一般变频器常见故障分析

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1、 变频器故障分析与处理 摘要：目前人们所说的交流调速系统，主要指电子式电力变换器对交流电动机的变频调 速系统。变频调速系统以其优越于直流传动的特点，在很多场合中都被作为首选的传动方 案，现代变频调速基本都采用 16 位或 32 位单片机作为控制核心，从而实现全数字化控制， 调速性能与直流调速基本相近，但使用变频器时，其维护工作要比直流复杂，一旦发生故 障，企业的普通电气人员就很难处理，这里就变频器常见的故障分析一下故障产生的原因 及处理方法。 1.参数设置类故障 常用变频器在使用中，是否能满足传动系统的要求，变频器的参数设置非常重要，如 果参数设置不正确，会导致变频器不能正常工作。 1.1 参

2、数设置 常用变频器，一般出厂时，厂家对每一个参数都有一个默认值，这些参数叫工厂值。 在这些参数值的情况下，用户能以面板操作方式正常运行的，但以面板操作并不满足大多 数传动系统的要求。所以，用户在正确使用变频器之前，要对变频器参数时从以下几个方 面进行： 第一，确认电机参数，变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频 率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。 第二，变频器采取的控制方式，即速度控制、转距控制、PID 控制或其他方式。采取控制 方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。 第三，设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际 情况选择启动

3、方式，可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。 第四，给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式，面板给定、外部给定、 外部电压或电流给定、通讯方式给定，当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的 一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后，变频器基本上能正常工作，如要获得更好 的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。 1.2 参数设置类故障的处理 一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明书进行修改 参数。如果以上不行，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置，对 于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。 2.过压类故障 变频器的过电压集中表

4、现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电为三 相全波整流后的平均值。若以 380V 线电压计算，则平均直流电压 Ud= 1.35 U 线513V。 在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至 760V 左右时，变频器过电 压保护动作。因此，变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时 很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。 2.1 输入交流电源过压 这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在节假日负载较轻，电压升高或降低 而线路出现故障，此时最好断开电源，检查、处理。 2.2 发电类过电压 这种情况出现的概率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电

5、动机处于发 电状态，而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一故障。 第一，当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设的比较小，在减速过程中，变频器 输出的速度比较快，而负载靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输 出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈单元，因而 变频器支流直流回路电压升高，超出保护值，出现故障，而纸机中经常发生在干燥部分， 处理这种故障可以增加再生制动单元，或者修改变频器参数，把变频器减速时间设的长一 些。增加再生制动单元功能包括能量消耗型，并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消 耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检

6、测直流母线电压来控制功率管的通断。 并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统，这种系统往往有一台或几台电机经常工作于 发电状态，产生再生能量，这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈 型的变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电 网。 第二，多个电动施动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要由于没有负荷分配引 起的。以两台电动机拖动一个负载为例，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，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态，引起故障。在纸机 经常发生在榨部及网部，处理时需加负荷分配控制。可以把处于纸机传动速度链分支的变 频

7、器特性调节软一些。 3.过流故障 过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、 负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、 减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负 载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。 4.过载故障 过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是加速时间太短，直流制动量过大、电 网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电 网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好 引起。如前者则

8、必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。 5.其他故障 (1)欠压。说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。 (2)温度过高。如电动机有温度检测装置，检查电动机的散热情况；变频器温度过高， 检查变频器的通风情况。 (3)对于其他情况，如硬件故障，通讯故障等，可以同供应商联系。 技术应用栏目文章 4 变频调速技术在我厂二联合装置上的应用女/赵韶华河南南阳油田 精蜡厂 473132 摘要：针对炼油厂动设备的实际工艺状况，阐述了一种变频调速控制的原理 及使用情况，以及在实际运行过程中的各种情况分析，解决了一些实际问题，并从节能角 度说明了变频控制的优点。 变频调速技术是

9、近年来发展起来的一种可用于控制变速交流异步电动机的新型节电技 术。同时它把多年来对电机进行连续、无级调速的梦想变成现实。具有调速范围宽，故障 率低，启动电流小，正反转容易可实现软启动，软停止，起动转矩大等优点。使转行的机 械变速面貌大为改善。机构简单，稳定可靠。在用于风机、水泵、油泵等变负载情况下其 节能效果尤为显著。 二联合装置是我厂三期扩建重点工程，投资甚巨，工艺流程复杂且多台电机负载变化 较大，比较适合变频调速运行。 一、变频调速基本原理及控制原理 1.基本原理：目前使用较多的是“交-直-交”变频，原理如图 1 所示，将 50Hz 交流整流 为直流电 Ud，再由三相逆变器将直流逆变为频率

10、可调的三相交流供给鼠笼电机实现变频调 速。 2.控制原理： 变频调速装置主电路(见图 2)由空气开关 QF1，交流接触器 KM1 和 变频器 VF 组成，由安装在配电柜面板上的转换开关 SA，复位开关 SB；或安装在现场防 爆操作柱上启动按钮 SB 和停止按钮 SB2 控制 VF 的运行： (1)启动 VF 时必须先合上 QF1 和 QF2，使 SA 置于启动位置，KM1 便带动电触点闭合， 来电显示灯 HL2 亮；此时按下 SB，也可以按下现场 SB1 使 KA1 带电触点闭合，VF 投入 运行同时运行指示灯 HL3 亮。 (2)需要停止 VF 时，按下 SB2 使 KA1 失电，VF 停止

