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變頻器基礎知識及故障分析
來源:諾冰制冷   發布時間:2017-2-10
 1、什(shen)么是變頻器?
  
  變頻器(qi)一般是利(li)用電(dian)(dian)力半(ban)導體(ti)器(qi)件的(de)通斷作(zuo)用將工(gong)頻電(dian)(dian)源變換(huan)為(wei)另(ling)一頻率的(de)電(dian)(dian)能控制裝置。
變頻器基礎知識及故障分析
 
  
  2、PWM和PAM的不(bu)同點是什么?
  
  PWM是(shi)英文PulseWidthModulation(脈(mo)(mo)沖寬度(du)調制)縮寫,按一定(ding)規(gui)律改變脈(mo)(mo)沖列的(de)脈(mo)(mo)沖寬度(du),以調節輸出量和波(bo)形的(de)一種(zhong)調值方式(shi)。
  
  PAM是(shi)英(ying)文(wen)PulseAmplitudeModulation(脈(mo)(mo)沖幅度調(diao)制(zhi))縮寫,是(shi)按一(yi)定(ding)規律改(gai)變(bian)脈(mo)(mo)沖列的脈(mo)(mo)沖幅度,以(yi)調(diao)節輸出量值和(he)波(bo)形的一(yi)種調(diao)制(zhi)方式。
  
  3、電壓型(xing)與電流型(xing)有什么不(bu)同?
  
  變頻器(qi)(qi)的(de)(de)主電(dian)(dian)路大體上(shang)可分為兩類:電(dian)(dian)壓型是(shi)(shi)將電(dian)(dian)壓源的(de)(de)直(zhi)流變換為交流的(de)(de)變頻器(qi)(qi),直(zhi)流回路的(de)(de)濾(lv)波是(shi)(shi)電(dian)(dian)容(rong);電(dian)(dian)流型是(shi)(shi)將電(dian)(dian)流源的(de)(de)直(zhi)流變換為交流的(de)(de)變頻器(qi)(qi),其直(zhi)流回路的(de)(de)濾(lv)波是(shi)(shi)電(dian)(dian)感(gan)。
  
  4、為什么變(bian)頻(pin)器的電(dian)壓(ya)與電(dian)流成(cheng)比(bi)例的改變(bian)?
  
  異步電(dian)(dian)(dian)動機的(de)轉矩是電(dian)(dian)(dian)機的(de)磁(ci)通與轉子內流(liu)過(guo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)之間相互作(zuo)用而(er)產生的(de),在額定(ding)頻率(lv)(lv)(lv)下,如(ru)果電(dian)(dian)(dian)壓一(yi)定(ding)而(er)只(zhi)降低頻率(lv)(lv)(lv),那么磁(ci)通就過(guo)大,磁(ci)回路(lu)飽和,嚴重(zhong)時(shi)將(jiang)燒毀電(dian)(dian)(dian)機。因此,頻率(lv)(lv)(lv)與電(dian)(dian)(dian)壓要(yao)成比例地改變,即改變頻率(lv)(lv)(lv)的(de)同時(shi)控制變頻器輸出電(dian)(dian)(dian)壓,使電(dian)(dian)(dian)動機的(de)磁(ci)通保持一(yi)定(ding),避(bi)免(mian)弱磁(ci)和磁(ci)飽和現象的(de)產生。這種控制方式多(duo)用于風機、泵類節能型(xing)變頻(pin)器。
  
  5、電動(dong)機使用(yong)工(gong)頻電源驅(qu)動(dong)時,電壓下降則(ze)電流(liu)(liu)增(zeng)加;對于變頻器驅(qu)動(dong),如果頻率(lv)下降時電壓也下降,那么電流(liu)(liu)是(shi)否增(zeng)加?
  
  頻率下降(jiang)(低速(su))時,如(ru)果輸出相同的功率,則電流增加,但(dan)在轉矩一定的條件下,電流幾乎(hu)不(bu)變。
  
  6、采用變頻器(qi)運轉時,電機的起動電流、起動轉矩怎樣?
  
