變頻器常見故障分析及維修對策(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上變頻器在我廠水泵上的應(yīng)用鄧 濤唐山三友化工股份公司 電儀車間摘要 本文從實際出發(fā)，結(jié)合在實際應(yīng)用中遇到的問題，介紹和分析了變頻器在水泵應(yīng)用上常見的幾種故障現(xiàn)象以及解決方法，并分析變頻器在水泵上節(jié)能效果，對于電氣技術(shù)人員及時判斷、處理水泵變頻器運行中出現(xiàn)的故障和水泵電機節(jié)能計算上有所幫助。關(guān)鍵詞 水泵負載 變頻器 故障跳車 節(jié)能降耗 引言 水泵在我廠屬于較普遍的負載，水泵負載的大小通常以所輸送的液體流量為控制參數(shù)，通常以閥門控制和轉(zhuǎn)速控制來調(diào)節(jié)水泵負載的大小。1水泵的作用水泵通常用來提升液體、輸送液體或使液體增加壓力 , 即把原動機的機械能變?yōu)橐后w能量從而達到抽送液體目

2、的。衡量水泵性能的技術(shù)參數(shù)有流量、吸程、揚程、軸功率、水功率、效率等；根據(jù)不同的工作原理可分為容積水泵、葉片泵等類型。容積泵是利用其工作室容積的變化來傳遞能量；葉片泵是利用回轉(zhuǎn)葉片與水的相互作用來傳遞能量，有離心泵、軸流泵和混流泵等類型。2變頻器水泵負載常見的故障及處理方法電機的最大功率必須滿足負載下的機械功率和轉(zhuǎn)矩，對于不同的負載，最大值并非時時刻刻都發(fā)生，負載的變化是非線性的，而電機的輸出功率卻是恒定的，這就意味著在非最大負載時電機輸出了相當(dāng)一部分多余功率，電能也就白白浪費掉了。水泵類就是較典型的例子水泵的負載性質(zhì)是平方遞減轉(zhuǎn)矩型,有下列關(guān)系:水泵的流量Q與轉(zhuǎn)速n成正比;揚程H與轉(zhuǎn)速n的三

3、次方成正比;電動機的轉(zhuǎn)速n與電源頻率F成正比.因此改變電動機電源頻率,可改變電機即水泵的轉(zhuǎn)速,從而達到調(diào)節(jié)給水流量和水泵的揚程的目的。由于水泵中液體流量是不停變化的，所以變頻器故障多為一下幾種。2.1 電源故障對于電源故障，包括電源接觸器故障，輸入、輸出缺相，外部設(shè)備故障。維修時應(yīng)檢查外部控制回路及各個元器件以及變頻器輸入、輸出配線，輸入電壓和電機電纜等。2.2直流過電壓 直流過電壓多出現(xiàn)在變頻器減速的過程中，當(dāng)水泵負載慣性較大，變頻器雖已“減速”，但水泵電機由于負載的較大慣性而繼續(xù)運轉(zhuǎn)，此時電機處于發(fā)電狀態(tài)，它將向變頻器回饋電能，并向電容器充電，造成變頻器直流電壓過高，變頻器跳車。解決方法：

4、首先查看變頻器的參數(shù)表，如果減速時間過短，則延長減速時間，看實際運行效果如何；如果在某一時間段還經(jīng)常出現(xiàn)直流過電壓現(xiàn)象，則考慮使用外部制動單元，進行能耗制動，效果明顯，但需增加費用。2.3運行過電流變頻器加減速過電流，恒速運行過電流。這種情況往往由于加減速設(shè)定的時間太短，變頻器功率太小，電源電壓低以及負載異常引起。處理時應(yīng)檢查具體參數(shù)設(shè)定及所拖動負載是否正常。2.4模塊保護由于異常情況的發(fā)生可能引起變頻器內(nèi)部保護動作。包括：瞬間過流、輸出側(cè)短路或接地，由于風(fēng)道堵塞或散熱風(fēng)機損壞，致使功率模塊散熱器過熱、整流橋散熱器過熱等原因造成溫度過高，插件松動，控制板異常等情況。可根據(jù)不同變頻器的具體情況做

