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常見變頻器故障診斷與處理
發(fā)布時(shí)間:2021-01-12 16:33:40 | 瀏覽量:2226

下面容濟(jì)機(jī)電跟大家分享常見變頻器故障診斷與處理,變頻器有交—交變頻器和交—直—交變頻器兩大類。由于電壓型交—直—交變頻器主電路所用功率開關(guān)元件較少,電網(wǎng)側(cè)一般為二極管整流,功率因數(shù)高,線路簡單,控制多樣化,故應(yīng)用最為廣泛。

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其中整流電路模塊的作用是把三相交流電整流成直流電;逆變電路模塊的作用是有規(guī)律的控制逆變器中主開關(guān)器件的通與斷,得到任意頻率的三相交流電;中間直流環(huán)節(jié)模塊用來緩沖無功能量??刂齐娐纺K是變頻器的指揮中心,主要由運(yùn)算電路、檢測電路、控制信號(hào)的輸入、輸出電路和驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成,主要完成對逆變器的開關(guān)控制、對整流器的電壓控制及完成各種保護(hù)功能,也是經(jīng)常出故障的環(huán)節(jié)。

 

一、故障類型及產(chǎn)生原因

 

1、故障類型

 

當(dāng)變頻器不能正常工作時(shí)就可能發(fā)生故障。按所在部位不同有以下幾種:

 

?電源故障

  指變頻器所接電網(wǎng)存在的故障,如電網(wǎng)本身過電壓、欠電壓、三相不平衡、主開關(guān)接觸不良或損壞及熔斷器熔斷造成的缺相等。

 

?內(nèi)部故障

 

指變頻器本身的故障,可能發(fā)生在直流環(huán)節(jié),如短路、直流過壓、欠壓等。逆變環(huán)節(jié),如輸出過電壓、欠電壓、不平衡和過電流等??刂骗h(huán)節(jié),發(fā)生的故障較多。

 

?負(fù)載故障

  指電動(dòng)機(jī)故障,如斷相、過載、短路等。

  當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),變頻器將拒絕某些操作,主要是它的保護(hù)環(huán)節(jié)起作用。

2、故障原因

  變頻器在使用過程中,會(huì)出現(xiàn)各種故障現(xiàn)象。產(chǎn)生故障的原因也很多,概括起來有兩種原因:

 

?外部原因

 

由變頻器外部因素引起,如操作錯(cuò)誤、參數(shù)設(shè)定不正確、負(fù)載過重、外部冷卻風(fēng)扇損壞、溫度過高、外界干擾、電網(wǎng)本身有問題等。

 

?內(nèi)部原因

  由變頻器內(nèi)部因素引起,如短路、接地元件損壞、絕緣破損、接插件接觸不良、模塊損壞等。在處理故障時(shí),針對不同的原因采取對應(yīng)的解決辦法。

 

二、故障診斷與處理

 

故障診斷的任務(wù)是確定故障的性質(zhì),查出產(chǎn)生故障的原因和部位,以便迅速處理排除故障,恢復(fù)其功能,及時(shí)投入運(yùn)行。在診斷過程中應(yīng)借助一些儀器儀表和變頻器自診斷系統(tǒng)綜合分析。

 

1、故障診斷的過程

 

?詢問用戶變頻器的故障現(xiàn)象和查看變頻器指示等情況,包括故障發(fā)生前后外部環(huán)境的變化。例如,電源的異常波動(dòng)、負(fù)載的變化等。

 

?根據(jù)用戶的故障描述,分析可能造成此類故障的原因。

 

?打開被維修的設(shè)備,確認(rèn)被損壞的部位,分析維修恢復(fù)的可行性。

 

?根據(jù)被損壞器件的工作位置,通過閱讀電路,分析電路工作原理,從中找出損壞器件的原因,以及一些相關(guān)的電子電路。

 

?尋找相關(guān)的器件進(jìn)行替換。

 