  采用變(bian)頻(pin)器運轉,隨著電機(ji)的(de)(de)加速相應提高頻(pin)率和電壓(ya),起(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)電流(liu)被(bei)限制在150%額定(ding)電流(liu)以(yi)下(根據機(ji)種不(bu)同,為(wei)(wei)125%~200%)。用工頻(pin)電源直接起(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)時,起(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)電流(liu)為(wei)(wei)6~7倍,因此,將產生(sheng)機(ji)械電氣上的(de)(de)沖擊。采用變(bian)頻(pin)器傳動(dong)(dong)(dong)可以(yi)平滑地起(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(起(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)時間變(bian)長)。起(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)電流(liu)為(wei)(wei)額定(ding)電流(liu)的(de)(de)1.2~1.5倍,起(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)轉矩(ju)(ju)為(wei)(wei)70%~120%額定(ding)轉矩(ju)(ju);對于帶有轉矩(ju)(ju)自動(dong)(dong)(dong)增強功能的(de)(de)變(bian)頻(pin)器,起(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)轉矩(ju)(ju)為(wei)(wei)100%以(yi)上,可以(yi)帶全負(fu)載起(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)。
  
  7、V/f模式(shi)是(shi)什么意思?
  
  頻率下(xia)降時(shi)電(dian)壓V也(ye)成(cheng)比例下(xia)降,這個問題已在回答4說明。V與f的(de)比例關系(xi)是(shi)考(kao)慮了電(dian)機特性而(er)預(yu)先(xian)決定的(de),通常在控制器(qi)的(de)存儲裝置(zhi)(ROM)中存有幾種(zhong)特性,可以(yi)用(yong)開關或標度盤進行選擇。
  
  8、按(an)比(bi)例地改V和f時,電機的(de)轉矩如何(he)變化(hua)?
  
  頻率下降(jiang)時完(wan)全成(cheng)比例地降(jiang)低電壓(ya),那么由于交流(liu)阻抗變小而直流(liu)電阻不變,將造成(cheng)在(zai)低速下產生的轉(zhuan)矩有減小的傾向。因此(ci),在(zai)低頻時給定(ding)V/f,要使輸(shu)出電壓(ya)提高一些,以(yi)便獲得(de)一定(ding)地起動轉(zhuan)矩,這種補償稱增(zeng)強起動。
  
  可以采(cai)用各種方(fang)法實現,有自動進行的方(fang)法、選擇V/f模式或調整(zheng)電位器(qi)等方(fang)法。
  
  9、在說明(ming)書上寫著變速范圍60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就沒有輸出功率(lv)嗎?
  
  在(zai)6Hz以(yi)下仍可輸(shu)出功率,但(dan)根據(ju)電機溫升和起(qi)動(dong)轉矩的大小等條件,最(zui)低使用頻(pin)(pin)率取6Hz左右,此時(shi)電動(dong)機可輸(shu)出額定(ding)轉矩而不會引起(qi)嚴重的發熱問題。變頻(pin)(pin)器實際(ji)輸(shu)出頻(pin)(pin)率(起(qi)動(dong)頻(pin)(pin)率)根據(ju)機種為0.5~3Hz。
  
  10、對(dui)于一般(ban)電機的組(zu)合是在60Hz以上也要求轉矩一定(ding),是否(fou)可以?
  
  通常情(qing)況下(xia)是不(bu)可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)電(dian)壓不(bu)變(bian),大體為恒功率特性,在高速下(xia)要求相(xiang)同轉矩時,必須注(zhu)意電(dian)機與變(bian)頻器容量的選(xuan)擇。
  
  11、所謂開環是什么意(yi)思(si)?
  
  給所使用(yong)(yong)的(de)電(dian)機(ji)裝置(zhi)設速度檢出器(qi)(PG),將實(shi)際轉速反饋給控(kong)制裝置(zhi)進(jin)行控(kong)制的(de),稱為(wei)“閉環”,不(bu)用(yong)(yong)PG運轉的(de)就叫作“開環”。通用(yong)(yong)變頻器(qi)多為(wei)開環方(fang)式,也有的(de)機(ji)種利用(yong)(yong)選(xuan)件可(ke)進(jin)行PG反饋。
  
  12、實際轉速對(dui)于(yu)給定(ding)速度有偏差時如(ru)何辦?
  
  開環時,變頻(pin)器即(ji)使輸出(chu)給(gei)定頻(pin)率,電機(ji)在(zai)帶負載運行時,電機(ji)的(de)轉速在(zai)額定轉差率的(de)范圍內(1%~5%)變動。對于(yu)要(yao)求調速精度比較高,即(ji)使負載變動也要(yao)求在(zai)接(jie)近給(gei)定速度下(xia)運轉的(de)場合,可(ke)采用具(ju)有PG反饋功(gong)能的(de)變頻(pin)器(選用件)。
  
  13、如果用帶有(you)PG的(de)電機(ji),進行反饋后速度精度能(neng)提高嗎?
  
