变频器的故障分析论文

变频器的故障分析论文（12篇）

1.变频器的故障分析论文 篇一

变频器电源的故障检查及维修

变频器电源故障检查：

故障状态：上电后整机无反应，操作显示面板无显示。测量控制端子的24V、10V控制电源都为O。

故障实质：变频器的开关电源没有工作。

检修思路：1、开关电压故障;2、预充电回路故障。

检修方法：

1、先查开关电源的供电来源，直流回路有无正常530V电压。直流回路电压为O，说明预充电回路故障，充电电阻开路、半波整流电路损坏、串入接触器或继电器常闭点接触不良，应将预充电回路先行修复，再检查开关电源的故障。而往往修复预充电回路，变频器也就修复了。先不必在开关电源电路上大展拳脚;2、开关电源的530V或300V直流供电都有了，还是不要在其稳压和振荡电路上下功夫，先检测开关变压器次级负载电路有无短路等故障，如散热风扇损坏，故障检测电路中的IC短路、整流二极管有无击穿等。开关电源负载侧的故障率较高，振荡和稳压环节的问题倒少一些。

检修思路和检修次序，便决定了检修工作的高效率和低效率。而从整机电路来看，开关电源不工作的故障，检查预充电电路则是一个非常重要的环节，甚至是第一位必须考虑到的环节。

2.变频器的故障分析论文 篇二

关键词：变频器,催化剂厂,故障

1 概况

自2011年5月份在石化公司催化剂厂先后共有8台变频器 (5台ABB, ACS800;2台施耐德ATV61, 1台三菱) 发生故障。经过现场检查发现变频器故障集中性的发生了整流、逆变模块击穿、电路板保险丝熔断等故障。为了分析清楚变频器发生故障的原因, 采用了相关的技术手段监测变频器的运行情况, 根据监测数据分析了发生故障的原因并提出了建议。

2 故障原因分析

2.1 变频器运行环境

在生产现场空气中分子筛粉尘和蒸汽含量很高, 因此变频器 (IP00, 变频器的防护等级为零) 安装在现场控制柜中。为了保证变频器的散热, 在控制柜上安装有强制冷却风扇。变频器的电源电缆、负荷电缆、控制电缆等全部从控制柜的底部进入控制柜, 导致控制柜的密封不严, 粉尘和蒸汽会通过控制柜底部进入变频器柜, 进而进入变频器。

在现场对分子筛的导电性进行了测试, 结果发现分子筛粉尘干燥时, 用500V欧姆表摇测绝缘 (500MΩ) 良好;分子筛一旦潮湿就会导电。

为了了解环境中粉尘进入变频器的情况, 在更换变频器 (ABB, ACS800) 不到12h, 打开变频器检查发现变频器内部已经有粉尘进入, 粘附到模板、插件、电源插头等部件上而且粉尘潮湿。

在现场拆解了一台ABB (260kW) 变频器检查, 直流母线为集中式母线, 直流母线正极、负极之间用绝缘塑料板 (厚度在0.8mm左右) 进行绝缘隔离后叠压在一起, 直流母线正极、负极裸露处距离仅11.6mm左右, 如图1所示。在变频器正常运行时, 直流母线正、负极间的电压为540V左右, 最高电压会达到800V左右。

当绝缘塑料板、直流母线上吸附的灰尘达到一定量后, 直流母线正、负极之间放电, 最终导致直流母线短路、发生崩烧, 整流、逆变模块击穿、电路板保险丝熔断。

2.2 变频器选型

按照生产机械对变频器的技术要求, 常将变频器分为三种类型: 恒转矩变频器、恒功率变频器和风机、水泵变频器。恒转矩变频器过流能力为150%*60s, 风机、水泵类变频器过流能力较恒转矩变频器过流能力要弱。

炉-1电机所带负载为转炉, 转炉的转矩较大 (重载) , 属于恒转矩重负荷负载。那么在使用变频器驱动炉-1电机时, 按照变频器选型手册, 变频器应该选用恒转矩变频器, 而更换的6台变频器都为风机、水泵变频器。

按照说明书的技术说明, 强调海拔高度超过1000m时, 变频器需要降容使用。兰州的海拔高度为1520m, 那么上述6台变频器与22kW的负载 (重载) 不匹配, 实际带载能力在15kW。

综合上述的分析, 变频器存在选型不匹配的问题。

2.3 变频器的运行

2.3.1 机械设备的影响

在生产装置现场检查变频器驱动的设备炉-1转炉, 发现炉-1转炉存在弯曲的情况;转炉在旋转过程中, 有齿圈护罩与挡火圈互相摩擦的啸叫声音。在转炉弯曲处由高处往低处转动中, 变频电机会变成发电机向变频器回馈电能, 变频器中间直流环节无法消耗回馈的电能 (变频器没有外接制动电阻) , 中间直流环节会存储较多的电能, 中间直流环节电压 (达到800VDC左右) 比较高, 对元器件造成较大的损害。

在生产装置现场观察炉-1转炉的运行情况, 发现转炉在旋转过程中有卡塞点, 炉子旋转到卡塞点时电机堵转, 变频器保护动作停车。在监视运行中, 测到最大电流70A (电机的额定电流为44.6A) , 变频器反复工作在炉子卡塞—变频器保护停车—变频器故障复位—变频器开车过程中, 致使变频器中间直流环节频繁受到电流冲击。

由于转炉存在弯曲和卡塞的问题, 对变频器的运行带来了很大的危害, 造成变频器频繁发生故障。

2.3.2 变频器的故障复位

变频器电源柜为电机控制柜, 在现场安装有操作柱控制电源柜内接触器的吸合、断开。在变频器发生故障时, 工艺操作人员一般不会通知维护人员, 而是会直接断开电源柜内的接触器给变频器进行故障强制复位。在没有查清故障原因和时间间隔比较短的情况下, 工艺操作人员就会给变频器通电开车。

按照变频器使用的技术要求, 变频器的故障应该在控制面板上进行复位, 不能通过断开电源的方式对变频器进行强制复位;而且应该在查清楚故障原因后才运行开车运行。

按照变频器使用技术手册的要求, 变频器在正常使用时, 10min内开车不能超过3次, 在故障时开车的间隔时间要求比较长。

因此存在变频器频繁断电、带电冲击的问题以及不正确的故障复位亦可引起变频器故障。

2.4 变频器电容的维护

按照变频器使用的技术要求, 在变频器每存放一年以上, 变频器的元器件必须检查、更新。

按照规定和变频器厂家咨询的要求, 变频器长时间不运行, 变频器投入运行前应该带电空载观察运行4～6h, 使变频器元器件的性能稳定。

炉-1更换的3台变频器一直在装置备用 (4年) 没有使用, 但由于转炉不能长时间停车, 变频器没有空载运行, 内部的元器件性能不稳定。在变频器带载后, 电容器的滤波性能下降, 中间直流环节谐波含量比较高, 对元器件的影响很高, 变频器容易发生故障。

3 建议

根据前面分析变频器出现故障的原因, 提出如下的建议:

1) 建议把现场变频器柜由生产现场移到室内, 同时把变频器的防护等级提高为IP54, 保证变频器在相对清洁的环境中运行, 较高的防护等级防止变频器进入粉尘。同时借鉴其他安装变频器的变电所内加装空调的经验, 建议变电所内加装空调。

2) 建议根据不同负载选择合适的变频器, 比如把炉-1变频器更换为恒转矩重负载变频器 (比如ABB ACS800-04-0050-3P901) , 保证变频器的正常运行。

3) 建议把给变频器供电的电源柜 (电机控制柜) 改为馈电柜, 防止对变频器进行多次的强制复位。

4) 建议长期不用的变频器定期进行带电空载运行, 对变频器内部的元器件进行充电性性能保护。有条件的情况下, 对投运多年的变频器的电容器进行性能测试, 保证电容器可以很好的过滤掉中间环节的谐波。

参考文献

[1]刘美俊.变频器应用与维护技术[T].中国电力出版社, 2008.

