在工业生产中,变频器作为一种重要的电气设备,广泛应用于电机调速控制。然而,由于各种原因,变频器在运行过程中可能会出现各种类型的故障,影响生产的正常进行。
一、主回路故障分析
变频器主回路主要由三相整流桥、限流电阻、接触器、主电容、逆变模块元件组成。其中整流模块、逆变模块和主电容是最常见的故障。
整流模块故障可以通过电源输入端子R、S、T,分别与直流侧的P、N端子之间的正反向电阻检测,来判断整流模块是否损坏
逆变模块故障则可以通过主回路输出端子U、V、W,分别与直流侧的P、N端子之间的正反向电阻,来判断IGBT是否损坏
主电容随着使用时间的增加,故障率随之上升,可以通过容量测量来判断电解电容器的劣化情况,当静电容量低于额定值的80%,绝缘阻抗在5 MΩ以下时,应考虑更换电解电容器。其寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定,一般温度每上升10℃,寿命减半。
二、控制回路故障分析
控制回路主要包括 检测线路、开关电源线路、驱动线路和逻辑控制回路等, 是变频器的重要组成部分。
开关电源主要为变频器其他部分供电,一般常见现象是开机无显示。
逻辑控 制回路 集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等 大规模集成电路,具有比较高的可靠性,本身出现故障的概率很小。但是,一旦 控制板上的芯片或管脚线路损坏,会使变频器失去控制功能。
检测线路传感器故障, 传感器主要用于监测变频器运行状态的重要元件,常见的是 温度传感器故障,会导致过温报警,热保护误动作或无法启动。 电流传感器CT故障,会使变频器无法准确监测输出电流,导致过流等报警。
三、冷却风扇故障分析
冷却风扇在长时间运行过程中,可能会出现电机损坏、叶片断裂等故障。由于长时间未保养,也会导致 灰尘、杂物堵塞在风扇叶片和散热片上,堵塞风道,影响散热效果。
四、外部干扰故障分析
外部干扰是变频器运行过程中不可避免的问题,外部干扰会导致变频器运行不稳定、误动作等故障。
电磁干扰 是最常见的外部干扰之一。变频器在运行过程中会产生电磁辐射,同时也会受到外部电磁辐射的影响。 (1)变频器自身的电磁辐射:变频器的高次谐波会产生电磁辐射,对周围的电子设备产生干扰。
(2)外部电磁辐射的影响:如电焊机、高频炉等设备产生的电磁辐射会对变频器产生干扰。
电源 中的谐波、浪涌、尖峰等也会对变频器产生干扰。
(1)电源谐波:电源中的谐波会使变频器的输入电流波形发生畸变,从而影响变频器的正常工作。
(2)电源浪涌和尖峰:电源中的浪涌和尖峰会对变频器的电子元件造成损坏,影响变频器的正常工作。
五、安装环境故障分析
安装环境对变频器的正常运行也有很大的影响。不良的安装环境会导致变频器故障频繁发生。
温度过高, 如果变频器安装在温度过高的环境中,或者通风不良,会使变频器内部元件性能下降,散热不良,从而导致故障发生。
湿度太大, 使变频器内部元件受潮,产生凝露现象,绝缘性能下降,从而导致故障发生。
灰尘、粉尘、棉絮太多, 使变频器内部元件积尘,散热不良,绝缘性能下降,从而导致故障发生。
另外,还有一个原因是选择了和环境不匹配的变频器防护等级,这也是在环境恶劣情况下,变频器故障频发的主要原因。
六、电源异常故障分析
电源异常包括电源电压异常、电源频率异常等。
电源电压过高 会使变频器内部元件过压损坏, 电压过低会使变频器输出电流增大,从而导致过流故障。同时,也会影响变频器的控制精度和稳定性。
电源频率异常, 会使变频器的输出频率产生相应影响,从而影响电机的转速和转矩。
七、电机侧故障分析
电机侧故障也会影响变频器的正常运行。电机侧故障主要包括电机过载、电机短路、电机接地等。
电机过载 是电机侧故障中最常见的一种。电机过载 机械部分卡住、电机堵转等, 会使变频器输出电流增大,从而导致过流故障。另外, 电机如果选型不当:电机的功率过小,无法满足负载的需求,也会使电机过载。
电机短路导致 输出电流急剧增大,从而导致过流故障。需要检查 电机绕组和 电缆是否存在短路现象。
电机接地 会使变频器输出电流增大,同时也会对人身安全造成威胁。
(1)电机绕组接地:电机绕组绝缘损坏会导致绕组接地。
(2)电缆接地:电机电缆绝缘损坏会导致电缆接地。
综上所述,变频器故障的原因是多方面的,在实际应用中,我们需要根据具体情况进行分析和处理。同时,为了保证变频器的正常运行,我们还需要注意变频器的安装、使用和维护,定期对变频器进行检查和保养,及时发现和处理故障,以确保生产的正常进行
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