  具有PG反饋功能的變頻器,精度(du)有提高。但速度(du)精度(du)的值取決于PG本身的精度(du)和變頻器輸出頻率(lv)的分辨率(lv)。
  
  14、失(shi)速(su)防止功(gong)能是(shi)什么(me)意思?
  
  如(ru)果給定的(de)(de)(de)加速(su)(su)時間過短,變(bian)頻器(qi)的(de)(de)(de)輸出頻率變(bian)化(hua)遠遠超(chao)過轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(電(dian)角頻率)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua),變(bian)頻器(qi)將(jiang)因流過過電(dian)流而跳閘,運(yun)轉(zhuan)(zhuan)停止,這就叫作失速(su)(su)。為了防止失速(su)(su)使電(dian)機繼續運(yun)轉(zhuan)(zhuan),就要檢出電(dian)流的(de)(de)(de)大小進行(xing)頻率控制。當加速(su)(su)電(dian)流過大時適(shi)當放慢加速(su)(su)速(su)(su)率。減速(su)(su)時也(ye)是如(ru)此。兩者結合起來就是失速(su)(su)防止功能(neng)。
  
  15、有加(jia)速(su)時間(jian)與減速(su)時間(jian)可以分別給定的機(ji)種(zhong),和加(jia)減速(su)時間(jian)共同(tong)給定的機(ji)種(zhong),這有什么意義?
  
  加減速(su)可以分別給(gei)(gei)定的機(ji)種,對于(yu)(yu)短時間加速(su)、緩慢減速(su)場合(he),或者對于(yu)(yu)小型機(ji)床需要嚴(yan)格(ge)給(gei)(gei)定生產節拍時間的場合(he)是適(shi)宜的,但對于(yu)(yu)風機(ji)傳動(dong)等場合(he),加減速(su)時間都較長,加速(su)時間和減速(su)時間可以共同給(gei)(gei)定。
  
  16、什么是(shi)再生制動?
  
  電動(dong)機在(zai)運轉(zhuan)中(zhong)如果(guo)降低(di)指令頻率,則電動(dong)機變為異步發(fa)電機狀態運行,作為制(zhi)動(dong)器而工作,這(zhe)就叫作再生(電氣(qi))制(zhi)動(dong)。
  
  17、是否能得到更大的制(zhi)動力?
  
  從電(dian)機再生出來的(de)(de)能量貯積在變頻器(qi)的(de)(de)濾波(bo)電(dian)容(rong)器(qi)中,由(you)于電(dian)容(rong)器(qi)的(de)(de)容(rong)量和(he)耐壓的(de)(de)關系,通用變頻器(qi)的(de)(de)再生制動力約為額定轉矩的(de)(de)10%~20%。
  
  如采用選(xuan)用件制動單元,可以達到50%~100%。
  
  18、請說明變頻器的(de)保護功能?
  
  保護(hu)功能可分為以下兩類:
  
  (1)檢知異常(chang)狀態后自動地進行(xing)修正動作(zuo),如(ru)過電流失速防止(zhi),再生過電壓失速防止(zhi)。
  
  (2)檢知異(yi)常后封鎖電(dian)(dian)力半(ban)導體(ti)器件(jian)PWM控制信號(hao),使電(dian)(dian)機自(zi)動(dong)停(ting)車。如(ru)過電(dian)(dian)流(liu)切斷、再生(sheng)過電(dian)(dian)壓切斷、半(ban)導體(ti)冷卻(que)風扇(shan)過熱和(he)瞬時停(ting)電(dian)(dian)保護(hu)等。
  
  19、為什(shen)么用(yong)離合(he)器(qi)連續(xu)負載時(shi),變(bian)頻器(qi)的保(bao)護功(gong)能就動作?
  
  用離合器連接負載時,在連接的(de)瞬(shun)間,電(dian)機(ji)從(cong)空載狀態向轉差率(lv)大(da)的(de)區域急(ji)劇變化,流過(guo)的(de)大(da)電(dian)流導致變頻器過(guo)電(dian)流跳閘,不能(neng)運轉。
  
  20、在(zai)同一工(gong)廠(chang)內大型(xing)電(dian)機一起動,運轉中變(bian)頻器就停止,這是為什么?
  
