變頻器應(yīng)用維護(hù)保養(yǎng)

1、變頻器應(yīng)用維護(hù)保養(yǎng)由于變頻器能適應(yīng)生產(chǎn)工藝的多方面要求，尤其是在工業(yè)自動(dòng)化控制應(yīng)用上，交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)上升為工業(yè)自動(dòng)化控制的主流。交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵，甚至可以超過直流系統(tǒng)。它采用的全數(shù)字控制方式，使信息處理能力大幅度地增強(qiáng)。同時(shí)它將實(shí)用經(jīng)驗(yàn)和技巧不斷地融入軟件功能中，采用模擬控制方式無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜控制在今天都已成為可能，使變頻器的可靠性、可使用性、可維護(hù)性功能得以充實(shí)。由于變頻器具有調(diào)速性能好、調(diào)速范圍寬和運(yùn)行效率高，使用操作方便，且宜于同其它設(shè)備接口等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用越來越廣泛。多年來，我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中不斷學(xué)習(xí)，積累了一些變頻器的維護(hù)保養(yǎng)和維修的經(jīng)驗(yàn)。

2、2、維護(hù)保養(yǎng)由于電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，變頻器改型換代速度也比較快，不斷推出新型產(chǎn)品，性能不斷提高，功能不斷充實(shí)、增強(qiáng)?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售的變頻器品牌比較多，如Danfoss 、ABB 、SIEMENS 、GE 、Schneider 等等，國(guó)產(chǎn)變頻器品牌比較多，雖然種類繁多，但功能及使用上卻基本類似?？偟膩碇v，其使用、維護(hù)保養(yǎng)及故障處理方法是基本相同的。在實(shí)際應(yīng)用中，變頻器受周圍的溫度、濕度、振動(dòng)、粉塵、腐蝕性氣體等環(huán)境條件的影響，其性能會(huì)有一些變化。如使用合理、維護(hù)得當(dāng)，則能延長(zhǎng)使用壽命，并減少因突然故障造成的生產(chǎn)損失。如果使用不當(dāng)，維護(hù)保養(yǎng)工作跟不上去，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障，導(dǎo)致變頻

3、器不能正常工作，甚至造成變頻器過早的損壞，而影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。因此日常維護(hù)與定期檢查是必不可少的。2.1日常維護(hù)與檢查對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的變頻器，可以從外部目視檢查運(yùn)行狀態(tài)。定期對(duì)變頻器進(jìn)行巡視檢查，檢查變頻器運(yùn)行時(shí)是否有異?，F(xiàn)象。通常應(yīng)作如下檢查：(1環(huán)境溫度是否正常，要求在-10+40范圍內(nèi)，以25左右為好；(2變頻器在顯示面板上顯示的輸出電流、電壓、頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常；(3顯示面板上顯示的字符是否清楚，是否缺少字符；(4用測(cè)溫儀器檢測(cè)變頻器是否過熱，是否有異味；(5變頻器風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，有無異常，散熱風(fēng)道是否通暢；(6變頻器運(yùn)行中是否有故障報(bào)警顯示；(7檢查變頻器交流輸入電壓是否超

4、過最大值。極限是418V(380V×1.1，如果主電路外加輸入電壓超過極限，即使變頻器沒運(yùn)行，也會(huì)對(duì)變頻器線路板造成損壞。2.2定期檢查利用每年一次的大修時(shí)間，將檢查重點(diǎn)放在變頻器日常運(yùn)行時(shí)無法巡視到的部位。(1作定期檢查時(shí)，操作前必須切斷電源，變頻器停電后待操作面板電源指示燈熄滅后，等待4min(變頻器的容量越大，等待時(shí)間越長(zhǎng)，最長(zhǎng)為15min 使得主電路直流濾波電容器充分放電，用萬用表確認(rèn)電容器放電完后，再進(jìn)行操作。(2將變頻器控制板、主板拆下，用毛刷、吸塵器清掃變頻器線路板及內(nèi)部IGBT 模塊、輸入輸出電抗器等部位。線路板臟污的地方，應(yīng)用棉布沾上酒精或中性化學(xué)劑擦除。(3檢查變