3.变频器应用中常见故障的分析 篇三

【关键词】变频器；应用；故障；处理

随着变频器在工业生产中日益广泛的应用，了解变频器的结构，主要器件的电气特性和一些常用参数的作用及其常见故障对于实际工作越来越重要。

一、变频器控制电路

（1）运算电路将外部的速度，转矩等指令同检测电路的电流，电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。

（2）电压、电流检测电路为与主回路电位隔离检测电压，电流等。

（3）驱动电路为驱动主电路器件的电路，它与控制电路隔离，控制主电路器件的导通与关断。

（4）I/O电路使变频更好地人机交互，其具有多信号（比如运行多段速度运行等）的输入，还有各种内部参数（比如电流，频率，保护动作驱动等）的输入。

（5）速度检测电路将装在异步电动机轴上的速度检测器（TG、PLG等）的信号设为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。

（6）保护电路检测主电路的电压、电流等。当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压，电流值。

逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下：

逆变器保护：

（1）瞬时过电流保护，用于逆变电流负载侧短路等，流过逆变电器回件的电流达到异常值（超过容许值）时，瞬时停止逆变器运转，切断电流，变流器的输出电流达到异常值，也得同样停止逆变器运转。

（2）过载保护，逆变器输出电流超过额定值，且持续流通超过规定时间，为防止逆变器器件、电线等损坏，要停止运转，恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或电子热保护，过载是由于负载的GD2（惯性）过大或因负载过大使电动机堵转而产生。

（3）再生过电压保护，应用逆变器使电动机快速减速时，由于再生功率使直流电路电压升高，有时超过容许值，可以采取停止逆变器运转或停止快速的方法，防止过电压。

（4）瞬时停电保护，对于毫秒级内的瞬时断电，控制电路工作正常。但瞬时停电如果达数10ms以上时，通常不仅控制电路误动作，主电路也不供电，所以检测出后使逆变器停止运转。

（5）接地过电流保护，逆变器负载接地时，为了保护逆变器，要有接地过电流保护功能。但为了保证人身安全，需要装设漏电保护断路器。

（6）冷却风机异常，有冷却风机的装置，当风机异常时装置内温度将上升，因此采用风机热继电器或器件散热片温度传感器，检测出异常后停止逆变电器工作。

异步电动机的保护：

（1）过载保护，过载检测装置与逆变器保护共用，但考虑低速运转的过热时，在异步电动机内埋入温度检出器，或者利用装在逆变器内的电子热保护来检出过热。动作过频时，应考虑减轻电动机负荷，增加电动机及逆变器的容量等。

（2）超速保护，逆变器的输出频率或者异步电动机的速度超过规定值时，停止逆变器运转。

二、变频器控制回路的抗干扰措施

1.干扰的基本类型及抗干扰措施

（1）静电耦合干扰，指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合在电缆中产生的电势。当加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径40倍以上时，干扰程度就会不太明显，也可在两电缆间设置屏敝导体，再将屏蔽导体接地。

（2）静电感应干扰，指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。其强度取决于干扰源电缆产生的磁通大小、控制电缆形成的闭环面积和干扰源电缆与控制电缆间的相对角度。可将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离铺设。分离距离通常应在30cm以上（最少不低于10cm）。分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设，也可将控制导体绞合，绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。

（3）电波干扰，指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。抗干扰措施同（1）（2），必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用的铁箱务必接地。

（4）接触不良干扰，指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良，电阻发生变化在电缆中产生的干扰，对此，采用并联触点或提高电器件等级来解决。对于电缆连接点应定期做拧紧加固处理。

2.其他注意事项

（1）装有变频器的控制柜，应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设备。

（2）弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的电器件。

（3）控制电缆建议采用1.25mm2或2mm2屏蔽绞合绝缘电缆。

（4）屏蔽电缆的屏蔽要连接到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时，屏蔽端子要互相连接。

三、变频器的常见故障分析

（1）变频器充电起动电路故障，通用变频器一般为用压型变频器，采用交—直—交工作方式。当变频器刚上电时，由于直流侧的平波电容容量非常大，充电电流很大，通常采用一个起动电阻来限制充电电流，常见的两种变频起动电路如图2所示。充电完成后，控制电路通过继电器的触点或昌闸管将电阻短路。起动电路故障一般表现为起动电阻烧坏，变频器报警显示为直流线线电压故障。一般，变频器的设计时，为了减小变频器的体积而选择较小起动电阻，其值多为10—50Ω，功率为10—50W；当变频器的交流输入电源频繁接通，或者旁路触器的触点接触不良时，都会导致起动电阻烧坏。因此在替换电阻的同时，必须找出原因，如果故障是由输入侧电源频率开始引起的，必须消除这种现象才能将变频器投入使用，如果故障只由旁路触元件引起，则必须更换这些器件。

（2）变频器无故障显示，却不能高速运行，经检查变频器参数设置正确，调速输入信号正常，经上电运行测试，变频器直流母线电压只有450V左右（正常应在580V-600V），再测输入侧，发现缺了一相。故障原因是输入侧的一个空气开关一相接触不良造成的。造成变频器输入缺相不报警，仍能在低频段工作，是因为多数变频器的母线电压下限为400V，只有当母线电压降至400V以下时，变频器才报告故障。而当两相输入时，直流母线电压为380V×1.2=452V>400V。当变频器不运行时，由于平波电容的作用，直流电压也可达到正常值，新型的变频器都采用PWM控制技术，调压调频的工作在逆变桥完成，所以在低频段输入缺相时仍可以正常工作，但因输入电压，输出电压低，造成异步电动机转速低频率上不去。

（3）变频器显示过流，出现这种显示时，首先检查加速时间参数是否太短，力矩提升参数是否太大，然后检查负载是否太重。如果没有这些现象，可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点，复位后运行，看是否出现过流现象。如果是，很可能是IPM模块出现故障，因为IPM模块内含有过压过流，欠压，过载、过热，缺相、短路等保护功能，而这些故障信号都是经模块控制引脚的输出Fn引脚传送到控制器的。微控制器接收到故障信息后，一方面封锁脉冲输出，另一方面将故障信息显示在面板上。应更换IPM模块。

（4）变频器显示过压故障，变频器出现过压故障，一般是雷雨天气，由于雷电串入变频器的电源中，使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸，这种情形，通常只需断开变频器电源1分钟左右再上电即可，另一种情况是变频器驱动大惯性负载，而出现过电压现象。这种情况下，一是将减速时间参数加长或增大制动电阻（制动单元）；二是将变频器的停止方式设置为自由停车方式。

四、结束语

4.变频器的故障分析论文 篇四

1变频器设备管理注意事项

变频器作为保证电动机正常运作的重要设备，在实际钻井工作中存在着多方面的用途。由于在钻井作业中往往会涉及到多种电动机械的实际使用，因而保证变频器的设备运行正常能够间接保证实际钻井工作的实际展开。因此在实际钻井工作中，注重钻井变频器的设备管理对提升工作质量具有着积极价值。

1.1温差影响

由于钻井工作的开展往往远离城镇，或处于城镇中较为偏僻的地理位置，因而实际钻井工作的开展往往会面临着较为恶劣的外界环境。其中，温差对钻井工作中钻井变频器的运行存在着较高影响。在面临着日夜温差较大的环境时，钻井变频器会受实际温差影响，而导致变频器内部线路受温差变化而易出现凝露现象。长期的凝露现象很容易对变频器内部线路造成腐蚀乃至于破坏现象，进而使线路损毁，引发短路或设备加速老化等弊端产生。