5、出更換或修復(fù)等相應(yīng)處理。2.5 電機過載 過載故障包括變頻過載和電機過載。其可能是加速時間太短，電網(wǎng)電壓太低、負載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時間、延長制動時間、檢查電網(wǎng)電壓等。負載過重，所選的電機和變頻器不能拖動該負載，也可能是由于機械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機和變頻器；如后者則要對生產(chǎn)機械進行檢修。2.6 漏電流漏電流流過變頻器輸入輸出側(cè)的線間電容及電機對地電容，它的大小取決于分布電容和載波頻率。漏電流包括對地漏電流和線間漏電流。2.6.1 對地漏電流漏電流不僅會流入變頻器系統(tǒng)，而且可能通過地線流入其他設(shè)備，這些漏電流可能使漏電斷路器、繼電器或其他設(shè)備誤動作。變頻器

6、載波頻率越高、漏電流越大；電機電纜越長、漏電流也越大。抑制措施：在設(shè)置參數(shù)時，降低載波頻率，但電機噪聲會增加；電機電纜盡可能短。2.6.2 線間漏電流流過變頻器輸出側(cè)電纜間分布電容的漏電流，其高次諧波可能使外部熱繼電器誤動作，特別是小容量（7.5KW以下）變頻器，其配線很長時（50米以上）漏電流相對增加，易使外部熱繼電器誤動作。抑制措施：降低載波頻率，但電機噪音會增大；在輸出側(cè)安裝電抗器，為了可靠保護電機，建議使用變頻器本身的電子熱繼電器。3. 變頻器起動后水泵不轉(zhuǎn) 電機不能轉(zhuǎn)動應(yīng)該從三個方面入手：首先應(yīng)檢查變頻器外部，包括供電電源、控制回路、運轉(zhuǎn)指令、連接引線電纜、電機等是否出現(xiàn)問題，確保外

7、部正常為變頻器提供電源以及外部控制回路完整。其次就是變頻內(nèi)部故障，和給定信號問題。3.1 變頻器外部故障 變頻器外部故障又可分為以下幾部分3.1.1 電源回路問題電源電壓低，或是電源接觸器故障造成斷相缺相導(dǎo)，致變頻器不能正常工作。有些情況下由于供電的質(zhì)量原因或其它異常情況下，造成的電網(wǎng)的電源電壓降低引起變頻器不能正常運行。另外，供電回路故障也是變頻器不能正常運行的只要原因。例如電源接觸器不能正常啟動、缺相、斷相、觸電接觸不良等。由于控制回路情況各異，具體情況應(yīng)作相應(yīng)的處理。3.1.2 運轉(zhuǎn)指令問題運轉(zhuǎn)指令接線端子松動或接觸不良是引起變頻器不能正常啟動的一種常見故障，及時發(fā)現(xiàn)和處理會很快得到解決

8、。還有一種情況就是：艾默生EV2000和西門子MICROMASTER 440兩種系列的變頻器，這兩種變頻器有些特殊，就是變頻器上電的時候運轉(zhuǎn)指令不能同時給，同時給就會造成變頻器不運行，誤認為變頻器故障。在這里做出特殊說明。以免新用戶會造成不必要的麻煩和擔(dān)憂。造成這種現(xiàn)象的原因是變頻器生產(chǎn)廠家在設(shè)計中加強了保護，在直流回路電容器組充電未達到70%時，即使運轉(zhuǎn)指令給上，變頻器也不會運行，這樣可以有效避免電容器組在充電不完全的情況下運行引起直流過電壓，造成電容器組、IGBT或電路板損壞。我公司在使用這兩種變頻器操作上形成了兩種固定的模式，下面就對著兩種方法進行簡單的說明：一種就是在控制回路上加裝一個

9、時間繼電器，動作時間定為5S。主接觸器吸合變頻器上電的同時，時間繼得電，經(jīng)過5秒鐘后時間繼電器動作，運轉(zhuǎn)指令通過時間繼電器延時閉合接點給上，變頻器開始運行。另一種方法就是改造主回路，將電源交流接觸器去掉，直接用空氣開關(guān)向變頻器送電，然后用一中間繼電器的常開點提供運轉(zhuǎn)指令，也就是說在變頻器送電后，再控制中間繼電器吸合給出運轉(zhuǎn)指令，變頻器開始運行。此種方法適用于頻繁開停車的場合，目前兩種方法在我公司應(yīng)用的效果都比較不錯。3.2 變頻器內(nèi)部故障當(dāng)判定為變頻器內(nèi)部故障后，可以大致從兩個方面確定具體故障部位，一是控制回路的電路板；二是電氣主回路，如整流模塊、逆變模塊等。在內(nèi)部故障中，以整流模塊、逆變模塊