5、頻器內(nèi)部導(dǎo)線絕緣是否有腐蝕過熱的痕跡及變色或破損等，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理或更換。(4變頻器由于振動(dòng)、溫度變化等影響，螺絲等緊固部件往往松動(dòng)，應(yīng)將所有螺絲全部緊固一遍。(5檢查輸入輸出電抗器、變壓器等是否過熱，變色燒焦或有異味。(6檢查中間直流回路濾波電解電容器小凸肩(安全閥 是否脹出，外表面是否有裂紋、漏液、膨脹等。一般情況下濾波電容器使用周期大約為5年，檢查周期最長(zhǎng)為一年，接近壽命時(shí)，檢查周期最好為半年。電容器的容量可用數(shù)字電容表測(cè)量，當(dāng)容量下降到額定容量的80%以下時(shí)，應(yīng)予更換。(7檢查冷卻風(fēng)扇運(yùn)行是否完好，如有問題則應(yīng)進(jìn)行更換。冷卻風(fēng)扇的壽命受限于軸承，根據(jù)變頻器運(yùn)行情況需要23年更換一

6、次風(fēng)扇或軸承。檢查時(shí)如發(fā)現(xiàn)異常聲音、異常振動(dòng)，同樣需要更換。(8檢查變頻器絕緣電阻是否在正常范圍內(nèi)(所有端子與接地端子 ，注意不能用兆歐表對(duì)線路板進(jìn)行測(cè)量，否則會(huì)損壞線路板的電子元器件。(9將變頻器的R 、S 、T 端子和電源端電纜斷開，U 、V 、W 端子和電機(jī)端電纜斷開，用兆歐表測(cè)量電纜每相導(dǎo)線之間以及每相導(dǎo)線與保護(hù)接地之間的絕緣電阻是否符合要求，正常時(shí)應(yīng)大于1M 。(10變頻器在檢修完畢投入運(yùn)行前，應(yīng)帶電機(jī)空載試運(yùn)行幾分鐘，并校對(duì)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。2.3變頻器本身的保護(hù)：變頻器本身具有各種保護(hù)功能，如：負(fù)載側(cè)接地保護(hù)、短路保護(hù)、電流限制、逆變器過熱、過載等，其自診斷功能、報(bào)警警告功能也特別

7、完善。了解這些功能對(duì)于正確使用變頻器及故障查找是非常重要的。3、故障判斷及處理我公司Danfoss 變頻器在使用中因受環(huán)境條件等因素的影響而陸續(xù)出現(xiàn)一些故障現(xiàn)象，在維修過程中，筆者積累了一些故障判斷和處理經(jīng)驗(yàn)。下面以Danfoss 變頻器為例作一介紹：當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)功能動(dòng)作，變頻器立即跳閘，電機(jī)由運(yùn)行狀態(tài)到停止，報(bào)警指示紅色發(fā)光二極管變亮，液晶顯示部分提示報(bào)警信息代碼或故障內(nèi)容。這時(shí)可以根據(jù)信息代碼來分析判斷變頻器的故障范圍，如果是軟性故障，可將變頻器進(jìn)行斷電復(fù)位。如還不能恢復(fù)正常，只能采用手動(dòng)或自動(dòng)初始化，初始化正常后按照參數(shù)表重新將數(shù)據(jù)輸入設(shè)定。這樣，變頻器就可以在故障較輕的情況

8、下恢復(fù)正常使用。若經(jīng)以上操作后變頻器仍不正常，就要根據(jù)故障現(xiàn)象來檢查變頻器損壞的部位，更換元器件或電路板。故障查找時(shí)必須按變頻器的提示順序進(jìn)行。例如：(1故障代碼36，提示為主電源故障，則三相整流橋模塊可能擊穿短路或開路。(2故障代碼14，提示接地故障，可用兆歐表檢查電機(jī)繞組、查看電纜絕緣是否損壞。(3故障代碼37，提示逆變器故障，則IGBT 模塊可能擊穿短路。IGBT 模塊短路，主回路熔斷器也將熔斷。當(dāng)IGBT 模塊某一相門極損壞時(shí)，變頻器會(huì)出現(xiàn)過流保護(hù)現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)對(duì)IGBT 模塊進(jìn)行檢查。變頻器運(yùn)行時(shí)，如頻繁出現(xiàn)限流報(bào)警或過流保護(hù)，應(yīng)檢查負(fù)載部分以及變頻器IGBT 模塊是否正常，如正常，則

9、此故障為變頻器主板霍爾磁補(bǔ)償式電流傳感器損壞。霍爾磁補(bǔ)償式電流傳感器是一種測(cè)量正弦與非正弦周期量的電流值，能真實(shí)反映電流的波形，給變頻器提供一個(gè)控制與保護(hù)信號(hào)。變頻器上使用的該元件大部分為瑞士LEM 公司LA 系列的產(chǎn)品，其LA 系列霍爾磁補(bǔ)償式電流傳感器可分為三端引出腳和五端引出腳兩種。變頻器容量不同，主板上LA 系列霍爾磁補(bǔ)償式電流傳感器規(guī)格也不相同。生產(chǎn)運(yùn)行表明，粘膠纖維生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)含硫化氫的腐蝕性氣體會(huì)給變頻器電路板的電子元器件帶來相當(dāng)大的危害，我們通過給電氣控制室送正壓新鮮風(fēng)來改善環(huán)境條件，并采用樂泰電子線路板用噴涂膠，對(duì)變頻器線路板表面作防腐涂層處理，有效地降低了變頻器的故障率，提高了

