低压交流变频器常见故障分析及处理

李红芳，张德飞

(中国十五冶金建设集团有限公司，湖北 武汉 430075)

0 引 言

东营方圆铜业有限公司(以下称甲方)二期维修保运行项目是在十五冶(以下称乙方)新建该公司年处理1 000 kt多金属矿项目后，甲方委托乙方要求做好1 000 kt多金属矿项目维修保运行，保证该厂的开车率和提供设备的完好率。其中变频器是该项目重点设备驱动装置。这些设备的好坏直接关系到生产运行正常与否，影响开车率。据统计，该项目共有变频器156台，是监护和维修工作的重点。根据乙方维保工作中发现的变频器实际故障情况，现针对各种故障检修方法进行总结。

1 变频器常见故障及检修方法

1.1 变频控制柜安装位置引起故障

1.1.1 故障现象及原因

变频器是通过规律改变电源频率，电流及电压控制电气设备，由于频率，电流电压的改变，变频柜周围的磁场发生变化，对周围的电气控制设备，特别是电流电压检测设备及控制回路产生电磁干扰，影响较大，如果变频控制设备也安装在旁边会影响设备正常运行并引发一系列的电气设备故障，例如指示灯故障闪烁，设备误动作，有时会引起电气控制元器件烧毁。这些故障点往往在大型重要设备出现比例较大。

1.1.2 故障解决方法

(1)安装变频柜时合理选择适当位置，不能与控制柜并排，如果实际安装空间受到限制时，一定要保证1 m以上的间距，使干扰源不能影响控制设备。

(2)到设备的电源电流要采取隔离，控制电缆和动力电缆不能共用同一电缆桥架，且电缆敷设完毕后一定要盖上桥架盖板隔离，使磁场不能形成回路，产生感应电流。

(3)可靠保证所有电气设备工作接地和保护接地。

(4)电缆采用专用变频电力电缆，控制电缆采用屏蔽电缆，使影响源对电缆影响减少。

(5)如果还有一定电磁干扰，可以通过两种方法处理：一是将控制灯及按钮更换为防电磁干扰的指示灯及相关元器件；二是在这些元器件上并联一些电容消除电磁干扰产生的多余电能。

1.2 外部设备故障引起的变频器报警

与变频器连接的设备，或者外部检测设备运行状态不好，或者故障可能引起变频器报警及跳车。

1.2.1 外部因素引起故障跳车检查

(1)供给电源质量不合格装置报警

电源供给质量不合格，例如：电压过低，缺相，频率不规则，有谐波出现等。

(2)控制线路电压等级不对，控制信号方式不对及通讯线路信号中断。

1.2.2 故障处理方法

(1)电源质量故障一般会在变频器显示板上有故障代码，这类故障一般只能检查线路是否出现故障，如果处理线路不能消除这些故障，只能改善电源质量，增加无功补偿或者隔离变压器消除电源谐波。

(2)检查变频器电路，按照正确电压等级取电压电流信号，例如：电位器的电压信号是5 V还是24 V，给到变频器的是电压信号还是电流信号；紧固所有控制电缆的接线端子和通讯控制线插接头，避免接触不良引起的信号失真。

(3)检查控制系统的启动方式，是远程控制还是就地控制，设置驱动模式要与实际工况一致。

1.3 变频器内部问题引起的故障

1.3.1 主板温度高及处理方法

IGBT温度高即主板温度高，主要原因是环境温度过高或者IGBT发热量大，热量不能及时发散，造成局部温度高。变频器的IGBT的运行温度一般在90 ℃以下。

处理方法主要有以下几点：

(1)检查环境温度。变频器运行环境温度应控制在40 ℃以内，如果长期高温会增加变频器的故障率，且会降低设备寿命。

(2)检查并保证设备的通风流量合适，风扇运行良好。

(3)电机设备功率是否大于变频器的容量，如果超额定功率则要更改变频器的容量，使其和设备容量相匹配。

(4)由于变频器运行年份长，内部集灰严重，容易引起主板温度高，此类情况要定期对变频器内部清理。

1.3.2 电机温度高及处理方法

电机温度过高，除了电机本身原因外，和变频器有关的主要是电机过载，电机功率低或者冷却装置不行，散热效果不好。还有一个方面原因是电机启动数据不对，降压启动时间太长，启动电流长时间过大，造成电机温度过高。

