變頻器維護保養(yǎng)方案

年4月19日變頻器維護保養(yǎng)方案文檔僅供參考變頻器維護保養(yǎng)方案現狀：當前我公司生產現場安裝的變頻器共計160余臺，變頻器多工作在高溫、高濕、多粉塵、多腐蝕性氣體及有振動的環(huán)境，而且變頻器的使用年限長，未進行過大修保養(yǎng)。安裝環(huán)境對變頻器的影響如下：1、工作溫度。變頻器內部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產品一般要求為0～55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時應考慮留有余地，最好控制在402、環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時，變頻器內部易出現結露現象，其絕緣性能就會大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。3、腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不但會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能。4、振動和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機械振動和沖擊時，會引起電氣接觸不良。5、長期低速運轉，由于電機發(fā)熱量較高，風扇冷卻能力降低。針對當前變頻器的安裝現狀我車間建議：1、改進變頻器運行環(huán)境：1）將現有現場變頻器進行統(tǒng)一安裝，建變頻器室，改進工作環(huán)境，加裝通風裝置，盡量把環(huán)境溫度降低。如果周圍溫度高10℃，壽命就會降低一半。部分更新現有的電動機2）將變頻器配電柜主要進灰塵的入口封堵，并加裝通風系統(tǒng)。2、保持現狀，在現有的基礎上加強變頻器日常檢查、保養(yǎng)及變頻器的大修工作。1）變頻器日常檢查

每兩周進行一次，檢查記錄運行中的變頻器輸出三相電壓，并注意比較她們之間的平衡度；檢查記錄變頻器的三相輸出電流，并注意比較她們之間的平衡度；檢查記錄環(huán)境溫度，散熱器溫度；察看變頻器有無異常振動，聲響，風扇是否運轉正常。

2）變頻器保養(yǎng)：

每臺變頻器每季度要清灰保養(yǎng)1次。保養(yǎng)要清除變頻器內部和風路內的積灰，臟物，將變頻器表面擦拭干凈；變頻器的表面要保持清潔光亮；在保養(yǎng)的同時要仔細檢查變頻器，察看變頻器內有無發(fā)熱變色部位，水泥電阻有無開裂現象，電解電容有無膨脹漏液防爆孔突出等現象，PCB板有否異常，有沒有發(fā)熱燒黃部位。保養(yǎng)結束后，要恢復變頻器的參數和接線，送電，帶電機工作在3Hz的低頻約1分鐘，以確保變頻器工作正常。

3）變頻器大修

變頻器具體大修項目主要依據變頻器使用年限以及日常檢查的結果決定。電解電容：標準壽命為5年；風扇：標準壽命為2-3年。變頻器的故障原因及預防措施變頻器的故障原因及預防措施

變頻器由控制回路、電源回路、驅動及保護回路、冷卻風扇等幾部分組成。其結構多為單元化或模塊化形式。由于使用不合理或設置不切合實際，容易造成變頻器誤動作及發(fā)生故障，或者無法滿足預期的運行效果。

1.1主回路常見故障分析

主回路主要由三相或單相整流橋、電容器、濾波電容器、逆變橋、限流電阻、繼電器接觸器等元件組成。其中許多常見故障是由電解電容引起。電解電容的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內部溫度所決定，在回路設計時已經選定了電容器的型號，因此內部的溫度對電解電容器的壽命起決定作用。電解電容器會直接影響到變頻器的使用壽命，一般溫度每上升10℃，壽命減半。因此一方面在安裝時要考慮適當的環(huán)境溫度，另一方面能夠采取措施減少脈動電流。采用改進功率因數的交流或直流電抗器能夠減少脈動電流，從而延長電解電容器的壽命。