10、使用壽命。電子元器件對(duì)靜電是非常敏感的，如被靜電放電破壞后，將造成電子元器件軟擊穿，軟擊穿會(huì)導(dǎo)致線路板無法正常工作。所以在更換線路板時(shí)必須注意，一定要確保工作之前戴好接地手環(huán)，將腕帶直接接地，確保人體處于零電位，以防止人體的靜電對(duì)線路板造成損壞。如沒有接地手環(huán)，在更換線路板時(shí)可用手摸一下變頻器金屬外殼，使人體的靜電通過變頻器外殼放掉(其金屬外殼導(dǎo)靜電 。為確保變頻器線路板備件的安全，在保管期間，應(yīng)放在有防靜電材料的袋中存放。4、元器件好壞的簡(jiǎn)易測(cè)試法在維修過程中，根據(jù)故障情況要用萬用表來檢測(cè)電子元器件的好壞，如測(cè)量方法不正確就很可能導(dǎo)致誤判斷，這將給維修工作造成困難，甚至造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

11、測(cè)量方法分為元器件測(cè)試和線路板在路測(cè)試兩種方式。在路測(cè)試：斷開變頻器電源，在不拆動(dòng)線路板元器件的條件下，測(cè)量線路板上的元器件。對(duì)于元器件擊穿、短路、開路性故障，這種檢測(cè)方法可以方便快捷的查找出損壞的元器件，但還應(yīng)考慮線路板上所測(cè)元器件與其并聯(lián)的元器件對(duì)測(cè)量結(jié)果所產(chǎn)生的影響，以免造成誤判斷錯(cuò)誤。下面介紹元器件好壞的判斷方法：4.1普通二極管的檢測(cè)用MF47型萬用表測(cè)量，將紅、黑表筆分別接在二極管的兩端，讀取讀數(shù)，再將表筆對(duì)調(diào)測(cè)量。根據(jù)兩次測(cè)量結(jié)果判斷，通常小功率鍺二極管的正向電阻值為300500，硅二極管約為1k 或更大些。鍺管反相電阻為幾十千歐，硅管反向電阻在500k 以上(大功率二極管的數(shù)值

12、要小的多 。好的二極管正向電阻較低，反向電阻較大，正反向電阻差值越大越好。如果測(cè)得正、反向電阻很小均接近于零，說明二極管內(nèi)部已短路；若正、反向電阻很大或趨于無窮大，則說明管子內(nèi)部已斷路。在這兩種情況下二極管就需報(bào)廢。在路測(cè)試：測(cè)試二極管PN 結(jié)正反向電阻，比較容易判斷出二極管是擊穿短路還是斷路。4.2三極管檢測(cè)將數(shù)字萬用表?yè)艿蕉O管檔，用表筆測(cè)PN 結(jié)，如果正向?qū)ǎ瑒t顯示的數(shù)字即為PN 結(jié)的正向壓降。先確定集電極和發(fā)射極；用表筆測(cè)出兩個(gè)PN 結(jié)的正向壓降，壓降大的是發(fā)射極e ，壓降小的是集電極c 。在測(cè)試兩個(gè)結(jié)時(shí)，紅表筆接的是公共極，則被測(cè)三極管為NPN 型，且紅表筆所接為基極b ；如果黑表

13、筆接的是公共極，則被測(cè)三極管是PNP 型，且此極為基極b 。三極管損壞后PN 結(jié)有擊穿短路和開路兩種情況。在路測(cè)試：在路測(cè)試三極管，實(shí)際上是通過測(cè)試PN 結(jié)的正、反向電阻，來達(dá)到判斷三極管是否損壞。支路電阻大于PN 結(jié)正向電阻，正常時(shí)所測(cè)得正、反向電阻應(yīng)有明顯區(qū)別，否則PN 結(jié)損壞了。支路電阻小于PN 結(jié)正向電阻時(shí)，應(yīng)將支路斷開，否則就無法判斷三極管的好壞。4.3三相整流橋模塊檢測(cè)以SEMIKRON(西門子 整流橋模塊為例，如附圖所示。將數(shù)字萬用表?yè)艿蕉O管測(cè)試檔，黑表筆接COM ，紅表筆接V ，用紅、黑兩表筆先后測(cè)3、4、5相與2、1極之間的正反向二極管特性，來檢查判斷整流橋是否完好。所測(cè)的