1.2设备运输

钻井以及相关工作中，由于工作地点受地下石油气储备量影响，而导致了工作地点的不固定性。当石油气储量不足以维持开采工作进行时，就需要将钻井相关设备进行拆装与运输工作，以保证开采工作的持续性。这就使得在设备的运输过程中面临着运输损耗问题，由于变频器内部构造较为精密，在遭到震动或冲击时很容易对内部控制柜或变频房等精密设备造成震荡性损毁，而影响后续工作的开展。因此设备拆装以及运输同样是设备管理工作中的一大重点环节，在实际运输过程中需要对变频器的内部机构加以相关认知，进而在运输过程中轻拿轻放，防止磕碰和震荡造成的变频器损耗。

1.3工作环境

石油开采工作往往面临着较为恶劣的工作环境，因而在实际石油开采过程中，变频器所处的环境往往会面临着较为严重的沙尘以及酸性、腐蚀性气体的相关影响，这不仅对变频器的内部构造造成着较大的影响性，且就变频器使用寿命而言也存在着相应的缩减。因此，在实际工作环境中，需要对变频器的工作环境加以人工监督与调控，加强对设备的检修及维护频率，尽量延长其使用寿命，减少在钻井工作中的相关损耗。

1.4防雷击

5.鼓风机变频器停机的故障分析 篇五

1 故障分析与处理

2013年4月25日,某炼油装置改造后准备开工时,操作人员在对鼓风机进行工艺调节时,出现短暂停机而后又很快转起来,特别是在转速(频率)往下调节过程中,都出现停机现象,而升速过程中,运行平稳,没有出现报警或停机现象。

电气维护人员到现场观察了整个过程,转速在以2.5HZ的幅度往下调节时,变频器面板打出“警告5:电压过高警告(DC LINK VOLTAGE HIGH)”、“警告/报警7:过电压(DC LINK OVERVOLT)”和“警告/报警12:转矩极限(TORQUE LIMIT)”,之后变频器显示面板出现闪烁,变频器显示频率下降归零,之后又启动一致达到调节频率。通过对上述现象的分析,初步判断为在频率下调过程中,电动机由电动状态转为发电状态,反馈电压过高引起变频器中间直流环节过电压,出现报警和停机现象。

查看变频器参数,该变频器的加速时间为15s、减速时间为15s,由于改造之前变频器运行正常,频率上调和下调都正常,改造之后出现异常,电气维护人员与装置机械专业的人员沟通后发现,风机和电机的链接由原来的皮带传动改造为轴传动,改为刚性连接。风机在降速过程中,惯性很大,在变频器的输出频率很快降下来的情况下,风机仍然以较高转速在运行,出现“倒发电”状态,造成变频器直流环节过电压。为避免这种情况的出现,必须将变频器的减速时间放大,使之能够与鼓风机转速调整过程中的机械惯性匹配,从而避免出现报警或停机现象。如表1所示。

将变频器减速时间改为90s,再反复试验后,变频器再没有出现报警现象。运行几个月后,变频器运行良好,再无报警现象。

2 防范措施

(1)对变频器负载的变化情况要及时掌握,负载发生变化时相应的参数要进行对应的设定。

(2)定期对变频器本体进行检查,运行期间加强对变频器外观、冷却风机、变频器运行一段时间后对变频器的硬件进行一次检查,防止出现硬件上的问题,保证变频器长周期运行。

(3)保证变频器运行环境温度适应,避免环境温度过高造成电解电容寿命快速下降。

3 结语

从近一年的运行情况来看,变频器减速过程中的停机现象再没有出现,通过此故障处理可以看出变频器参数设定一定要与负载机械特性匹配。因此,探索合理的参数设定,为变频器及电机提供正确完善的保护功能对变频器长期运行是至关重要的。

参考文献

[1]咸庆信.变频器电路维修与故障实例分析[M].北京:机械工业出版社,2009.

6.变频器故障诊断技术分析与探究 篇六

【关键词】变频器自动化 技术故障 诊断技术

随着逆变技术的不断发展，变频器已被广泛应用于多个工业控制领域。由于技术原因，普通工人往往很难检测到许多驱动器故障和判断，由于比较困难招聘专业人士，只有等待一个新的逆变器制造商来取代，导致耗时太长，极大影响生产效率，为了处理好替代周期长的问题，企业经常使用买一些备用变频器被替换，因此无形中增加了企业生产成本。如果解决故障诊断和维修问题，通过研究和发展自己，应用合适的措施，在比较短的时间内，维修好变频器，而不用整个换掉，可以最大限度地减少损失。所以，处理好诊断与维修问题对于减轻工业生产非常有意义。本文对变频器故障及其诊断技术进行了探讨。

2变频器故障

2.1变频器的故障多种多样，通常分类如下。

（1）时间性故障

①设备老化失灵，在变频器设工作到后期经常出现，其主要原因是元器件老化失效、磨损产生的影响；②突发故障，经常突然失去某些性能；③不间断性故障，时有时无的特性。

（2）故障产生的规律

①恒久性故障，例如主电路功能的晶闸管被损坏的故障现象，该故障造成的损失将永远存在；②突发发性故障，如元器件脱焊、接触不良号和抗干扰信号异常所致，这些现象属于间歇性故障。

（3）故障产生的位置

①断电意味着由变频器造成的电网电压平衡，如过电压、欠电压、少相等；②内部故障，说的是硬件的问题，比如整流滤波电容器发生短接、过电压等故障

2.2变频器故障分析

（1）主电路故障。

①整流器损伤，整流器坏掉是变频器的主要电路的常见故障之一。一般变频器整流设备为三相全波整流器，变频器承担所有的整流器，输入功率过高，极易产生击穿损坏，一般的变频器无法输送电时，会发生保险丝熔断等迹象，三相输入端或者输出端为低电阻（电阻最小达到正常兆欧）或短路。更换整流器时，需在散热片表皮层接均匀涂摸有一层极好的导电性能的硅材料，再拧紧螺钉。

②输入电能电阻坏掉。产生的因素：核心电路接触器闭合差引起的流通时间太长和烧伤；充电电流过大而烧性；重新启动时，主电路上电和工作信号电路同时充电 ，很容易烧伤。其损伤特征烧毁，熏黑的外壳表现一般，爆裂和其它损害的迹象。

③变频器模块烧毁。逆变器模块损坏的原因是多方面的，如输出负载短路、过载、大电流连续运行；负载波动较大，造成过电流过大；散热设备散热不好，致使模块温度过高，从而导致模块的性能不佳、参数发生变化等问题，使逆变器输出异常。

（2）辅助控制电路发生故障。

①驱动电路故障。使用于驱动变频器的驱动电路，但也很容易被损坏。通常有明显的损坏的迹象，如设备（电容，电阻，晶体管和印刷板等）的爆发，颜色，断裂，驱动电路损坏呈现出来最常见的现象是少相或三相电压不等、不平衡等特征。

②开关电源损毁。开关电源损坏的一显著特征是变频器的功率没有显示。最常见的是开关出现问题，脉冲变压器坏掉，以及整流二极管，滤波电容器长期使用，导致电容自我调节能力下降。

3变频器故障诊断技术

3.1基于神经网络的变频器故障诊断

神经网络控制器没有数据模型的对象，所以可以对神经网络的故障进行预测和诊断，这种方法是科学的、合理的，当故障类型和故障信号之间的关系特别不能说明它的方法是比较合理的。逆变装置系统具有很强的随机性和模糊性，传统的故障检测方法已经无法应用，再应用神经网络可以解决这个问题。基于神经网络的故障诊断有很多优点，但也存在一些问题，这些问题主要存在于：获取样本比较困难；难以理解网络权值的表达形式；不重视专家的经验和知识。

3.2基于DSP的故障诊断方法

整流电压波形整流电路的方法是指正常运行和故障运行时的分析和分类，对“区域”的定义和故障模型的建立，对故障诊断的频谱分析措施进行升级，根据特征值判断查找；其次、归纳实验与数字信号处理算法和系统的实现，证明其该方法的可操作性。

3.3基于信号处理的变频器故障诊断

通过傅里叶分析法对三相全控电流故障诊断的基本思路是，通过对一些关键点的分析，对时域的频域信息进行分析，根据蝙蝠的具体特点进行故障诊断，并确定故障类型，然后利用相位特性进行故障诊断，并确定故障位置，利用沃尔什分析法对三相全控流进行故障诊断，在波形的基础上形成一个周期的时域波形的时域波形，在频率域的特定功能的故障，然后逆变器故障检测和测定。基于数学模型的故障诊断的信号处理方法不需要，因为对象具有许多优点，如：诊断速度快，灵敏度高，操作简单，也可以进行各种在线故障诊断。

4结语

本文着重阐述了近几年来国内外最新科研成就，在变换器故障诊断、故障诊断技术的发展趋势等方面借用数字信号处理器芯片完成报警系统的组成和诊断，具有很大的发展空间。

【参考文献】

[1]张志刚，崔兴旺.变频器使用中应注意的问题[J].科技信息（科学教研），2012，15（11）：47-48.