在電容器維護時，一般以比較容易測量的靜電容量來判斷電解電容器的劣化情況，當靜電容量低于額定值的80%，絕緣阻抗在5MΩ以下時，應考慮更換電解電容器。

1.2主回路典型故障分析

故障現象：變頻器在加速、減速或正常運行時出現過電流跳閘。

首先應區(qū)分是由于負載原因，還是變頻器的原因引起的。如果是變頻器的故障，可經過歷史記錄查詢在跳閘時的電流，超過了變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設定值，而三相電壓和電流是平衡的，則應考慮是否有過載或突變，如電機堵轉等。在負載慣性較大時，可適當延長加速時間，此過程對變頻器本身并無損壞。若跳閘時的電流，在變頻器的額定電流或在電子熱繼電器的設定范圍內，可判斷是IPM模塊或相關部分發(fā)生故障。首先能夠經過測量變頻器的主回路輸出端子U、V、W，分別與直流側的P、N端子之間的正反向電阻，來判斷IPM模塊是否損壞。如模塊未損壞，則是驅動電路出了故障。如果減速時IPM模塊過流或變頻器對地短路跳閘，一般是逆變器的上半橋的模塊或其驅動電路故障；而加速時逆變橋模塊過流，則是下半橋的模塊或其驅動電路部分故障，發(fā)生這些故障的原因，多是由于外部灰塵進入變頻器內部或環(huán)境潮濕引起。

1.3控制回路故障分析

控制回路影響變頻器壽命的是電源部分，是平滑電容器和IPM電路板中的緩沖電容器，其原理與前述相同，但這里的電容器中經過的脈動電流，是基本不受主回路負載影響的定值，故其壽命主要由溫度和通電時間決定。由于電容器都焊接在電路板上，經過測量靜電容量來判斷劣化情況比較困難，一般根據電容器環(huán)境溫度以及使用時間，來推算是否接近其使用壽命。

電源電路板給控制回路、IPM驅動電路和表面操作顯示板以及風扇等提供電源，這些電源一般都是從主電路輸出的直流電壓，經過開關電源再分別整流而得到的。因此，某一路電源短路，除了本路的整流電路受損外，還可能影響其它部分的電源，如由于誤操作而使控制電源與公共接地短接，致使電源電路板上開關電源部分損壞，風扇電源的短路導致其它電源斷電等。一般經過觀察電源電路板就比較容易發(fā)現。

邏輯控制電路板是變頻器的核心，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大規(guī)模集成電路，具有很高的可靠性，本身出現故障的概率很小，但有時會因開機而使全部控制端子同時閉合，導致變頻器出現EEPROM故障，這只要對EEPROM重新復位就能夠了。

IPM電路板包含驅動和緩沖電路，以及過電壓、缺相等保護電路。從邏輯控制板來的PWM信號，經過光耦合將電壓驅動信號輸入IPM模塊，因而在檢測?？斓耐瑫r，還應測量IPM模塊上的光耦。

1.4冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)主要包括散熱片和冷卻風扇。其中冷卻風扇壽命較短，臨近使用壽命時，風扇產生震動，噪聲增大最后停轉，變頻器出現IPM過熱跳閘。冷卻風扇的壽命受陷于軸承，大約為10000～35000h。當變頻器連續(xù)運轉時，需要2～3年更換一次風扇或軸承。為了延長風扇的壽命，一些產品的風扇只在變頻器運轉時而不是電源開啟時運行。

1.5外部的電磁感應干擾

如果變頻器周圍存在干擾源，它們將經過輻射或電源線侵入變頻器的內部，引起控制回路誤動作，造成工作不正常或停機，嚴重時甚至損壞變頻器。減少噪聲干擾的具體方法有：變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控制線圈上，加裝防止沖擊電壓的吸收裝置，如RC浪涌吸收器，其接線不能超過20cm；盡量縮短控制回路的配線距離，并使其與主回路分離；變頻器控制回路配線絞合節(jié)距離應在15mm以上，與主回路保持10cm以上的間距；變頻器距離電動機很遠時（超過100m），這時一方面可加大導線截面面積，保證線路壓降在2%以內，同時應加裝變頻器輸出電抗器，用來補償因長距離導線產生的分布電容的充電電流。變頻器接地端子應按規(guī)定進行接地，必須在專用接地點可靠接地，不能同電焊、動力接地混用；變頻器輸入端安裝無線電噪聲濾波器，減少輸入高次諧波，從而可降低從電源線到電子設備的噪聲影響；同時在變頻器的輸出端也安裝無線電噪聲濾波器，以降低其輸出端的線路噪聲。