?在確定所有可能造成故障,所有原因都排除的情況下,通電進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在做這一步檢查的時(shí)候,一般要求所有的外部條件都具備,并且不會(huì)引起故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。

 

?在檢修設(shè)備工作正常的情況下,就可以進(jìn)入系統(tǒng)測試。


2、診斷方法

 

?故障樹診斷法

  故障樹診斷法要求先列出系統(tǒng)或設(shè)備可能出現(xiàn)的故障,再將引起每個(gè)故障發(fā)生的直接原因包括硬件、環(huán)境、人為因素等,用適當(dāng)?shù)倪壿嫲阉麄兣c故障連接起來,構(gòu)成一棵故障診斷樹,如圖2所示。診斷時(shí)按樹由下而上逐級檢查,直到把故障找出為止。在故障較多時(shí),此法診斷方便快捷。從每個(gè)枝的基部開始檢查,直到找出故障的性質(zhì)、原因、部位為止。當(dāng)找到的一個(gè)故障排除后,故障現(xiàn)象仍存在,說明還有另外故障存在,必需再檢查試驗(yàn),直到故障全部查清。

 

?人工與自診斷結(jié)合法

  變頻器自動(dòng)診斷只能查出故障的性質(zhì)與部位,而原因不易找出,有時(shí)自診斷還有誤導(dǎo)之嫌,就得人工診斷。此時(shí)須根據(jù)自動(dòng)診斷信息,把可能引起此信息的故障列舉出來,再逐個(gè)檢查疑點(diǎn),縮小范圍,最終查出原因和部位。

 

?對比診斷法

主要指現(xiàn)象的對比,如切斷某一部分電路,更換某一元件,比較切斷與不切斷、更換與不更換現(xiàn)象是否一樣,如果現(xiàn)象相同說明故障仍然存在,故障原因與原電路、元件無關(guān)。如果故障消失,則說明故障根源出于此電路或元件。此法常用在有同型號(hào)的變頻器中。

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三、故障診斷舉例

 

1、直流過電壓故障舉例

 

?變頻器所接電網(wǎng)電壓超過額定范圍,因此整流后直流電壓高過允許值。

 

?電機(jī)減速時(shí)間設(shè)定太短,降速過快,反饋能量使濾波電容充電的電壓迅猛增加,形成高壓。

 

?并聯(lián)接在濾波器旁的制動(dòng)電阻沒有接通。不能消耗反饋電能,對抑制泵升電壓不起作用,電容上的電壓高于允許值?! ×谐鲆牲c(diǎn)以后逐條檢查、試驗(yàn)。在檢查時(shí)先檢查減速時(shí)間設(shè)定是否正常,正常的話進(jìn)入下一疑點(diǎn),用電壓表測量電源電壓,正常就檢查制動(dòng)電阻是否接通。按照上述步驟檢查試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)與制動(dòng)電阻相接的開關(guān)不能閉合。

 

2、變頻器的變頻功能失控故障舉例

 

某廠一臺(tái)拖動(dòng)潛污泵的安川616p5變頻器,在線停機(jī)4個(gè)多月恢復(fù)運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn),自開機(jī)的整個(gè)運(yùn)行過程中,屏顯50hz的頻率,表顯78a電流,不能更改。按照工藝要求泵機(jī)應(yīng)在50hz以下范圍內(nèi)運(yùn)行。顯然,變頻器的變頻功能失控。  現(xiàn)對故障進(jìn)行分析與檢測。變頻器能運(yùn)行在50hz的工頻中且輸出380v的電壓,泵機(jī)運(yùn)行。這些現(xiàn)象表明功率模塊輸出正常,控制電路失常。616p5是通用型變頻器,它的控制電路核心元件是一塊內(nèi)含cpu的產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)的專用大規(guī)模集成電路l7300526a。該變頻器通常處在遠(yuǎn)程傳輸控制中,從控制端子接受4~20ma的電流信號(hào)。根據(jù)通用型變頻器工作原理,頻率設(shè)定不可調(diào)故障現(xiàn)象,可能來自兩個(gè)單元電路:

 

?a/d轉(zhuǎn)換器。

 

?pwm的調(diào)制信號(hào)。

 

本著先易后難的檢修思路,為排除a/d轉(zhuǎn)換電路的隱患,采用排斥法檢測。首先卸掉控制端子相關(guān)電纜,改用鍵盤輸入頻率設(shè)定值, 屏顯故障現(xiàn)象依舊。

 

然后,采用比較法檢測。用model100信號(hào)發(fā)生器分別從控制端子fi-fc,fv-fc輸入4~2ma,0~10v模擬信號(hào),結(jié)果屏顯故障現(xiàn)象依舊。

 

  從鍵盤輸入數(shù)碼信號(hào),是通過編碼掃描程序進(jìn)入cpu系統(tǒng),控制端子輸入的模擬信號(hào)則是經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換后并經(jīng)邏輯電路處理進(jìn)入cpu系統(tǒng)。通過排斥法和比較法的檢測,可以確認(rèn)a/d轉(zhuǎn)換電路正常?! ?/span>

 

硬件完好,那只能在軟件上存在問題。從芯片l7300526a工作方式可知,該芯片采用數(shù)字雙邊沿調(diào)制載波方式產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào),驅(qū)動(dòng)晶體管功率模塊構(gòu)成的三相逆變器。載波頻率等于輸出頻率和載波倍數(shù)的乘積。

 

對于載波倍數(shù)的每個(gè)值,芯片內(nèi)部的譯碼器都保存一組相應(yīng)的δ值是一個(gè)可調(diào)的時(shí)間間隔量,用于調(diào)制脈沖邊沿)。每個(gè)δ值都是以數(shù)字形式存儲(chǔ),與它相應(yīng)的脈沖調(diào)制寬度由對應(yīng)數(shù)值的計(jì)數(shù)速率所確定。譯碼器根據(jù)載波頻率和δ調(diào)制,產(chǎn)生3個(gè)控制信號(hào),每個(gè)輸出級分配1個(gè),它們彼此相差120°相位角。616p5的載波參數(shù)n050設(shè)定的載波變化區(qū)間分別是[1、246]、[8][79]。根據(jù)616p5的載波參數(shù)n050的含義,重新核查載波設(shè)置值,結(jié)果發(fā)現(xiàn)屏顯輸出的是一個(gè)非有效值“10”且不可調(diào)(616p5載波變化區(qū)間的有效值應(yīng)為1-9)。由此可見屏顯輸出50hz不可變的故障顯然與載波倍數(shù)的δ有關(guān)。載波調(diào)制功能的正常與否直接影響功率晶體管開關(guān)頻率的變化,從而影響輸出電壓(即頻率)的變化。修改該參數(shù)后故障消除。

 

四、綜述

 

變頻器的應(yīng)用日趨廣泛,其日常維護(hù)管理,故障診斷處理會(huì)經(jīng)常遇到。本文對通用變頻器的故障診斷方法作一介紹,以供檢修人員參考,對保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供幫助,并節(jié)約外出維修費(fèi)用。

 

廣東容濟(jì)機(jī)電科技有限公司(原廣東容濟(jì)自動(dòng)化設(shè)備有限公司)是一家工控自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)服務(wù)商,作為中國工控維修行業(yè)的“0企業(yè),和華工等高校自動(dòng)化學(xué)院共建了自動(dòng)化研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地,被譽(yù)為工控界的黃埔軍校。目前公司擁有各類技術(shù)人員40來名,配備有人工智能AI專用檢修工具。從事工控技術(shù)服務(wù)20多年,變頻器維修、有工控、數(shù)控和機(jī)器人等系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試的豐富經(jīng)驗(yàn),對工業(yè)控制系統(tǒng)的維修維護(hù)有豐富的現(xiàn)場處理技巧,能解決各種復(fù)雜的系統(tǒng)性控制問題


 
 
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