[2]贾振虹，吉强.变频器频繁故障的原因分析[J].甘肃科技，2012，21（07）：69-70.

[3]郑勇.浅谈变频器的选用和维护[J].科技广场，2013， 15（01）：

7.变频器的故障分析论文 篇七

关键词：玻璃纤维设备；变频器；故障诊断技术；信号处理；故障树；神经网络

中图分类号：TP307 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）34-0011-02

玻璃纤维设备中的变频器在克服传统变频器设备工作效率低、能源损耗大的基础上显示出较大的市场优势，被广泛运用于工厂的自动化生产过程中。由于电子设备本身具有易损耗的特性，在使用过程中容易出现各种故障问题，对企业的经济利益和生产效率造成不利影响，需要对其进行设备的技术诊断。当前，在变频器故障诊断领域中，比较热门的解决办法是故障诊断技术，这一技术已经成为变频器故障诊断的主流手段之一。

1 相关概念界定

1.1 玻璃纤维

玻璃纤维属于一种性能较优的无机非金属材料，主要包括二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁和氧化钠等主要成分。是通过将矿石研磨成粉后投入到池窑中燃烧，经过超过2000℃的高温熔制，熔成玻璃液，然后通过漏板流出冷却拉丝而成的产品。在实际生活中，玻璃纤维作为一种复合材料中的增强材料、电路基板和电绝缘材料等投入使用。

1.2 变频器

变频器作为一种精密的设备装置，包含整流电路、限流、驱动、滤波、逆变、制动、保护等电路，是由以上这些电路设备组合而成的电子器件。它属于交流电动设备的调速变频技术，具有调速效率高、精确度好、调度范围广、操作简单方便、稳定可靠等优势。一般按照其内部电路结构形式进行分类，可以将其分为交-直-交变频器和交-交变频器。

1.3 故障诊断技术

这一技术发端于20世纪中期，主要是一种应用型的技术设备。故障诊断技术主要包含两个方面的作用：一是对运行过程中的设备进行故障监测与排查；二是对已经出现故障的设备进行故障问题的判断，查找出现故障的明确原因。目前，故障诊断技术在工业化国家和地区被广泛采用，越来越受到人们的重视。

2 玻璃纤维设备中变频器存在的常见故障问题

2.1 参数设置方面的故障问题

众所周知，在玻璃纤维设备中，变频器的额定容量及其参数设定是在一定的海拔高度和环境温度下标示出来的，变频器使用参数的基本指标一般都是在1000m以下的海拔加上25℃～40℃之间的温度。如果在池窑生产中，玻璃纤维设备中变频器的使用环境超出了该项基本使用指标，就会导致变频器的参数、型号等存在降容故障问题。当玻璃纤维设备中的变频器在原料高温熔融、玻璃溶液被拉制成纤维丝状的过程中，如果参数不合适，不仅会使玻璃液拉不成密度统一的连续玻璃纤维，而且经常会出现拉断等方面的问题。

2.2 过压方面的问题

对于变频器而言，其工作电压都有一个使用范围，如果超过正常使用范围，则会损坏变频器，出现故障。在实际工作中，常见的过压问题主要表现在：由于输入交流过多的电压导致的故障问题；在发电时的过压问题。输入交流电源过压的问题一般都发生在节假日线路负载较轻而电压较高的情况下，变频器出现故障问题后，需要断开电源，停用一段时间后再送电启动即可。发电时的过压问题出现频率一般都较高，当电动机的实际转速比同步转速高，而电动机又处于发电状态或是频炉工作状态并向电网回馈能量时，变频器在没有安装制动单元的情况下容易出现过压故障问题。

2.3 其他方面的问题

这方面的问题主要包括过载、过流、欠压、温度过高。过载故障主要是变频和电机方面的过载问题，一般都是由于时间过短、电压过低和负载过重引起的，过流问题与过载故障不同，它是由于变频器的输出短路而引起的故障问题。虽然前面论述了过压导致的变频器故障问题，但当电压不够时，玻璃纤维设备的变频器故障也会出现，因此需要把握好这个电压力度范围，减少故障问题的出现。最后，还有一个温度过高的问题，温度太高，容易烧断变频器的拉丝，使传感器异常，出现故障问题。

3 玻璃纤维设备中变频器故障诊断的技术方法

当前，我国玻璃纤维设备中变频器故障诊断方法主要有以下三种：

3.1 信号处理的故障诊断法

傅立叶认为：通过对关键部位进行信号波形的诊断分析，将时域信息转换到频域分析，依据信息转换时的幅值特征来进行故障的诊断，进而判定故障的类型以及元故障的具体位置。另外有些专家提出沃尔什的信息故障分析法，认为只要对故障中的关键点进行沃尔什转换，将时域信息转换成频域信息中并做相应的故障特征分析，也能够确定具体故障的位置及其类型，只是与前者所使用的检测方法不一样而已。无论是哪一种信号处理的故障诊断方法，都有一些共同的特点，即反应灵敏度高、故障诊断快、操作简单方便等。通常采用信号处理的故障诊断方法需要有一些参数的设定，而设定的方法没有统一的格式，一般都需要有关专家凭借自身的经验来进行设定，这也是采用信号处理法的弊端之一。

3.2 故障树的故障诊断法

故障树诊断模型是一种提前设定好的因果模型，依据诊断对象的基本结构和功能特性进行模型的设定。这种诊断方法反映了系统内全部信息的逻辑关系，通过一种倒树状的结构形式表现出来，将变频器中最不希望出现的故障信息设定为顶事件，将导致故障信息发生的原因信息设定为底事件。一般情况下，都会将需要诊断的故障对象作为顶事件，在对故障进行分析以后制作出相应的故障树模型，最后根据模型类型，采取适当的方法实现故障原因的查找与诊断。

3.3 神经网络的故障诊断法

这种诊断方法不需要特定的参数模型，对于那些很难确定故障类型及其故障信号之间逻辑关系的场合比较适合。在克服传统式故障诊断方法弊端的基础上，神经网络的故障诊断法为快速、有效地进行故障分析和定位作出了贡献。当然这种方法也表现出了许多弊端，例如试验样本获取难度大、没有考虑到相关领域专家的实践经验、神经网络的表达形式一般人很难理解把握等。

除了以上三种主要的变频器故障诊断方法以外，还有一些专家从其他角度提出了故障诊断技术，例如电压源逆变器故障诊断法和六路触发脉冲的故障诊断法等。

4 玻璃纤维设备中变频器故障诊断技术今后的发展方向

变频器故障诊断技术虽然被广泛运用于各行各业的电子设备中，但由于其基础理论薄弱，发展历史不长，因此还需要不断努力，将今后的技术研究朝着特定方向发展。

需要不断引进国外先进成熟的技术理论，将这些理论不断运用到具体实践过程中反复试验。争取克服现有变频器故障诊断技术的弊端，不断借鉴其他领域的理论成果运用到变频器的故障诊断过程中来，采用联想记忆和ART、自组织等神经网络理论领域中的研究成果来帮助变频器进行故障的诊断和分析。在研究方法上，要不断研发新的变频器诊断方法，融合多种诊断方法于一体，互相取长补短，克服单一诊断方法带来的各种

弊端。

5 结语

变频器是一种较为复杂的电子设备，在玻璃纤维设备中的实际运行过程中会出现各种类型的问题，需要对其进行有效诊断处理才能保障相关设备正常运行。本文在论述各种故障诊断方法的基础上，提出了变频器故障诊断技术今后的发展方向，希望与各位同行共勉，不断促进我国变频器更好地发展。

参考文献

[1] 张森.变频器故障诊断技术探析[J].科学论坛，2013，（9）.