14、正反向特性相差越大越好；如正反向?yàn)榱?，說明所檢測(cè)的一相已被擊穿短路；如正反向均為無窮大，說明所檢測(cè)的一相已經(jīng)斷路。整流橋模塊只要有一相損壞，就應(yīng)更換。4.4逆變器IGBT 模塊檢測(cè)將數(shù)字萬用表?yè)艿蕉O管測(cè)試檔，測(cè)試IGBT 模塊C1.E1、C2.E2之間以及柵極G 與E1、E2之間正反向二極管特性，來判斷IGBT 模塊是否完好。以德國(guó)eupec25A/1200V六相IGBT 模塊為例，(參見附圖 。將負(fù)載側(cè)U 、V 、W 相的導(dǎo)線拆除，使用二極管測(cè)試檔，紅表筆接P(集電極C1 ，黑表筆依次測(cè)U 、V 、W(發(fā)射極E1 ，萬用表顯示數(shù)值為最大；將表筆反過來，黑表筆接P ，紅表筆測(cè)U 、V 、W

15、，萬用表顯示數(shù)值為400左右。再將紅表筆接N(發(fā)射極E2 ，黑表筆測(cè)U 、V 、W ，萬用表顯示數(shù)值為400左右；黑表筆接N ，紅表筆測(cè)U 、V 、W(集電極C2 ，萬用表顯示數(shù)值為最大。各相之間的正反向特性應(yīng)相同，若出現(xiàn)差別說明IGBT 模塊性能變差，應(yīng)予更換。IGBT 模塊損壞時(shí)，只有擊穿短路情況出現(xiàn)。絕緣性能測(cè)試:用萬用表電阻檔 R×10K 分別測(cè)量鐵心與一次繞組,一次繞 組與二次繞組,鐵心與二次繞組之間的電阻值,應(yīng)均為無窮大.否則說明變壓器 絕緣性能不良. 測(cè)量繞組通斷:用萬用表 R×1 檔,分別測(cè)量變壓器一次,二次各個(gè)繞組間 的電阻值, 一般一次繞組阻值應(yīng)為幾十歐

16、至幾百歐, 變壓器功率越小電阻值越大; 二次繞組電阻值一般為幾歐至幾百歐,如某一組的電阻值為無窮大,則該組有斷 路故障 注意:這種測(cè)量方法只是一種比較粗略的估測(cè),有些繞組匝間絕緣輕微短路 的變壓器是檢測(cè)不準(zhǔn)的. 4.7 電阻器的阻值簡(jiǎn)易測(cè)試 在路測(cè)量電阻時(shí)要切斷線路板電源,要考慮電路中的其它元器件對(duì)電阻值的 影響.如果電路中接有電容器,還必須將電容器放電.萬用表表針應(yīng)指在標(biāo)度尺 的中心部分,讀數(shù)才準(zhǔn)確. 4.8 貼片式元器件 (1貼片式元器件種類 變頻器電子線路板現(xiàn)在大部分采用貼片式元器件也稱為表面組裝元器件,它 是一種無引線或引線很短的適于表面組裝的微小型電子元器件. 貼片式元器件品 種規(guī)格

17、很多,按形狀分可分為矩形,圓柱形和異形結(jié)構(gòu).按類型可分為片式電阻 器,片式電容器,片式電感器,片式半導(dǎo)體器件(可分為片式二極管和片式三極 管,片式集成電路. (2貼片式元器件的拆,焊 用 35W 內(nèi)熱式電烙鐵,配長(zhǎng)壽命耐氧化尖烙鐵頭.將烙鐵頭上粘的殘留物擦 干凈,僅剩有一層薄薄的焊錫.兩端器件的貼片式元器件拆卸,焊接操作比較容 易. 貼片式集成電路引腳細(xì)且多, 引腳間距小, 周圍元器件排列緊湊, 拆裝不易. 它們的拆卸和焊接,在沒有專用工具的條件下是有一定難度的,在此著重介紹貼 片式集成電路的拆卸,焊接操作. (3拆卸方法 如已判斷出集成電路塊損壞,用裁紙刀將引腳齊根切斷,取下集成電路塊. 注意切割時(shí)刀頭不要切到線路板上.然后,用鑷子夾住斷腳,用尖頭烙鐵溶化斷 腳上的焊錫,將斷腳逐一取下. (4焊接方法 焊接前,先用酒精將拆掉集成電路塊的線路板銅萡上的多余焊錫及臟東西清 理干凈,將集成電路塊的引腳涂上酒精松香水,并將引腳搪上一層薄錫.然后, 核對(duì)好集成電路引腳位置, 將集成