11、运行，此时 HL3 灭；置 SA 于停 止位置，KM1 断开同时 HL1 亮表示停机。 (3)如果在运行过程中 VF 有故障 FLA、FLC 端口将短接，KA2 带电，KM 带电其触点 断开，同时故障指示灯 HL3 亮并报警。 由于工艺条件复杂，实际运行过程中有多方面不确定因素，为安全其见，每台变频器 均加有一旁路接触器 KM2；如果 KM1 或 VF 发生故障时保证电机仍能变频运行。变频调 速实行闭环负反馈自动控制即由仪表装置供给变频器 1V 和 CC 端口 420MA 电信号，靠信号大小改变来控制 VF 频率高低变化达到调节电动机转速和输出功率的目的，使泵流量 和实际工艺需求最佳匹配，实现

12、仪表电气联合自动控制体系。 二、实际运用分析 1.变频调速实行工艺过程控制，由于生产流程和工艺条件的复杂性；不通过实践有些 问题不被人们认识，只有通过实践才能找出解决这此问题方法和途径。 在闭环控制回路中，变频器作用类似风开式调节阀，对于实用风关式调节阀控制回路 需在变频器上设定最低下降频率，当仪表装置故障时变频器输出最低频率，保证电机运转， 维持工艺流程最低安全量，不至于生产中断。变频器下限频率设定必须通过实际测试，不 能随意变动。就拿 P6101A 脱丙烷塔进料泵来说，当时调试时当仪表信号 4AM 时，变频 器输出频率 10Hz，此时根本达不到工艺需要流量，通过仪表、电气专业人员多测试设定

13、 4MA 信号输出 23Hz 能达到最低安全量，故 23Hz 便没定为法定下限参数，这样既可保证 工艺安全运行又有 27Hz 的频率调节范围。完全达到变频调节目的。 2.机泵有多条支路情况是变频调速闭环控制难点。这里考虑因素很多，情况也千差万 别，选定控制方案要进行缜密分析和细致比较，否则会造成项目失败。一般情况下多条支 路流量压力差别较大时，选择流量大或压力高的支路作为调节参数，控制变频器，其它支 路采用调节阀，当量上的支路控制参数发生变化或扰动所需调节量很小，不致于对量的支 路造成影响，而量大的支路，控制参数变化所需的调节量，能满足小支路的调节，最终达 到平衡。 3.所有变频器均安装在配电

14、柜机，安全起见，均加有旁路接触器 KM2，当变频调速装 置出现故障时，电机可以自动切换到旁路正常运行，这一点是很重要的，因为变频器的许 多操作情况我们不很熟悉一旦出故障便失去调节手段。在二联合刚投产时就出现过这种情 况，丙烯精馏塔回流泵 P6107A 回路变频器试运行时有点问题，一时找不出原因，为不耽 误工期，只有先打到旁路试运行。此外，调节阀也不能随意取消，装置开工或新装置投产 时调节阀的作用是变频器取代不了的。 4.电机发热问题。电机变频运行时电机发热普遍存在，也非常棘手。电机变频运转机 身温度升高，前轴端发热，有时可达到 80发热因素较复杂，通过实践认为电机质量是引 起发热的主要原因。在

15、实际运行时，施工人员换上质量好的润油脂也能正常运转。 三、变频装置实际效果分析 1.降低电机起动电流，减小对电网电压冲击。如 P6106A 回路，电机功率 55KW 如果 工频起动电流高达 719A，变频起动电流只有 150A 左右，真正实现软启动，并且起动转矩 也增加一倍，保持整个电网可靠运行。 2.解决了电机经常过负荷问题。P6101A 电机(丙烯精馏塔回流泵)额定功率 45KW，电 机过负荷跳闸。变频运行在相同情况下电机运行功率降为 48kW，电流 77A，减小了电机 损耗，安全可靠。 3.效益分析 (1)技术效益，采用先进变频调速技术后，对机泵进行了无级调速，根据流量变化自动 调节机泵功率，实现恒压变量运行，波动极小，电机可以在不同的流量下自动调速，提高 了运行效率。 (2)经济效益：通过对 P6101A55KW 电机工频、变频一周运行情况观察可得以下数据， 效益十分可观 四、回顾与展望 我厂三期工程所用变频器，为日本东芝原装产品 VF-A5 系列，由华北油田某公司代 理，洛阳设计院设计，配电柜由上海蓝箭提供，中石油六建公司施工，变频器 96 年 10 月 运抵我厂，在几家责任人共同努力下，一次投运成功，但我厂的变频调速技术毕竟起步较 晚到目前为止仅仅停留在一带一的运行方式，有许多先进功能尚未开发出来，必须在以后 实际运行过程中技术人员多观察、善总结，达到最佳运行状态。