[2] 何锐.变频器故障诊断技术研究与分析[J].电源技术应用，2013，（3）.

[3] 和德明.变频器故障诊断技术研究与分析[J].电子技术，2012，（7）.

8.变频器的故障分析论文 篇八

由于变频器节电效果明显, 并且还可消除大电机启动时对电网的影响, 因此其应用越来越广泛。莱钢能源动力厂在各高、低压电机上也广泛使用, 为企业带来了巨大经济效益。但在使用过程中也出现了许多故障, 影响了设备的稳定运行, 有的还对生产造成了很大影响, 需要对出现的各类故障进行总结、处理, 以保障变频器的稳定运行。

1 接地短路故障

某除盐泵变频器在运行过程中故障跳车, 经检查故障代码为“5CF3”, 变频器接地短路跳闸。

引起变频器接地短路跳闸的原因主要有: (1) 电机绝缘受损; (2) 电缆绝缘受损; (3) 变频器内部短路; (4) 几个电机并联, 变频器输出有较大的接地泄漏电流。

故障发生后, 我们先对电缆和电机的绝缘情况进行了测试, 电缆三相对地、相对相之间绝缘都在500 MΩ以上, 电机对地绝缘在200 MΩ, 都符合规程要求, 说明电缆和电机都没有问题。为检查变频器内部是否有故障, 我们将变频器输出侧三相电缆拆除, 对变频器上电运行, 运行一段时间正常, 没有出现跳闸, 说明变频器内部无故障。排除以上几个可能原因后, 我们认为可能是电缆长度过长 (超过300m) , 对地电容电流较大, 造成变频器接地短路跳闸。

电缆对地有一定的分布电容, 电容电流的大小与电缆的长度、绝缘材料等因素有关, 电缆长度越长, 电容电流越大。电缆长度较短时, 影响可以忽略不计, 但如果电缆长度过长, 较大的电容电流就有可能使变频器在运行中发生接地短路跳闸。

为解决此问题, 就必须对电容电流进行补偿, 我们采取在变频器输出侧与电机之间串联电抗器的方法, 电抗器的选型与变频器容量有关, 通过查找手册, 选择VW3A5103型电抗器。

通过在变频器输出侧串联电抗器有效补偿了电容电流, 变频器重新上电后运行正常。

2 单元驱动故障

引风机高压变频器在运行中曾出现过单元驱动故障, 导致引风机停运, 给锅炉的运行造成了较大影响。

引起变频器单元驱动故障的原因主要有: (1) 单元检测板短路; (2) 功率单元输出端子短路; (3) 电机绝缘受损; (4) 负载存在故障。

故障发生后, 我们立即对变频器输出电缆进行了拆除, 对电缆和电机绝缘进行了测试, 结果都在2 500 MΩ以上, 又对变频器进行了空载试运, 运行一段时间后变频器单元驱动故障跳闸, 因此我们判断变频器内部单元有故障, 经对变频器的功率单元进行详细检查, 发现有一单元输出L1、L2端子短路, 需要对功率单元进行更换。

更换方法: (1) 停机, 使变频器退出运行状态; (2) 切断高压电源, 摇出高压开关小车, 将高压柜接地倒闸接地; (3) 打开单元柜柜门, 等待所有单元的指示灯熄灭; (4) 拔掉故障单元的TX、RX两根光纤头; (5) 拆下故障单元的R、S、T输入电源接线和L1、L2输出连接铜排; (6) 拆下故障单元与轨道的固定螺丝; (7) 将故障单元与轨道拔出, 注意轻拿轻放; (8) 将新单元上的光纤座塞子安放到更换下来的单元上; (9) 按与上述拆卸相反的顺序将备用单元装上并接线。

备用单元安装完成后, 我们对变频器进行了上电试运, 运行正常。随后又进行了带负荷试运, 运行状况良好。

更换过程中的注意事项:变频器停电后单元内仍可能存在危险电压, 因此一定要等待LED熄灭5min后方能拆下光纤插头, 分离单元;如果要对单元内部进行操作, 则必须等电容完全放电后才可以。

3 过压故障

某循环泵高压变频器在启动或运行过程中曾出现过过压故障, 导致循环泵停运。

变频器过压故障是指单元直流母线电压超过1 150V时变频器过压跳闸。引起单元过压故障的原因主要有: (1) 输入侧高压电源超过允许最大值; (2) 在减速过程中造成变频器过压跳闸。

故障发生后, 我们先对变频器的输入电压进行了检测, 当时变频器输入侧电压在10kV, 完全符合规定。又查看了锅炉DCS系统趋势, 发现变频器是在减速过程中跳闸的。变频器的减速时间序图如图1所示。

由于在减速过程中变频器输出频率下降的速度比较快, 而负载惯性比较大, 靠本身阻力减速比较慢, 使负载拖动电机的转速比变频器输出频率所对应的转速还要高, 电机处于发电状态, 从负载侧向变频器中间直流回路回馈能量, 短时间内能量的集中回馈, 可能会超出中间直流回路及其能量处理单元的承受能力, 从而引发过电压故障。若变频器没有能量处理单元或其作用有限, 因而导致变频器中间直流回路电压升高, 超出保护值, 就会出现过电压跳闸故障。

针对这一情况, 我们经过几次实践, 适当延长了变频器减速时间, 消除了故障。

4 过流跳闸

引风机高压变频器在启动过程中多次发生过流跳闸, 造成引风机无法启动。

造成变频器过流的原因主要有: (1) 启动频率过高; (2) 电机堵转; (3) 光纤未插紧; (4) 加速时间太短; (5) 霍尔元件工作不正常。

故障发生后, 我们协同厂家人员对故障原因进行排查, 由于故障都是发生在启动加速过程中, 所以我们怀疑有可能是设置加速时间太小所致。变频器加速时间序图如图2所示。

变频器启动加速时间设定太短, 变频器输出频率的变化远远超过电机转速的变化 (失速) ;V/F电压提升太大, 变频器输出频率已经比较高了, 而电机转速还比较低 (即电机转速的变化滞后于变频器频率的变化) , 也会造成失速故障。这种“失速”就会导致变频器过流故障。

我们在检查电机及引风机没有问题后, 适当延长了变频器启动加速时间, 消除了故障。

5 变频器的维护

(1) 经常检查室内温度、通风情况, 室内温度不要超过45℃;

(2) 保持室内清洁卫生;

(3) 经常检查变频器是否有异常声响、异味, 柜体是否发热, 排风口是否有异味;

(4) 经常检查冷却风机是否运转正常, 更换或清洗过滤网;

(5) 定期记录变频器运行情况, 发生故障跳闸时, 要记录故障情况, 查明原因并排除后方可再次上电。

6 结语

变频器的故障类型多种多样, 有因为参数设置不合理而导致的软故障, 也有关键部位损坏造成的硬故障, 无论哪种类型的故障, 作为工程技术人员都要认真进行总结, 举一反三, 同时, 要重视高压变频器的运行环境, 严格执行变频器的运行维护规定, 只有这样才能保证变频器的稳定运行, 发挥好它的节电效果, 为企业带来经济效益。

参考文献

[1]姚锡禄.变频器技术应用[M].北京:电子工业出版社, 2009.

