变频器的安装维护与故障分析

马吉民

摘要：变频器广泛应用于国民经济的各行各业。其中变频器的安装、调试、维护以及故障处理问题，困扰了许多变频器代理商、电气工程师、直接用户。为了便于读者理解和具有可操作性，结合本人的工作实践，以接触的磨床上轴机械手三菱D700变频器为例，对变频器的安装与调试、使用过程中的常见故障分析与处理、保养与维护等积累的经验与同行分享。

关键词：变频器的安装;调试;维护;故障分析

1 变频器的安装

1.1 安装环境。（1）变频器不易安装在震动较大的地方，如果振动量较大变频器里面的主回路连接螺丝容易松动脱落，有不少变频器是因为这样而损坏的。（2）安装场所的周围温度不能超过（-10℃至+40℃）。因为电解电容的环境温度每升高10度，寿命近似减半，而两个大的整流滤波电解电容，是变频器的重要组成部件;如果温度过高还会对变频器内部IGBT模块的散热性能产生很大的影响，从而影响变频器的使用寿命。（3）变频器要安装在清洁的场所，空气相对湿度90%，无凝露，避免变频器在太阳下直晒。不要在有油性、酸性的气体、雾气、灰尘、辐射区的环境使用变频器。本单位都在厂房内将变频器安装在电控柜内，并在柜内安装降温空调。防止柜内温度超过额定值。

1.2 安装要求。（1）变频器只能垂直并列安装，上下间隙100mm-120mm。 因变频器内部装有冷却风扇以强制风冷，其上下左右与相邻的物品和挡板（墙）必须保持足够的空间。（2）变频器与电机必须接地。变频器正确接地是提高系统稳定性，抑制噪声能力的重要手段。变频器接地应和动力设备接地點分开。（3）电机电缆布线距离最长为500米。动力线与控制线必须分开走线。变频器旁边不要装有频繁动作的大电流接触器，因为它对变频器干扰非常大，容易使变频器误动作。

1.3 变频器的接线

（1）变频器输入端最好接上一个空气开关，保护电流值不能过大，以防止发生短路时烧毁太严重。（2）控制线尽量不要太长。因为这样容易使控制板受电磁波干扰而产生误动作，也会导致控制板损坏，为防止电磁波干扰，变频器输入、输出、控制线要使用屏蔽线，屏蔽层接线方法不能错一侧要接地，否则作用相反，有需要的可加装滤波器，调低载波频率。（3）一定不能将N端子接地。因为当变频器拖动电机处于制动状态时，电动机就变成了发电机，电机电荷由功率模块整流成直流堆积在主路上，那么发出来的电能将会被整流电路堵在主电路上，如果电机还在发电，主电路上的电压将会越来越高。变频器内部的电压检测电路，检测到电压上升到设定值时，保护电路将电能经过耗能电阻进入负极消耗多余能量，主电路电压下降;如果N端子直接接地，电机电荷通过模块与地行程回路，模块会承受不了这么大的电流。就会损坏模块。

1.4 变频器的调试

（1）调试变频器时应先空载、后轻载、再重载。（2）变频器的空载通电：检查变频器的接地;将变频器电源输入端经漏电保护开关接到电源上;检查显示屏显示是否正常;熟悉变频器的操作键。（3）变频器带电机空载运行：设置电机的基本参数;将变频器设置为本地操作模式，按运行、停止键，观察电机是否正常启动、停止;熟悉变频器的故障代码。（4）带载试运行：手动操作变频器面板的运行停止键，观察显示屏及电机运行停止过程有无异常现象;如果电机停止过程中变频器出现过流保护，应重新设定减速时间;如果设定时间内仍出现过流保护应改变停止的运行曲线;如果仍有过流保护，应增加最大电流保护值，至少有10%-20%的保护余量;如果还有故障，应更换更大一级功率的变频器。

2 变频器的维护

2.1 变频器的清洁。始终保持变频器表面在清洁状态，用清洁剂喷到外壳上用脱脂棉擦拭。要定时清理变频器冷却风扇和散热器的灰尘，柜内降温空调的隔尘滤网灰尘。一般我们在检修时会用电吹风或软毛刷进行清灰。

2.2 日常检查。（1）环境温度是否正常，要求在-10℃到+40℃范围内。观察变频器运行中是否有故障报警显示，变频器在显示面板上显示的输出电流、电压、频率等各种数据是否正常;显示面板上显示的字符是否清楚，是否缺少字符;（2）变频器风扇运转是否正常，有无异响，散热风道是否通畅;当散热风扇坏了以后，他会发出过热保护，当风扇有异响时应及时更换。

3 变频器常见故障诊断

3.1 过电流故障。如果变频器一上电就报过流故障，若去掉电动机不再报警，可能是变频器和电机间存在断路;若在运行过程中，出现机械卡死、重载、加减速时间设置过短或负载突变，使负荷分配不均也有可能引起过流，这时一般我们可以根据现场要求，合理的延长加减速时间，从而减少负荷的突变，或外加能耗制动元件。如果断开变频器与电机的连接变频器不运行时不报警，一运行还是过流故障，可能变频器主电路接口板电流检测通道损坏。

故障诊断：可能是短路、接地、过负载、负载突变、加/减速时间设定太短转矩提升量设定不合理、变频器内部故障或谐波干扰大等。

3.2 过电压故障。过电压主要体现为电机拖动大惯性负载或多电机拖动同一负载时由于负荷分配不均引起;处理时需加负荷分配控制，可以把变频器输出特性曲线调节的软一些。

故障诊断：电源电压过高、制动力矩不足、中间回路直流电压过高、加/减速时间设定的太短、电动机突然甩负载、负载愦性大、载波频率设定不合适等。

3.3 欠电压故障。欠电压主要由电源电压过低或缺相、一个直流母线上的电压过低或欠压检测元件出现问题引起。

故障诊断：电源电压偏低、电源断相、在同一电源系统中有大起动电流的负载起动、变频器内部故障等。

3.4 变频器过热故障。

故障诊断：负载过大、环境温度高、散热片吸附灰尘太多、冷却风扇工作不正常或散热片堵塞、变频器内部故障等。

3.5 变频器过载、电动机过载故障

故障诊断：负载过大或变频器容量过小、电子热继电器保护设定值太小、变频器内部故障等。

4 结论

总而言之，变频器的选用要与使用环境相适应，必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。在安装、调试变频器时一定要遵从变频器使用说明书的指导。熟练掌握变频器故障代码，在变频器故障时能最快分析故障原因并迅速解决。更换变频器零部件时，请不要用手直接触摸电子元件。变频器在使用过程中的维护保养很重要，要想做好变频器的维护保养工作，提高变频器的工作性能延长变频器的使用寿命就必须做好日常维护保养，本文中介绍的变频器故障排查的基本方法，排查方向，以及日常的保养可初步了解变频器，为以后的工作学打下一定的基础。

参考文献：

[1]张宗桐.通用变频器技术的发展和展望变频器世界[M].电子工业出版社.

[2]精永奎.通用变频器及应用[M].北京机械工业出版杜.

（作者单位：中国中车齐齐哈尔车辆有限公司）