熔一端電壓丟失,此時隔離光耦動作,出現FU報警。
    更換快熔就應能解決問題,特別是應該注意的是更換快熔前必須判斷主回路是否有問題。

    5 逆變電路
    逆變電路同整流電路相反,逆變電路是將直流電壓變換為所要頻率的交流電壓,以所確定的時間使上橋、下橋的功率開關器件導通和關斷。從而可以在輸出端U、V、W三相上得到相位互差120°電角度的三相交流電壓。
    逆變電路通常指的就是IGBT逆變模塊(早期生產的變頻器為GTR等功率模塊)IGBT模塊損壞也是變頻器常見的故障。對于IGBT模塊,我們介紹最簡單的測量方法(專業不是這樣測量),用指針萬用表電阻10k檔表棒去觸發GwEw(黑筆碰Gw,紅筆碰Ew)則P到W可導通。當GwEw短路,P到W則關閉,其它各管引腳同理。
    測量耐壓值可用晶體管參數測試儀,但是要短接觸發端G-E才能測C-E的耐壓值。IGBT模塊損壞,大多情況下會損壞驅動元器件。最容易損壞的器件是穩壓管及光耦。反過來如驅動電路的元件有問題如電容漏液、擊穿、光耦老化,也會導致IGBT模塊燒壞或變頻輸出電壓不平衡。檢查驅動電路是否有問題,可在沒通電時比較一下各路觸發端電阻是否一致。通電開機可測量觸發端的電壓波形。但是有的變頻器不裝模塊開不了機,這時在模塊P端串入假負載防止檢查時誤碰觸發端或其他線路燒壞模塊。

    6 結束語
    變頻器的科技含量較高,是強電與弱電相結合的設備,因此其故障多種多樣。只能從實踐中不斷的總結、探索出一套快速有效處理變頻器故障的辦法。以上只是本人在實踐中的一點心得。希望與大家共同討論,同時我們也希望更好的為廣大客戶服務。

    來源:      時間:2019/3/2 9:47:59
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