9.变频器的故障分析论文 篇九

变频控制系统有闭环、开环两种方式, 闭环控制方式主要用于输油和污水反冲洗的变频器系统, 液位信号、流量信号控制变频器输出频率。开环控制方式用于注聚、单井采油装置等。

变频器控制系统通常由传感器、变送器、调节器、控制器、变频器、电动机及被控制负载组成。传感器用来感测被控设备中的被控参量, 它可以是流量、液位、压力、温度等等, 一般是利用传感器将被控参数转换成电信号[1]。然后变送器再将传感器得到的电信号进行处理, 然后调整为0~10 V电压信号或4~20 m A电流信号作为调解器的控制信号。调节器与控制器是一个由单片机或者PLC组成的微型控制系统, 能够实现逻辑分析、数据判断及功能计算。它拥有数字量与模拟量的输入端和输出端, 可以在软件控制下实现PID或模糊控制, 还可利用数字量输出端口操控数台电动机调频与工频之间的切换等操作。以上说明的控制系统都是闭环控制系统, 有时针对一些简单的控制系统也采用开环式控制系统[2], 当系统被控参数发生偏差后, 用手动方式去调整变频器给定值, 从而改变被控参数来调节电动机速度。

1 基本概况

1.1 变频器运行状态

经过调查, 截至2011年3月1日, 大庆油田共有各类变频器10 396台。涉及变频器控制系统开发商265家。其中, 站 (库) 安装变频器4997台。正常投入使用, 能够利用变频调节、节能作用的有3780台, 占总数的75.65%;满负荷工作、工况不适合投用变频器的有363台, 占总数的7.26%;工艺原因 (如注入站停注) 停用闲置的有566台, 占总数的11.33%;未投产或备用的有183台, 占总数3.66%。目前, 变频器或变频控制系统故障待修的有105台, 占总数的2.10%。具体情况见表1。

单井安装变频器5399台。投入使用的有4767台, 占总数的88.30%;其中投入使用, 但变频器和电动机功率匹配不合理, 大功率变频器拖动小功率电动机而使变频器作用没有充分发挥的有879台, 占总数的16.28%;小功率变频器拖动大功率电动机致使变频器无法投用的有288台, 占总数的5.33%;未投用 (停产、工况不合适等) 的有288台, 占总数的5.33%;变频器故障待修的有344台, 占总数的6.38%。具体情况见表2。

1.2 变频器的管理现状

目前, 各单位对变频器的管理采取谁安装谁负责、谁使用谁管理的原则。在日常维护方面, 各单位针对实际情况相应的制定了变频器管理制度, 由负责变频器的管理部门定期检查。日常保养和维护工作由岗位操作人员进行维护;在维修方面, 大部分单位的故障变频器需要外委维修, 维修任务由生产厂家负责。

2 变频器存在的主要问题

2.1 变频器运行时出现的故障

先期使用的变频器已经进入故障期, 如果有故障变频器不能及时修复, 对生产影响很大。通过此次调查, 站库安装的变频器使用时间超过5年的, 占总量的48.3%, 故障率16%;使用时间在五年内的变频器占总量的51.7%, 故障率3%;单井安装的变频器使用年限较短, 但野外环境恶劣, 故障率约为12.9%。

2.2 变频器控制系统设计问题

部分变频器控制系统在设计上存在缺陷。现场很多变频器功率与电动机功率相同, 而实际上变频器应该比电动机大一个功率等级, 这样更有利于延长变频器使用寿命;926套变频控制系统没有工频和变频切换功能, 一旦变频器出现故障, 将影响生产。

3 变频器应用现状

3.1 联合站与转油站的原油外输系统

原油外输系统由显示控制器、变频控制柜、可编程控制器 (PLC) 、液位表、液位变送器组成。液位表或PLC把设定值转换成标准控制信号来控制变频器, 借此使变频器改变电动机频率来实现对流量的控制。液位变送器测量的实际液位与设定值相比较, 然后修正液位表或PLC的输入值, 使整套系统实现闭环控制。原油外输系统常见故障有:

1) 液量突然增多, 变频器满负荷工作, 长期保持工作在45~50 Hz状态, 带载能力下降, 会经常出现过载保护。

2) 泵与电动机检修后, 电动机输出轴与泵轴不同心, 负载增大, 变频器过载保护。

3) 变频器选型不当, 容量不足 (变频器容量一般为1.3~1.5倍电动机容量) , 加速电子器件老化, 变频器过流保护。

4) 液位表或者PLC损坏, 导致变频器不能实现控制。

5) 积灰严重, 变频器内部热量无法散出, 致使变频器过热保护。

6) 站内外输管线单流阀损坏, 变频器负载过大, 过载保护。

3.2 污水反冲洗系统

反冲洗变频系统由流量表、变频控制柜、可编程控制器 (PLC) 、微机或触摸屏组成, 实现反冲流量的梯度调节和反冲时间的控制, 使反冲洗达到要求。反冲洗变频系统常见故障有:

1) PLC、微机或触摸屏故障, 变频器无法进行反冲洗操作。

2) 长期满负载工作, 电子器件老化, 变频器与电动机功率余量不足。

3) 积灰严重, 变频器内部热量无法散出, 致使变频器过热保护。

3.3 注聚及单井变频系统

注聚及单井变频系统结构简单, 一般只需要1台变频器带1台电动机, 实现简单的变频器启、停功能即可。注聚及单井变频系统常见故障有:

1) 注聚站环境一般较潮湿, 对线路及变频器内部器件都会有很大影响。

2) 有些注聚站会出现2台变频器同时向1口井注聚, 单流阀损坏, 导致其中1台变频器过载保护。

3) 注聚站变频器24 h运转, 风扇损坏加上积灰严重, 致使热量不能及时散发出去, 变频器过热保护。

4) 单井变频器在室外放置, 冬天长时间停机后, 可能由于气温低无法正常启动。

4 建议

1) 操作人员要熟知变频控制柜上指示灯、指示表、开关、按钮的作用, 并掌握变频器的状态;出现变频器故障时, 要及时将电动机切换到工频工作状态;变频器出现故障后, 及时记录故障信息并真实反映给管理和维修人员;变频器出现故障, 不要盲目再次送电, 要判断故障后才能送电。

2) 维修工作人员要定期对变频器进行清灰处理, 并且要保持变频器内部清洁、风道畅通, 周围环境的清洁、干燥;在变频器出现故障报警后不要盲目重新启动, 要检查完外部负载及电气设备无问题后, 再检测变频器主要器件, 如果没有问题, 按照操作要求启动变频器。

参考文献

[1]倪潮鹏.变频调速技术在暖通空调中的应用[J].日用电器, 2006 (5) :53-56.

10.变频器的常见故障维修和防范对策 篇十

如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。提高变频器自身的抗干扰能力固然重要，但由于受装置成本限制，在外部采取噪声抑制措施，消除干扰源显得更合理、更必要。以下几项措施是对噪声干扰实行“三不”原则的具体方法：变频器周围所有继电器、接触器的控制线圈上需加装防止冲击电压的吸收装置，如RC吸收器；尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主线路分离；指定采用屏蔽线回路，须按规定进行，若线路较，应采用合理的中继方式；变频器接地端子应按规定进行，不能同电焊、动力接地混用；变频器输入端安装噪声滤波器，避免由电源进线引入干扰。

安装环境， 电源异常， 雷击、感应雷电， 电源高次谐波。

1.安装环境

变频器属于电子器件装置，在其规格书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应抑制措施：振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路，作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构；温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。

除上述3点外，定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合，为防止微处理器因温度过低不能正常工作，应采取设置空间加热器等必要措施。

2.电源异常

电源异常表现为各种形式，但大致分以下3种，即缺相、低电压、停电，有时也出现它们的混和形式。这些异常现象的主要原因多半是输电线路因风、雪、雷击造成的，有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外，有些电网或自行发电单位，也会出现频率波动，并且这些现象有时在短时间内重复出现，为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也提出相应要求。