  電機起動時(shi)(shi)將流量和容量相(xiang)對應(ying)的起動電流,電機定子側的變(bian)壓器產生(sheng)電壓降(jiang),電機容量大時(shi)(shi)此(ci)壓降(jiang)影(ying)響也大,連接(jie)在同(tong)一(yi)變(bian)壓器上(shang)的變(bian)頻器將做出欠壓或瞬停的判斷,因而有時(shi)(shi)保(bao)護(hu)功能(neng)(IPE)動作,造成停止(zhi)運(yun)轉。
  
  21、什么是變頻分辨率?有(you)什么意義?
  
  對于數字控制的變(bian)頻(pin)(pin)器,即使頻(pin)(pin)率(lv)指令為模擬(ni)信號,輸出頻(pin)(pin)率(lv)也是(shi)有(you)級給定。這個級差的最小單位(wei)就稱為變(bian)頻(pin)(pin)分辨率(lv)。
  
  變頻分(fen)辨率(lv)通常取(qu)值為(wei)0.015~0.5Hz.例如,分(fen)辨率(lv)為(wei)0.5Hz,那么23Hz的上面可(ke)變為(wei)23.5、24.0Hz,因此電(dian)機(ji)的動作也(ye)是有級的跟隨。這樣(yang)對(dui)于(yu)像連續卷(juan)取(qu)控制的用(yong)途就造成問題。在這種情況下,如果分(fen)辨率(lv)為(wei)0.015Hz左右(you),對(dui)于(yu)4級電(dian)機(ji)1個級差為(wei)1r/min以下,也(ye)可(ke)充分(fen)適(shi)應。另(ling)外,有的機(ji)種給定分(fen)辨率(lv)與輸出分(fen)辨率(lv)不相同。
  
  22、裝設(she)變頻(pin)器時安裝方向(xiang)是(shi)否有(you)限(xian)制。
  
  變(bian)頻器內部和背(bei)面的(de)(de)(de)結構考慮(lv)了冷卻效(xiao)果的(de)(de)(de),上(shang)下的(de)(de)(de)關系對通風也是(shi)重要的(de)(de)(de),因此,對于(yu)單(dan)元型在盤內、掛在墻上(shang)的(de)(de)(de)都取縱向位(wei),盡可能垂直安(an)裝。
  
  23、不(bu)采用軟起動,將(jiang)電機直接投(tou)入到某固(gu)定頻(pin)率(lv)的變頻(pin)器(qi)時是否可以?
  
  在很低的(de)(de)頻率下是可以(yi)的(de)(de),但如果給定頻率高則同工頻電(dian)(dian)源(yuan)直接起(qi)(qi)動的(de)(de)條件相近。將(jiang)流過大的(de)(de)起(qi)(qi)動電(dian)(dian)流(6~7倍(bei)額定電(dian)(dian)流),由于(yu)變頻器切(qie)斷(duan)過電(dian)(dian)流,電(dian)(dian)機不能起(qi)(qi)動。
  
  24、電機超過(guo)60Hz運轉時應注意什么問題?
  
  超過60Hz運轉時應注意以下(xia)事(shi)項:
  
  (1)機械和裝置在該速(su)下運轉要充分可(ke)能(機械強(qiang)度、噪聲、振動等)。
  
  (2)電機進入(ru)恒功率(lv)輸出范圍,其(qi)輸出轉(zhuan)矩(ju)要能夠維(wei)持(chi)工(gong)作(風機、泵等軸(zhou)輸出功率(lv)于速(su)度的立方(fang)成(cheng)比例增加,所以(yi)轉(zhuan)速(su)少許升高時也要注意)。
  
  (3)產生軸承(cheng)的(de)壽命問題(ti),要充分加(jia)以考慮(lv)。
  
  (4)對于中容量以(yi)上的電機特別是2極(ji)電機,在60Hz以(yi)上運轉時要與廠(chang)家仔(zi)細商討(tao)。
  
  25、變頻(pin)器可以傳(chuan)動齒輪電機嗎?
  