处理方法：检查电机通风是否良好，如果通风良好，则检查变频器内部设置参数是否正确，特别是启动时间长短是否符合规定。

1.3.3 变频器启动故障告警及处理方法

变频器启动时故障灯闪烁，瞬间又不跳车，需要检查设备运行参数，看参数设置是否符合设备启动条件及设备参数是否正确，故障复位后，如还有故障信号，则可能是变频器本身质量有问题，需要联系变频器设备生产厂家咨询处理故障方法。

1.3.4 变频器启动或者运行时跳车及处理方法

设备启动时报警或者运行时报警。出现这种故障，先检查故障代码，对照设备说明书，检查故障代码是什么，根据故障代码处理相应故障，这类情况大部分是电机运行启动电流过大或者电机运行时电压过低或者不稳定。

1)电机运行启动电流过大

出现此种情况时，要检查变频器功率容量和电机参数是否正常，检查变频器启动电流是否在3～5倍额定电流；电力电缆绝缘及电机绝缘是否良好。如果变频器安装环境温度在40℃以上时变频器必须降容使用。

2)电机运行时电压过低或者不稳定

电机运行时电压过低或者不稳定，主要有两个方面的原因。

(1)设备功率过大或者输送线路过长，导致设备启动时电网电压下降，设备运行允许电压达不到，设备故障跳车。

这类故障处理方法一般是检查设备功率容量是否合适，如果合适，检查设备运行启动时间是否过短，设备没有达到转速后全压启动，造成大功率设备启动拉低电网电压。

(2)中间电路直流电压高，引起中间直流电压过高，这种故障在大功率设备启停时经常会出现。例如：冶金炉体、大冶金行车、水泵等设备驱动经常出现会出现此类故障，频率较高。其原因有：

①过电压保护控制器工作不正常；

②制动斩波器或者制动电阻动作不正常或者电阻不工作；

③减速时间设置不对。

主要处理方法如下：

①检查过电压保护器是否正常，主要看输出电压是否平稳，如果不平稳更换过电压保护器；

②检查设备制动电阻或者斩波器是否完好，或者制动器是否正常打开或者关闭，如果制动器工作不正常会引起这类故障发生；

③检查制动减速时间，如果减速时间比机械制动时间短会引起中间电路直流电压升高，如果减速时间比机械制动时间长会引起制动电阻或者变频器制动单元发热严重。

1.3.5 带载试车时设备故障跳车及处理方法

设备载重量原因，如设备负荷过大，造成启动电流过大或者启动时间超时，对于炉体驱动系统带炉体运行时，因为炉体是不规则体，如果冷态状况下，炉体容易出现偏心情况，启动时会因偏心出现炉体过力矩或者过流情况发生，出现这类情况需要机械配重改变重心，或者更改变频器参数使其转到正常位置处理。这类故障在炉体停炉维修过程中经常性出现。

1.3.6 缺相故障报警及处理方法

这类故障主要有电机各项参数不正常，电力线路存在绝缘或者断开情况，还有就是电源质量或者变频器整流逆变电源模块故障，输出电压不对。

此类故障处理方法为：检查电机设备参数是否正常，电力电缆是否绝缘良好和通断情况，以及检查变频器逆变模块输出电压数值是否正确。

1.3.7 变频器报接地故障处理方法

这类故障先检查电机各项参数是否正常，主要用绝缘摇表检查绝缘情况和用直流电阻测试仪测量电机直流电阻；用绝缘摇表测量电力线路绝缘情况；如果电机和电缆没有问题，需要检查变频器内部元器件并清理变频器内部集灰，保证内部干净干燥。

1.3.8 变频器不同步故障及处理方法

不同步主要是两台变频器驱动一台机械设备情况，例如主厂房大型冶金行车，两台电机驱动主钩运行，如果行车电机运行时间不同步或者转速不同步，就会造成该故障出现。出现该故障时，先检查电机及变频器内部参数是否设置正确，且两台变频器设置要一致；检查电机抱闸系统是否正常运行，如果抱闸不打开或者打开关闭不同时也会出现该故障；检查电机运行检测参数是否一致，特别是编码器数据，如果数据相差大，检测编码器是否工作正常。

2 结 语

以上论述的低压变频器故障是在设备运行过程中经常出现的，出现新故障时我们能及时到达，但是处理时间比较长，一般要3～4 h，主要是故障原因判定需要时间较长，再次重复出现或者后期重复出现能在0.5 h内处理完成。现在通过故障处理的分析总结，希望对日后项目的电气维修提供一定技术支持，通过借鉴总结故障处理方法，对日后的维修施工效率的提高有一定的帮助；通过技术总结对施工班组人员进行培训，有利于提高维修人员的技术水平。