宋忆穷 何军
新疆独山子石化 邮编833699
摘 要:
作为一种高效节能的电机调速装置，因其较高的性能价格比，变频器在工厂得到了广泛的应用。变频器在使用过程中的维护保养很重要，变频器的维护保养工作是提高变频器的工作性能延长变频器的使用寿命的重要手段，做好维护就需要了解变频器的基本结构和工作原理。所以本文主要介绍了变频器的结构原理及故障类型，方便快速了解变频器，更好地提升变频器的维护质量。
关键词：变频器 故障分析 维护
一、变频器的组成
1.1变频器的组成与分类
电压型变频器主电路包括：整流电路、中间直流电路、逆变电路三部分组。
1.2.变频器的分类
变频器分为“交-交变频器”与“交-直-交变频器”两种：
交-交变频器在结构上没有明显的中间直流环节（或叫“中间直流储能环节”、或“中间滤波环节”），来自电网中的交流电被直接变换为电压、频率均可调的交流电，称为直接式变频器。
交-直-交变频器有明显的中间直流环节，工作时，首先把来自电网中的交流电变换为直流电，经过中间直流环节之后，再通过逆变器变换成为电压、频率均可调的交流电，又称为间接式变频器。
1.3.变频器的原理
变频器的工作原理是由控制电路来控制主电路，在主电路中，整流器将交流电转变为直流电，直流中间电路将对直流电进行平滑滤波，逆变器最后将直流电再转换为所需要的频率和电压的交流电，个别变频器还会在电路内曾加CPU等部件，来进行转矩运算。
二、变频器的故障分析
变频器是由重多集成芯片，电子元器件等组成，装置较为复杂，寿命一般小于10年，使用过程中不可避免的会出现各种故障，正确的维护，定期的检修可保证变频器生产运行的正常进行。目前工厂在用的各类变频器的电机均为各装置区内的重要设备，平时因变频器故障影响工艺生产的事故多有发生。各装置现存变频器的类型也有不同，主要有美国ABB，丹麦丹佛斯，日本富士，德国西门子，法国阿尔斯通。对变频器常见故障进行分析如下：
2.1变频器外部引起的故障
2.1.1 变频器的工作环境
影响电子器件寿命及可靠性的重要因素是温度，可通过安装散热装置，并且避免日光直射来避免变频器温度过高；振动是对电子元器件造成机械伤害的主要原因，可安装在振动冲击较小的部位或者采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等会造成电子元器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路，可对控制柜进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构。
2.1.2 外部的电磁干扰
外部的电磁干扰可能会引起控制回路误动作，造成变频器工作不正常或停机，严重时损坏变频器。可采用以下方法抑制噪声干扰: ①采用屏蔽线回路②接地端子单独使用；③缩短控制回路的配线距离④周围的继电器、接触器线圈上加装RC吸收器；⑤输入端安装噪声滤波器。
2.1.3供电电源异常
为保证设备的正常运行，对变频器电源也有相应的要求。如果有直接起动电动机和电磁炉等设备应与变频器供电系统分离减少相互间的影响。
对于要求瞬时停电后，仍能继续运行的场合，除选择合适的变频器外，还应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。对于要求不能停止运行的设备，要对变频器加装自动切换的电源装置。
2..2变频器内部引起的故障
2.2.1参数设置引起的故障
应多注意电动机参数、变频器控制方式和启动方式的设定等，若发生参数设置故障，可根据故障代码或产品说明书进行参数修改，必要时可恢复出厂值，重新设置。
2.2.2过电流和过载
如果变频器一上电就报过流故障，可能是整流桥或逆变管损坏，需予以更换；若去掉电动机不再报警，可能是变频器和电机间存在断路；若运行中，出现机械卡死、重载、加速时间设置过短或负载突变也有可能引起过流，应从上述可能性逐一排查。
2.2.3过电压和欠电压
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；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，可检查供电电压是否正常，更换故障元件或维修相应检测电路
2.3.变频器对周边设备的干扰及对策
对供电电源的畸变，使处于同一供电电源的其他设备出现误动作，过热、和振动，严重时不能正常工作，对外部控制信号产生干扰，这些控制信号受干扰后，就不能准确正常地控制变频器运行，使被变频器驱动的电动机产生噪音，振动和发热现象。
2.3.1 对接在同一电源设备带来的干扰
当变频器的容量较大时，会使网络电压产生畸变，可通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰传入其它电路。消除或减弱对接在同一电源的设备带来的干扰，可将变频器的输入端串入交流电抗器，在变频器的整流侧插入直流电抗器。
2.3.2对于产生的振动干扰
变频器对电动机进行调速控制时，会使电动机产生振动。特别是较低阶的高次谐波所产生的脉动转矩，给电动机的转矩输出带来较大的振动。此时若机械系统与这种振动发生共振时，其振动就更为严重。
通常采取以下措施减小振动： 强化机械结构的刚性，将刚性连接改为强性连接。
在变频器与电动机之间串入电抗器
2.3.3对于被控制电动机的过热干扰
变频器对电动机进行调速控制时由于高次谐波的原因使其对同一电动机，在同一频率下运行时，电动机也将增加5%～10%的电流。此电动机温度会提高。此外，普通电动机安装在电动机轴上的的冷却风扇，在电动机连续进行低速运行时，由于电动机自身的冷却风扇的冷却能力不足，而出现电动机过热现象。 电动机过热的解决方法有以下几种： 1为电动机另配冷却风扇，改自冷式为他冷式。2增加低速运行时的冷却能力。 3选用较大容量的电动机。4 改变调速方案，避免电动机连续低速运行。
随着工厂电气自动化程度的提高，各种干扰因素也日益增多，只有对变频器的干扰问题有深入的了解认识，并及时采取相应的处理措施，才能够减少彼此之间的相互危害，更大程度的确保生产的正常运行和设备的稳定。
三、结 论
随着现代电力技术及智能控制技术的迅速发展，促进了电气技术革命。电动机变频调速以其高率高能以及优异的调速和启制动性能等诸多优点而被公认为最有发展前途的调速方式。
参考文献
[1]王廷才.主编.《变频器原理及应用》.机械工业出版社.
[2]何超.主编.《交流变频调速技术》.北京航空航天大学出版社.
[3]陈国呈,周勤利.变频技术研究[J].上海大学自动化学院学报.
[4]陈伯时，陈敏逊.交流调速系统(第2版).机械工业出版社.