如果附近有直接起动电动机和电磁炉等设备，为防止这些设备投入时造成的电压降低，应和变频器供电系统分离，减小相互影响；对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合，除选择合适价格的变频器外，还因预先考虑负载电机的降速比例。变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式，当电压回复后，通过速度追踪和测速电机的检测来防止在加速中的过电流；对于要求必须量需运行的设备，要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。

二极管输入及使用单相控制电源的变频器，虽然在缺相状态也能继续工作，但整流器中个别器件电流过大及电容器的脉冲电流过大，若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响，应及早检查处理。

3.雷击、感应雷电

雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器的损坏。此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，短路器开闭也能产生较高的冲击电压。

变压器一次侧真空断路器断开时，通过耦合在二次侧形成很高的电压冲击尖峰。

为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件，保证输入电压不高于变频器主回路期间所允许的最大电压。当使用真空断路器时，应尽量采用冲击形成追加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器，因在控制时序上保证真空断路器动作前先将变频器断开。

过去的晶体管变频器主要有以下缺点：容易跳闸、不容易再起动、过负载能力低。由于IGBT及CPU的迅速发展，变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能，大幅度提高了变频器的可靠性。

如果使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”，其中“起动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因，将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算，计算出当前时刻所需要的转矩，迅速对输出电压进行修正和补偿，以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。

此外，由于变频器的软件开发更加完善，可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障化解后仍能保持继续运行，例如：对自由停车过程中的电机进行再起动；对内部故障自动复位并保持连续运行；负载转矩过大时能自动调整运行曲线，避免Trip；能够对机械系统的异常转矩进行检测。

变频器对周边设备的影响及故障防范。

变频器的安装使用也将对其他设备产生影响，有时甚至导致其他设备故障。因此，对这些影响因素进行分析探讨，并研究应该采取哪些措施时非常必要的。

4.电源高次谐波

由于目前的变频器几乎都采用PWM控制方式，这样的脉冲调制形式使得变频器运行时在电源侧产生高次谐波电流，并造成电压波形畸变，对电源系统产生严重影响，通常采用以下处理措施：采用专用变压器对变频器供电，与其它供电系统分离；在变频器输入侧加装滤波电抗器或多种整流桥回路，降低高次谐波分量，对于有进相电容器的场合因高次谐波电流将电容电流增加造成发热严重，必须在电容前串接电抗器，以减小谐波分量，对电抗器的电感应合理分析计算，避免形成LC振荡。电动机温度过高及运行范围。

对于现有电机进行变频调速改造时，由于自冷电机在低速运行时冷却能力下降造成电机过热。此外，因为变频器输出波形中所含有的高次谐波势必增加电机的铁损和铜损，因此在确认电机的负载状态和运行范围之后，采取以下的相应措施：对电机进行强冷通风或提高电机规格等级；更换变频专用电机；限定运行范围，避开低速区。

5.振动、噪声

振动通常是由于电机的脉动转矩及机械系统的共振引起的，特别是当脉动转矩与机械共振电恰好一致时更为严重。噪声通常分为变频装置噪声和电动机噪声，对于不同的安装场所应采取不同的处理措施：变频器在调试过程中，在保证控制精度的前提下，应尽量减小脉冲转矩成分；调试确认机械共振点，利用变频器的频率屏蔽功能，使这些共振点排除在运行范围之外；由于变频器噪声主要有冷却风扇机电抗器产生，因选用低噪声器件；在电动机与变频器之间合理设置交流电抗器，减小因PWM调制方式造成的高次谐波。

6.高频开关形成尖峰电压对电机绝缘不利

11.变频器的故障分析论文 篇十一

WK系列电铲采用ACS800变频器进行调速控制, 是DTC控制技术全球首次进入重装备行业, 弥补了相应的市场空白。鉴于这种控制技术在重装备行业的使用中尚无先例, 其变频器产生的故障往往会对电铲用户及维护人员产生困扰, 针对此下面就WK系列电铲使用ACS800系列变频器的常见故障进行描述分析。

1 常见故障分析

1.1 2330-接地故障或模块电流不平衡

接地电网中的接地故障, 内部电流互感器的电流和过大。

此故障虽然报警时显现于ISU整流单元的面板上, 但接地故障的原因却不局限于整流单元。LCL滤波器、整流器、直流回路、逆变器、电机电缆或电机出现接地故障, 或并联的逆变模块电流不平衡都有可能会报2330 EARTH FAULT。

处理接地故障时不能只着眼于整流单元要全盘考虑。例如:在某矿报接地故障时故障就发生于制动单元的电阻电缆, 在长时间使用后制动单元的电缆表皮磨损接地。某矿电机编码器的屏蔽层与电机电缆接头相接, 导致接地故障。整个电铲都是一个系统, 遇到接地故障时一定要全面考虑, 不光是变频器内部, 还有可能是其他机构接地导致。例如:在某矿报接地故障时故障发生原因为逆变机构电机的速度编码器屏蔽层未能固定可靠与电机三相电源接触, 因屏蔽层双端接地导致变频柜接地继电器报接地故障。

1.2 3210-直流母线电压过高

遇见此故障需检查外部供电电压是否正常, 检查逆变器相关参数 (如:加减速时间等) 是否在合理范围内, 检查制动单元和制动电阻是否正常。

1.3 CHARGING FLT-直流母线欠压

由于电源缺相, 熔断器烧断或整流器内部故障, 导致中间直流母线欠压。

首先检查供电电源是否有故障或是熔断器、断路器有故障。其次检查电源电压, 一般矿上的供电网络都不太稳定, 由于电网挂载设备较多, 电压突然拉低的状况时有发生。建议将变压器二次侧输出电压调整至略高于690 V的档位。然后检查欠压限幅值是否太小 (30.12) 。

对于使用二极管整流 (无电网回馈、非四象限) 的电铲还需要检查逆变器的相关设定参数是否正常。使用IGBT的ISU整流单元为四象限整流可回馈性整流单元, 直流母线电压由参数设定基本保持稳定。

1.4 2310-输出电流超过限幅值

报2310故障, 首先查看负载状况, 是否超出设计范围。其次检查逆变器加速时间, 是否设定的时间过短。再次检查电机和电机电缆, 是否有接地或短路故障, 相序是否正确等等, 还有集电环等相关位置是否接地。最后检查电机速度编码器及其接线, 是否有干扰或破损。

某矿曾报2310故障, 检查发现集电环刷架偏移, 导致电机电缆接地。

1.5 7301-电机编码器故障

脉冲编码器和脉冲编码器接口模块之间的通讯, 或模块和传动单元之间的通讯出现故障。

可能的原因有很多, 如:电缆松动、短路或破损、通信超时、脉冲编码器模块不完整或是内部计算速度与实际测量速度相差太大等等。所以检查时要注意光纤和编码器电缆是否正常, 检查是否有较强的干扰源, 检查编码器接线, 是否A、B通道接反了, 检查编码器脉冲数是否设置正确等等。

某矿曾出现编码器电源线破损后短路报故障7301, 将电缆破损处理后恢复正常。在实际使用时发现ACS800系列变频器的电机编码器回路比较容易受到干扰, 所以屏蔽层必须可靠接地且在安装时尽量远离各类干扰源。

1.6 7121-电机堵转故障

7121 MOTOR STALL故障原因可能是过载或是电机功率不足。堵转时间设置太短, 电机抱闸未能完全打开以及编码器松动或脱落等等。

出现故障后应先检查负载是否超出设计范围, 检查堵转时间设定是否在合理范围, 检查电机抱闸是否完全打开以及检查编码器的状况是否良好。

检查编码器时可以先将控制方式设定为开环, 如果系统正常则可以判定编码器回路有问题。如改为开环后系统仍然有问题, 则可以判定不是编码器回路的故障。

在实际使用时一定要注意矿方提供的采掘面的松软程度, 在国外某矿因为天气极度严寒且不使用炸药松动, 采掘面极其坚硬导致电铲无法正常工作。现场采掘面是否过于坚硬可以观察电铲逆变器电流是否达到上限, 若电流频繁冲击上限建议更换作业面。

