变频器常见故障和改善措施研究

杨雄

摘要：变频器是一种重要的电气设备，通过改变交流电动机的供电频率，从而实现对交流电动机转速的调整，有利于提高电气设备的控制精度、生产效率和产品质量，在各个行业的生产和控制活动中发挥着重要的应用价值。本文对变频器的结构和技术原理进行了分析，并探讨了变频器常见故障及改善措施。

关键词：变频器；常见故障；改善措施

引言

伴随社会整体不断进步，我国科技水平得到明显提升，变频技术也日益完善成熟，越来越多的变频设备被应用在各行业中。现代企业的发展越来越趋向于自动化控制，而自动化控制又离不开变频器控制，所以随着变频器技术的日趋完善和成熟，现在很多企业已经把变频器引用到了生产和控制操作中。虽然变频器具有功能强大、可行性强以及完善的检测保护功能等优点，但是在实际应用过程中，由于工作人员对变频器存在使用不当、操作有误、维护不及时等诸多因素，还是经常会发生各种故障。相关工作人员要快速准确地判断出变频器各种故障，并根据不同情况采取及时的、正确的维护对策，进而促进各种生产连续运行及企业经济效益的提高。

1变频器简介

1.1基本结构

变频器是由众多的半导体电子元件、电力电子元件和电器元件组成的复杂装置，其结构多采用单元化或模块化形式，如图1所示。变频器由主回路、逻辑控制回路、电源回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成。由于变频器电路板多采用SMT表面贴装技术，在变频器故障诊断中，因检测仪器、技术资料及技术水平等因素，在工程上一般只限于根据故障情况找出故障的单元或模块，即只做单元级或板级变频器内的控制电路框图检查维修。

1.2技术原理

变频技术的基本原理就是通过调整电源的频率实现对电动机转速的控制。交流电动机主要包括同步电动机和异步电动机，其转速表达式为：

；其中 ，式中n表示转子速度，n0表示电机同步转速，s表示转差率，表示电源频率，p表示电机极对数，通过公式可以发现，电源频率、极对数、转差率三个方面的改变可以实现电机的转速改变，其中变频调速是最稳定和简单的调速技术，这就需要发挥变频器的变频技术，实现对电动机的调速。在现代工业设备中，变频器主要采用VVVF控制方式，即保持电压和频率的比例系数不变，即改变电源频率的同时，对输出电压进行有效控制，这种变频调速技术叫做恒U/f控制。

2变频器常见故障分析及处理

2.1控制电路故障

控制电路故障主要包括主控制电路板、开关电源板、功率变换器、滤波电容等方面的故障。该故障主要表现为+5V、+12V直流开关电源电路烧坏、整流桥滤波电容击穿、中间直流回路故障、功率变换器因过热烧坏、控制电路板输出继电器烧坏、驱动电路故障、充放电电路故障等。针对变频器整流模块损坏，可以更换整流模块，要求其在与散热片接触的面上均匀地涂上一层传热性能良好的硅脂，再紧固安装螺丝。如果没有同型号整流模块时，可用同容量的其他类型的整流模块代替。

2.2过压欠压故障

每个变频器在工作中都存在一个固定额度的电压工作范围，一旦变频器工作电压超出这个固定的范围，那么很容易导致变频器的損坏，同时变压器也将体现相应的故障代码。针对过压故障，首先要排除由于参数问题而导致的故障，例如：减速时间过短，以及由于再生负载而导致的过压等，然后，检查电压检测电路是否出现了故障。出现欠压故障时，可以先看一下输入端电压是否偏低、缺相，然后看一下电压检测电路故障。电压类故障可以通过对时间设定的减速或是转矩功能的设定，将问题进行有效的解决。

2.3温度过高故障

变频器对散热有着较高的要求，由于变频器温度较高、风机损坏、温度传感器性能不良或者电机过热等原因会经常性的造成变频器过热继而出现故障。一般来讲，变频器通常会在内部对冷却风扇进行安装，并利用垂直安装的方法来对冷却循环效果进行确保，保证空气能够从下向上进行流通。在实际的使用过程当中，工作人员还应当对变频器的冷却风扇进行定期的检查，并保证其具有一定的温度控制，如果没有温度控制系统，则应该使得冷却风扇能够与变频器进行工作联动。

2.4参数设置不当

该故障主要发生在注聚泵用低压变频器，故障主要表现为起动时并不立即跳闸，运行过程中跳闸。可能原因有：泵工作状态不稳定；设备负荷若水泵管线等压力过大；升速时间设定太短；减速时间设定太短；矩补偿设定较大；引起低速时空载电流过大；设备的电子热继电器整定值不合理，动作电流值设定得偏小引起误动作。针对这一故障的预防措施及解决办法：根据生产设备的运行情况，及时对变频器的生产参数进行调整，使各类参数能够满足生产要求。

3变频器改善措施

3.1做好运行监测

在实际的工业生产中可以安排工作人员将变频器运行状态进行监测，可以在变频器正常运行时或者在不拆卸其盖板的前提下对变频器进行通电和启动试验时，对变频器的运行状况进行监测，用以排查各种异常情况。工作人员要检查并记录记录运行中的变频器输出三相电压和三相输出电流，并注意比较它们之间的平衡度，另外检查记录环境温度，变频器运行温度，察看变频器有无震动、异响，风扇是否正常等，对记录的数据进行统计、分析，做好变频器的运行状态监测。工作人员将变频器输出频率、输出电压电流以及散热器温度等参数每天进行详细记录并与正常数据进行比对，这样做可以将故障消除在隐患阶段。如果故障已经出现，也需要对故障代码以及故障时变频器的运行工况进行详细记录，为以后的维修工作提供参考。

3.2加强维护保养

相关运行维护人员必须做到变频器每季度保养一次，条件差的做到每月保养一次，对变频器内部的积灰、脏物等进行彻底清理。使将变频器保持清洁，操作面板清洁光亮；日常保养也要认真检查容易受损的元器件是否异常，各连接线和插件是否连接紧密，变频器是否有异常气味等。认真填写检查记录，发现问题及时汇报。在除污的同时要仔细检查变频器，察看有无发热变色部位，电阻有无开裂现象，电解电容有无膨胀漏液、防爆孔突出等现象，PCB板是否异常，有无发热变色部位，保养结束后，一定要进行试机，确保变频器工作正常。此外，每半月检查记录运行中的变频器输出三相电压和三相输出电流，并注意比较它们之间的平衡度，另外检查记录环境温度，变频器运行温度，察看变频器有无震动、异响，风扇是否正常等，对记录的数据进行统计、比较和分析，做好变频器的运行状态监测。

结束语

总而言之，变频器的应用给大型设备的调速、节约电能等带来很大便利，提升了企业的安全生产水平。变频器的正常运行需满足一定的工作环境，管理和维护方面的不当导致一些故障发生后不能及时处理。因此，必须重视变频器维护工作，保证变频器工作的稳定性及安全性，促进企业各项工作运行质量进一步提高。

参考文献：

[1]朱立龙.对变频器常见故障及解决方案的研究[J].电子技术与软件工程，2014，（19）：125-126.

[2]蒋勇.工业变频器常见故障分析与处理[J].机电信息，2011，（33）：103+105.endprint