低壓變頻器故障分析與維護對策

摘

要：針對低壓變頻器的常見故障，提出了相應的維護對策，為保障變頻器的現(xiàn)場有效應用提供了參考。關鍵詞：變頻器；過熱；IGBT；參數(shù)設置

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引言變頻器因具備頻率可調(diào)、節(jié)能等特點而得到了廣泛應用，但是由于變頻器本身屬于比較精密的設備，使得設備維護工作量提升、設備整體運行可靠性降低，容易產(chǎn)生故障，存在故障查找、維護困難等比較突出的問題。本文將結合某電站變頻器出現(xiàn)的故障情況，分析變頻器故障原因，并結合自身工作經(jīng)驗提出一些變頻器常見的故障檢查、處理方法。

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變頻器故障分析某電站變頻器運行過程中的主要故障包括參數(shù)設置問題、過流問題、IGBT問題、變頻器過熱問題等。某電站變頻器總體運行時間不長，但已經(jīng)發(fā)生了數(shù)十起故障，通過分析可知，變頻器過熱問題及參數(shù)設置問題出現(xiàn)的比例最高，其中過熱問題主要表現(xiàn)在變頻器風扇損壞、風道堵塞等；參數(shù)設置問題主要表現(xiàn)在PID數(shù)據(jù)與變頻器數(shù)據(jù)不一致導致通信失敗，設置參數(shù)錯誤等。經(jīng)分析，這些故障主要是由于維護頻度、人員技能、設備老化、設備運行工況變化等方面造成。

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變頻器過熱問題對策（1）對于變頻器運行環(huán)境溫度較高的地方，建議降低變頻器所在場所溫度，加強冷卻和通風；（2）增加定期維護變頻器風扇、風道等頻次，以此提升變頻器運行環(huán)境，使變頻器保持持續(xù)散熱能力；（3）監(jiān)測變頻器運行溫度，建議采用變色測溫貼片法監(jiān)視變頻器發(fā)熱情況。

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參數(shù)設置問題對策變頻器投入運行前需要對其進行基本參數(shù)的設置，主要包括基本頻率和最高頻率、上限頻率和下限頻率、加速時間和減速時間、轉矩提升和電子熱過載保護等。（1）變頻器控制模式的設定主要包括頻率（速度）控制、轉矩控制、矢量控制或其他控制模式，并且每個控制模式對應一組數(shù)據(jù)的范圍內(nèi)進行設置。如果這些數(shù)據(jù)范圍設置不當，變頻器將不工作或非正常工作，也可能引起跳閘，顯示故障類型代碼。（2）變頻器在出廠時一般設定為面板啟動，可以根據(jù)實際情況選擇用面板、外部端子、通信方式等，除面板啟動外，其他需要與相對應的給定參數(shù)及控制端子相匹配。（3）頻率給定參數(shù)的正確選擇。通常有許多方法給定變頻器的頻率，如外部給定、面板給定、外部電壓或電流設定、通信模式設定等，可以選擇一種或幾種方法組合。設置正確參數(shù)后，還必須確保信號源的正常工作，否則變頻器將無法正常工作，并且頻繁保護動作，甚至發(fā)生損壞事故。

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IGBT故障判定對策在直流儲能電容與三相IGBT之間的斷開點連接兩只25W、220V電壓供電的燈泡檢測IGBT故障。在實際應用中，電路這部分一般為連接銅排或快熔，把連接銅牌和快熔去掉，將三相逆變IGBT正電源與直流儲能電容之間斷開，把燈泡接在兩點之間即可。IGBT檢測方法接線如圖1所示。當逆變電路出現(xiàn)問題的時候，燈泡有限流作用，保護逆變模塊，燈泡接法如圖1所示。（1）一上電燈泡就亮且變頻器不運行。該情形可以說明三只逆變模塊中至少有一相上下橋IGBT被擊穿或漏電了。低電壓時這種情況偶爾會表現(xiàn)出來，但接上直流540V高壓時，會出現(xiàn)較大的漏電流，表明模塊內(nèi)部絕緣有問題。出現(xiàn)此種問題我們可以將單只IGBT逐一拆除，如果拆到哪一相的IGBT燈泡不亮了，就表明該相IGBT壞了。圖2為故障原理分析圖，假設U相的兩個IGBT都擊穿了，相當于U相短路，此時一上電燈泡即亮。（2）通電后沒有問題，但是一但運行燈泡就亮起，并且燈泡的亮度隨頻率的變化而變化。上述現(xiàn)象說明三相模塊中出現(xiàn)了一相上橋或下橋損壞的情況，如圖3所示。比如說，假設U相上橋V1收到觸發(fā)激勵信號而飽和導通，已經(jīng)損壞的U相下橋V2與已經(jīng)飽和導通的V1就形成了電源短路，故而發(fā)光。（3）上電運行時燈泡都不亮，且三相輸出的電壓不平衡。上述現(xiàn)象表明某相IGBT內(nèi)部開路，造成導通內(nèi)阻增大，接近開路狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)此種問題可根據(jù)以下方式進行測量：利用萬用表的直流檔測量三相輸出與地或進線零線間的電壓，正常情形下直流幾乎為零，若是發(fā)現(xiàn)直流電壓說明其中某相上下橋的一個橋導通不良，導致輸出的正負半波不對稱；測量三相輸出與直流母線電壓的正負端，正常情形下均分直流母線電壓，若是出現(xiàn)某相測量的時候大于母線電壓的1/2，或直接接近母線電壓，表明此相IGBT半橋導通不良。

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結語雖然