工业生产过程中变频器的故障排除方法

第33卷第4期山西化工Vol．33No．42013年8月SHANXICHEMICALINDUSTＲYAug．2013收稿日期:2013-07-18作者简介:潘蕊，女，1978年出生，天津大学工程硕士在读，现主要从事自动化控制工作。生产与应用工业生产过程中变频器的故障排除方法潘蕊(山西焦化集团有限公司，山西洪洞041606)摘要:通过对变频器控制回路的剖析，提出了变频器控制回路抗干扰的具体措施。针对变频器在运行过程中出现的充电起动电路故障、变频器不能高速运行、变频器显示过流、变频器显示过压、电机发热，变频器显示过载故障进行了分析，提出了排除方法。关键词:变频器;控制回路;干扰;过流;过压;过载中图分类号:TN773文献标识码:A文章编号:1004-7050(2013)04-0052-03焦化及化工生产过程中变频器的应用日益广泛，从单纯的节能到全过程的工艺控制，发挥着不可替代的作用，直接影响着部分甚至整个生产系统的正常运行。例如，在焦炉生产工艺中，集气管煤气压力的控制效果将直接影响焦炉生产。如果炉内压力过高，会导致焦炉冒黑烟、煤气外泄，严重污染环境，给现场工人的工作和健康造成极大的影响和危害;如果炉内压力过低，炭化室将出现负压操作，会吸入大量空气，浪费大量的煤气，严重影响焦炭和煤气的产量和质量，且长期负压操作将会影响焦炉的正常生产及寿命。所以，技术人员提出使用变频调速来改变鼓风机转速，从而调节集气管的压力方案。焦化生产中掌握变频器运行过程中引发故障的原因及排除方法，可有效地提高设备维护检修的效率［1］。1变频器的基本结构变频器作为能够改变输出频率的设备，基本的结构由整流器件部分、直流部分和逆变器件(IGBT)部分组成。1)整流器件部分作为变频器与三相交流电直接相连的部分，整流器件通过二极管搭成全桥整流电路，实现对三相交流电的整流，把三相交流电变成直流电。2)直流部分直流部分是变频器的信号控制部分。整流器件把三相电变成直流电后，直流电部分取出所需的电压，带动驱动电路、检测电路和CPU控制器。驱动电路用来实现逆变器件的驱动，检测电路用来实现对温度、电流和电压的检测，CPU控制器实现判断和控制功能。3)逆变器件部分逆变器是能把直流电变成频率可调的交流电的器件，通过逆变器的驱动电路实现对逆变器的驱动，从变频器输出的电就变成了电压为380V、频率可调的交流电，驱动电机完成预想的控制工作。以上3个部分是变频器中都有的，只不过不同品牌的变频器实现的方式不一样。实际的维修中我们注意到，如果电网发生波动，首先受到冲击的是变频器中的整流器件。如果直流控制板有故障，也可以影响到整流器件，所以，在维修中整流器件的故障率相对多一些［2-5］。2变频器常见故障分析2．1变频器无故障显示，但不能高速运行焦化生产过程中堆取料机行走变频器曾发生变频器状态正常、但调不到高速运行的故障。经检查，变频器并无故障，参数设置正确，调速输入信号正常，上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有450V左右，正常值为580V～600V，再测输入侧，发现缺了一相。故障原因是，输入侧的一个空气开关的一相接触不良。为什么变频器输入缺相不报警仍能在低频段工作呢?实际上，变频器缺一相输入时是可以工作的，多数变频器的母线电压下限为400V，即当直流母线电压降至400V以下时，变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时，直流母线电压为380×1．2=452V＞400V。当变频器不运行时，由于平波电容的作用，直流电压也可达到正常值。新型的变频器都采用PWM控制技术，调压调频的工作在逆变桥完成，所以，在低频段输入缺相仍可以正常工作。但因为输入、输出电压低，造成异步电机转矩低，频率上不去。2．2变频器充电起动电路故障通用变频器一般为电压型变频器，采用交-直-交工作方式，即输入为交流电源，交流电压三相整流桥整流后变为直流电压，直流电压经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。当变频器刚上电时，由于直流侧的平波电容容量大，充电电流很大，通常采用一个起动电阻来限制充电电流。常见的变频起动2种电路。充电完成后，控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路，起动电路故障一般表现为起动电阻烧坏，变频器报警显示为直流母线电压故障。一般设计者在设计变频器的起动电路时，为了减小变频器的体积而选择起动电阻，且选择小一些的电阻值。当变频器的交流输入电源频繁通时，或者旁路接触器的触点接触不良时，以及旁路晶闸管的导通阻值变大时，都会导致起动电阻烧坏。如遇此情况，可用同规格的电阻换之，同时找出引出电阻烧坏的原因。如果故障是由输入侧电源频率开合引起的，必须消除这种现象才能将变频器投入使用;如果故障是由旁路继电器触点或旁路晶闸管引起，则必须更换这些器件。2．3变频器显示过流出现变频器显示过流故障时，首先，检查加速时间参