1.6安裝環(huán)境

變頻器屬于電子器件裝置，在其說明書中有詳細安裝使用環(huán)境的要求。在特殊情況下，若確實無法滿足這些要求，必須盡量采用相應抑制措施：振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因，對于振動沖擊較大的場合，應采用橡膠等避振措施；潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件銹蝕、接觸不良、絕緣降低而形成短路，作為防范措施，應對控制板進行防腐防塵處理，并采用封閉式結構；溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素，特別是半導體器件，應根據裝置要求的環(huán)境條件安裝空調或避免日光直射。

除上述幾點外，定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風扇也是非常必要的。對于特殊的高寒場合，為防止微處理器因溫度過低不能正常工作，應采取設置空氣加熱器等必要措施。

1.7電源異常

電源異常大致分以下3種，即缺相、低電壓、停電，有時也出現它們的混合形式。這些異?，F象的主要原因，多半是輸電線路因風、雪、雷擊造成的，有時也因為同一供電系統(tǒng)內出現對地短路及相間短路。而雷擊因地域和季節(jié)有很大差異。除電壓波動外，有些電網或自行發(fā)電的單位，也會出現頻率波動，而且這些現象有時在短時間內重復出現，為保證設備的正常運行，對變頻器供電電源也提出相應要求。

如果附近有直接啟動的電動機和電磁爐等設備，為防止這些設備投入時造成的電壓降低，其電源應和變頻器的電源分離，減小相互影響。

對于要求瞬時停電后仍能繼續(xù)運行的設備，除選擇合適價格的變頻器外，還應預先考慮電機負載的降速比例。當變頻器和外部控制回路都采用瞬間停電補償方式時，失壓回復后，經過測速電機測速來防止在加速中的過電流。

對于要求必須連續(xù)運行的設備，應對變頻器加裝自動切換的不停電電源裝置。1.8雷擊、感應雷電

雷擊或感應雷擊形成的沖擊電壓，有時也會造成變頻器的損壞。另外，當電源系統(tǒng)一次側帶有真空斷路器時，短路開閉會產生較高的沖擊電壓。為防止因沖擊電壓造成過電壓損壞，一般需要在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器件。真空斷路器應增加RC浪涌吸收器。若變壓器一次側有真空斷路器，應在控制時序上，保證真空斷路器動作前先將變頻器斷開。

2變頻器本身的故障自診斷及預防功能

老型號的晶體管變頻器主要有以下缺點：容易跳閘、不容易再啟動、過負載能力低。由于IGBT及CPU的迅速發(fā)展，變頻器內部增加了完善的自診斷及故障防范功能，大幅度提高了變頻器的可靠性。

如果使用矢量控制變頻器中的“全領域自動轉矩補償功能”，其中的“啟動轉矩不足”、“環(huán)境條件變化造成出力下降”等故障原因，將得到很好的克服。該功能是利用變頻器內部的微型計算機的高速運算，計算出當前時刻所需要的轉矩，迅速對輸出電壓進行修正和補償，以抵消因外部條件變化而造成的變頻器輸出轉矩變化。

另外，由于變頻器的軟件開發(fā)更加完善，能夠預先在變頻器的內部設置各種故障防止措施，并使故障化解后，仍能保持繼續(xù)運行，例如：對自由停車過程中的電機進行再啟動；對內部故障自動復位并保持連續(xù)運行；負載轉矩過大時，能自動調整運行曲線，能夠對機械系統(tǒng)的異常轉矩進行檢測。

造成變頻器故障的原因是多方面的，只有在實際中，不斷摸索總結，才能及時消除各種各樣的故障。

2對于要求必須連續(xù)運行的設備，應