10、故障率居高。下面就簡單介紹一下整流模塊和逆變模塊的簡單實用的故障判別方法。3.2.1整流模塊檢查整流模塊損壞 一般是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。在現(xiàn) 場處理故障時，應(yīng)重點檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無電焊機等對電網(wǎng)有污染 的設(shè)備等。檢查方法：找到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端，將萬用表調(diào)到電阻X10檔，紅表棒接到P，黑表棒分別依到R、S、T，應(yīng)該有大約幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，有一個接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復(fù) 以上步驟，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以下結(jié)果，

11、可以判定電路已出現(xiàn)異常，A.阻值 三相不平衡，可以說明整流橋故障。B.紅表棒接P端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋 故障或起動電阻出現(xiàn)故障。3.2.2 逆變模塊檢查  逆變模塊損壞一般是由于電機或電纜損壞及驅(qū)動電路故障引起。檢查方法：將紅表棒接到P端,黑表棒分別接U、V、W上，應(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基 本相同，反相應(yīng)該為無窮大。將黑表棒接到N端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果，否則可確定逆變模塊故障。在修復(fù)驅(qū)動電路之后，測驅(qū)動波 形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場服務(wù)中更換驅(qū)動板之后，還必須注意檢查馬達及連 接電纜。在確定無任何故障下，

12、運行變頻器。3.3 頻率給定 無論哪種變頻器都可以通過面板設(shè)定和預(yù)置頻率，也可以通過外部端子給定來進行頻率調(diào)節(jié)。無論哪種方法沒有給定信號變頻器就沒有頻率輸出，所拖動的設(shè)備就不能運轉(zhuǎn)。錯誤的給定信號將會引起變頻器所拖動的電機不會按照預(yù)期的頻率運行。案例：一次艾默生EV2000變頻器調(diào)試中，我們通過端子12mA給定信號時，正常情況下應(yīng)該有25HZ頻率輸出，但變頻器輸出的頻率為47HZ，這在控制中是不允許的。原因分析：我公司是通過CCI 420mA的模擬給定的輸入方式， 在艾默生變頻器中，這種給定方式既可以采用DC010V輸入，也可以采用DC420mA輸入。但CN10跳線必須不同的根據(jù)選擇方式，進行

13、相應(yīng)的調(diào)整。相互對應(yīng)，才能使變頻器正常運行。跳線的位置不對應(yīng)必然產(chǎn)生錯誤的給定信號，導(dǎo)致錯誤的頻率輸出。知道了這一點，所出現(xiàn)的問題，就迎刃而解了。順便多說一句，AO1、AO2的輸出端，根據(jù)不同的選擇方式的需要，跳線也要做出相應(yīng)的調(diào)整。4. 變頻器水泵節(jié)能估算水泵在改用變頻調(diào)速前，要根據(jù)實際工況首先取得設(shè)備運行的技術(shù)參數(shù)，進行改造前的一些必要的技術(shù)論證，計算是其中最為重要的一個環(huán)節(jié)，而節(jié)能估算又是論證計算中關(guān)系到用戶是否體現(xiàn)經(jīng)濟效益的重要環(huán)節(jié)。在節(jié)能方面的計算是無法非常精確的，這是由于實際工況中有許多無法精確預(yù)算的影響因素存在。因此，只能稱其為“節(jié)能估算”。 節(jié)能是指能量形式相互轉(zhuǎn)換過程。包括能

14、量轉(zhuǎn)換為功的過程中，努力減少多余的能量消耗，即所謂“所費多于所當(dāng)費，或所得少于所可得”的那部分能耗，而“當(dāng)費”與“可得”的那部分是不能被節(jié)約的。對于電力產(chǎn)生的消費來說，“可得”是指發(fā)電機應(yīng)得到的發(fā)電效果，“當(dāng)費”是指用電器（包括電動機）做功的耗效果。這“少得”與“多費”的部分能源，恰是我們有可能節(jié)約，并有所作為的。 水泵節(jié)電量 W1=P*h*1-(f/50)3 W1為電量，P為電機功率，f為加變頻后的運行頻率，h為運行時間 閥門開度時的耗電量： W2=P*(1-)*h W2為電量，P為電機功率，為閥門開度，h為運行時間 節(jié)電量W=W1-W2例如：90KW電機加變頻后運行頻率為30HZ，閥門開度為70% W1=90*365*24*1-（30/50）3=KW·h W2=90*(1-70%)*365*24= KW&