  根據減速機的結構(gou)和潤滑(hua)方(fang)式不同,需要注意若(ruo)干(gan)問題(ti)。在齒輪(lun)的結構(gou)上通常可考(kao)慮70~80Hz為(wei)最大極限(xian),采用(yong)油潤滑(hua)時,在低速下連續(xu)運轉關(guan)系到齒輪(lun)的損壞(huai)等。
  
  26、變頻器能(neng)用(yong)來驅(qu)動單(dan)相電(dian)機(ji)嗎?可以使用(yong)單(dan)相電(dian)源嗎?
  
  單相電機基本上不能用(yong)。對(dui)于調速器開關起動(dong)式的(de)單相電機,在工作點以(yi)下(xia)的(de)調速范圍時(shi)將燒毀
  
  輔助繞組;對(dui)于電(dian)容起動或電(dian)容運(yun)轉方式的(de),將誘發電(dian)容器爆炸。變頻器的(de)電(dian)源通常為3相(xiang),但對(dui)于小容量(liang)的(de),也有用單相(xiang)電(dian)源運(yun)轉的(de)機種。
  
  27、變頻器(qi)本身消(xiao)耗(hao)的功率有多少?
  
  它與變頻器(qi)的機種(zhong)、運行狀態(tai)、使用(yong)頻率等有關,但(dan)要回答很困難。不過在60Hz以下的變頻器(qi)效(xiao)率大約為(wei)94%~96%,據此可推算損(sun)耗(hao)(hao),但(dan)內藏再生制(zhi)(zhi)動式(FR-K)變頻器(qi),如(ru)果(guo)把(ba)制(zhi)(zhi)動時的損(sun)耗(hao)(hao)也(ye)考慮進(jin)去,功率消耗(hao)(hao)將變大,對于(yu)操作(zuo)盤設計等必須注意(yi)。
  
  28、為什么不(bu)能在6~60Hz全區域連續(xu)運轉使用?
  
  一(yi)般電機利用(yong)裝在軸(zhou)上的外扇或轉子端環上的葉(xie)片進行冷(leng)卻,若速(su)度降低則冷(leng)卻效果下(xia)降,因而不能承受與高速(su)運轉相同的發熱,必(bi)須降低在低速(su)下(xia)的負(fu)載轉矩,或采用(yong)容量大的變頻(pin)器與電機組合,或采用(yong)專用(yong)電機。
  
  29、使用帶制動(dong)器的電機時應注(zhu)意什么?
  
  制動(dong)(dong)器(qi)勵磁回路電源應(ying)取自變(bian)頻器(qi)的輸入側。如(ru)果(guo)變(bian)頻器(qi)正(zheng)在輸出功(gong)率(lv)時制動(dong)(dong)器(qi)動(dong)(dong)作,將造成過電流切斷。所(suo)以要在變(bian)頻器(qi)停止(zhi)輸出后(hou)再使制動(dong)(dong)器(qi)動(dong)(dong)作。
  
  30、想用變頻器傳(chuan)動帶有改善功率因(yin)數用電(dian)容器的電(dian)機,電(dian)機卻不動,請說明原(yuan)因(yin)
  
  變頻器(qi)的電(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)入改善功(gong)率因(yin)數用(yong)的電(dian)容器(qi),由于(yu)其充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)(liu)造成變頻器(qi)過電(dian)流(liu)(liu)(OCT),所以不能(neng)起動,作為(wei)對(dui)策,請將電(dian)容器(qi)拆除后運轉,甚至改善功(gong)率因(yin)數,在(zai)變頻器(qi)的輸入側接入AC電(dian)抗器(qi)是(shi)有效的。
  
  31、變頻器的壽命有(you)多久?
  
  變頻器雖為(wei)靜(jing)止裝置(zhi),但也有像濾(lv)波電容器、冷(leng)卻風(feng)扇那樣的消耗(hao)器件(jian),如(ru)果對它們進行定期的維護,可望(wang)有10年(nian)以上的壽命。
  
  32、變頻器內藏有冷卻(que)風扇,風的方向如何?風扇若是壞了會怎樣?
  