1.7 4310-过温故障

4310 MOTOR TEMP故障原因可能是过载、电机功率不足或是冷却不充分导致。

一般来说先检查冷却风机的运行状况, 鉴于电铲的实际运行温度较高且灰尘较大, 模块风机的损坏率相对一般工厂环境要高许多, 经常性出现风机损坏后逆变器报4310故障, 更换后恢复正常。对于这种状况现场应加强防尘及清理工作, 定时点检。

1.8 整流单元无法启动

关于整流单元无法启动其实原因有很多。处理方法为:先将变频柜启动方式改为本地启动 (控制柜内部开关F81打至OFF挡) , 再一次启动后如果能正常启动的话则说明外围 (PLC控制部分及电路) 有故障, 需检查PLC程序内部相关变频器启动条件是否都达到了启动要求。若是本地启动也无法正常启动, 则说明整流柜启动部分有故障存在, 需处理。

若是变频器的问题导致无法启动, 则首先应该检查柜门上的电气分断开关和电气停止开关是否处于断开状态或是辅助触点损坏。其次检查安全继电器是否正常。某矿曾经出现过安全继电器损坏的先例。鉴于安全继电器有一定的保护作用, 所以建议损坏时及时更换再使用。但若是紧急状况下, 可以使用普通继电器或是接触器短时间替换使用。再次检查柜内元件是否正常, 例如风机开关、热继电器保护、预充电电阻等等是否正常, 因为相应元件的辅助触点都串在了启动回路里。最后检查主接触器的好坏。某矿曾出现过主接触器的线圈无法正常吸合。

1.9 整流单元无法关停

出现此故障的话检查主接触器的分离线圈, 某矿曾出现过分离线圈损坏的先例。

2 总结

本文列举的故障虽然是WK系列电铲的常见故障, 但也可用于其他系统的维修与维护工作。这些故障是我在工作中遇到的常见故障, 还有许多其他故障就不一一列举了。望广大电铲用户和维修人员能够从中借鉴, 找到检查故障原因的方法和思路。由于水平有限, 文中的不足和错误请给予批评与谅解。

参考文献

[1]苗根蝉, 刘晓星.WK-35电铲的电气故障类型与自诊断系统[J].机械工程与自动化, 2010 (6) :125-127.

12.变频器的故障分析论文 篇十二

关键词：变频器(HARSVERT—A)、故障处理

随着电子控制技术和集成高压大功率晶体管技术的不断成熟与发展，高压变频器的使用也越来越广泛，无论是高压异步电动机还是低压异步电动机，无论是泵还是风机，无论是工业设备上还是家用电器上都会使用到变频器，可以说，只要有三相异步电动机的地方，就有变频器的存在。特别是高压变频器现在在发电厂高压电动机上使用已较为普遍，那么，如何维护好高压变频器并使之正常工作，将直接影响发电厂机、炉的安全连续运行。下面就6KV高压变频器HARSVERT A系列在发电厂运行中的一些案例进行分析。

一、变频器的基本原理

按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：

n=(1-s)60f／p=nO*(1-s)

(P：电机极对数；f：电机运行频率；s：滑差)

从式中看出，电机的同步转速n0正比于电机的运行频率(nO=60f／p)，由于滑差s一般情况下比较小(0——0.05)，电机的实际转速n约等于电机的同步转NnO，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。电机的滑差s和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。

二、变频器的作用

1.调速：可以通过控制变频器的输出频率使普通的三相异步电动机工作在调速范围即任意地改变电动机的转速，频率与转速成正比。

2.节能：因为介质流量与风机或泵类的转速成一次方正比，转速大流量即大，而功率与转速成正比三次方，P1／P2=(N1／N2)³，转速低功率小。变频器调速比传统的电磁调速可以节电25％-80％。

3.软启动：将电动機的启动电压由零慢慢提升到额定电压，这样电机在启动过程中的启动电流，就由过去过载冲击电流不可控制变成为可控制。并且可根据需要调节启动电流的大小。电机启动的全过程都不存在冲击转矩，而是平滑的启动运行。

三、HARSVERT-A高压变频系统基本结构组成

基本结构组成最主要有三大块：变压器、功率单元、控制单元

1、主要分析功率模块的基本组成：

(1)功率器件：IGBT、旁路半桥、可控硅(如图)

(2)单元控制板：模块电源(H AS2015-W、HAS2.5-5-W)等

(3)驱动板：模块电源(HM7)、M57962AL、驱动端子等

四、案例分析

(一)功率模块导轨积灰放电导致驱动故障

1、故障现象：

(1).变频器运行一段时间后报A3，A4或者A7，A8驱动故障，后来演变成变频器一启动就报A3，A4驱动故障

(2)更换主控箱后，现象依旧在。

2、故障原因分析：

(1).功率单元自身的内部原因，这里面包括内部功率器件、电路板；

(2)功率单元对应的光纤问题

(3)相邻两模块之间的导轨绝缘问题；

(4)功率柜后挡板环氧板绝缘问题；

(5)模块输入侧三相绝缘的问题：如功率柜变压器柜侧板转接螺栓、三相输入电缆；

(6)变压器副边相邻线圈绝缘问题

3、判断分析：

(1)由于每次重启变频器能运行一段时间，初步判断：功率模块自身的问题可能性不大。

(2)每次都是两个模块同时报出，感觉上与模块的位置有关，那么：

a.相邻两模块之间的导轨绝缘问题；

b.功率柜后挡板环氧板绝缘；

c.模块输入侧三相绝缘的问题：如功率柜变压器柜侧板转接螺栓、三相电缆；

d.变压器副边相邻线圈绝缘问题

4、查找检查：

(1)现场目测导轨、功率柜后挡板环氧板、功率柜变压器侧板转接螺栓、三相电缆、变压器副边相邻线圈都看不出任何迹象。

(2)对功率模块现场摇绝缘，使用5000V的绝缘摇表测试；摇绝缘前功率模块的u V输出铜排拆开。测试发现：在测导轨之间摇绝缘时，在模块后侧的导轨之间出现电火花，绝缘值为零，打开功率柜后档板发现：功率模块导轨之间存在局部放电，导轨后端有积灰而且有积水(不久前柜顶漏水)。

5、处理措施：处理漏水地方，将积灰积水查干净并更换绝缘板。

(二)启动转矩大，导致的驱动故障

1、故障现象：

(1)6月19日，变频器启动过程中，报B3，B4，C5驱动故障；

(2)6月29日，变频器更换功率模块滤波板后，再次启动报A1驱动故障；

(3)7月8日，调整变频器主控参数后，第一次和第二次启动均报负载过流，第三次启动报C4驱动故障，同时负载过流。

2、现场检查：

(1)检查主控箱内各电路板级未见异常

(2)检查变频器高压电缆未见异常并测电缆及变压器绝缘正常；

(3)检查报驱动故障的功率模块发现内部均有一只IGBT击穿。

3、故障判断：

由于变频器故障发生的时刻在带载启动期间报驱动故障，且发现有报负载过流问题；根据这一现象我们判断是由于电机启动所需要的转矩较大，变频器在VVVF的控制方式下需要较大的启动电流。过大的启动电流导致功率模块内部的IGBT击穿报驱动故障。

进一步利用示波器监测VVVF和矢量控制下的启动电流确证。

4、分析判断：

(1)在查找问题过程中，为了尽量避免模块损坏，建议先不要带负荷试运行；以便确定故障与主控箱和其它设备无关，与负载有关。带负荷时开始将过流保护值设定小一点，从额定电流开始，然后，再逐步加大。

(2)通过对比，在电机启动转矩较大的情况下，可以考虑使用矢量控制运行；

5、处理措施：(1)更换功率模块；(2)适当调整加大启动转矩提升值。通过以上处理，现设备运行正常。