  對于小容量也有無(wu)冷卻(que)風(feng)扇(shan)的(de)(de)(de)機(ji)種。有風(feng)扇(shan)的(de)(de)(de)機(ji)種,風(feng)的(de)(de)(de)方(fang)向是從(cong)下向上(shang)(shang),所以裝設變頻(pin)(pin)器的(de)(de)(de)地方(fang),上(shang)(shang)、下部不(bu)要放置妨(fang)礙吸、排氣的(de)(de)(de)機(ji)械器材。還有,變頻(pin)(pin)器上(shang)(shang)方(fang)不(bu)要放置怕熱(re)的(de)(de)(de)零件等(deng)。風(feng)扇(shan)發(fa)生故障(zhang)時,由電扇(shan)停止(zhi)檢測或(huo)冷卻(que)風(feng)扇(shan)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)過熱(re)檢測進行保護(hu)
  
  33、濾波(bo)電容器(qi)為消耗品(pin),那么怎樣(yang)判斷它的壽命?
  
  作為濾波電(dian)(dian)容(rong)器使用的電(dian)(dian)容(rong)器,其靜電(dian)(dian)容(rong)量隨(sui)著時間的推移而緩(huan)緩(huan)減(jian)少(shao),定期地測(ce)量靜電(dian)(dian)容(rong)量,以達到產品額定容(rong)量的85%為基準來(lai)判斷壽命。
  
  34、裝設變頻器(qi)時安裝方(fang)向是否有限制?
  
  應基本收(shou)藏(zang)在(zai)盤內(nei),問題是(shi)采用(yong)全封閉結構的盤外形尺(chi)寸大(da),占用(yong)空間大(da),成本比較高。其措施有:
  
  (1)盤的(de)設計要針(zhen)對實際(ji)裝置所需要的(de)散熱;
  
  (2)利用(yong)鋁(lv)散熱(re)片、翼片冷(leng)(leng)卻(que)劑(ji)等增加(jia)冷(leng)(leng)卻(que)面積;
  
  (3)采用熱導管。
  
  此外,已開(kai)發出變頻器背(bei)面可以外露的型(xing)式。
  
  35、想提高(gao)原(yuan)有輸(shu)送帶的速度,以80Hz運轉,變頻(pin)器(qi)的容(rong)量(liang)該怎樣選擇?
  
  設基準速(su)(su)度(du)為(wei)50Hz,50Hz以上為(wei)恒功率輸(shu)出特性(xing)。像輸(shu)送帶這樣的恒轉矩特性(xing)負載增(zeng)速(su)(su)時,容量需要增(zeng)大(da)為(wei)80/50≈1.6倍(bei)。電機容量也像變頻器(qi)一樣增(zeng)大(da)。
  
  變頻器結構和故障判斷簡介
  
  變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)器是把工(gong)頻(pin)(pin)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(50Hz或60Hz)變(bian)(bian)(bian)換成(cheng)(cheng)各種頻(pin)(pin)率的(de)(de)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan),以(yi)實現電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)速運行(xing)(xing)的(de)(de)設(she)備(bei)。其中控制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)完成(cheng)(cheng)對主電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)控制,整流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)將交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)變(bian)(bian)(bian)換成(cheng)(cheng)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian),直(zhi)流(liu)中間電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)對整流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)輸出進(jin)(jin)行(xing)(xing)平滑濾波(bo),逆變(bian)(bian)(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)將直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)再逆變(bian)(bian)(bian)成(cheng)(cheng)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。對于如矢量控制變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)器這種需要大量運算的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)器來說,有時還需要一個進(jin)(jin)行(xing)(xing)轉矩計算的(de)(de)CPU以(yi)及一些相應的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)。
  
  1.整流(liu)器,它與單相(xiang)(xiang)或三相(xiang)(xiang)交流(liu)電源相(xiang)(xiang)連(lian)接(jie),產生脈動(dong)的(de)直流(liu)電壓。
  
  2.中間電路,有(you)以下三種(zhong)作用:
  
  a.使(shi)(shi)脈動(dong)的直流電壓(ya)變(bian)得穩定或平滑(hua),供逆變(bian)器使(shi)(shi)用。
  
  b.通過開關電(dian)源為各個控制線路(lu)供電(dian)。
  
  c.可以配置濾波或制動裝置以提高變頻(pin)器(qi)性能。
  
  3.逆變器(qi),將(jiang)固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓。
  
  4.控(kong)制電路(lu)(lu)(lu),它(ta)(ta)將信(xin)號(hao)傳(chuan)送給整流器(qi)、中間(jian)電路(lu)(lu)(lu)和逆(ni)變(bian)器(qi),同時它(ta)(ta)也接收來自(zi)這(zhe)些部分的(de)信(xin)號(hao)。其主要(yao)組(zu)成部分是(shi):輸出驅(qu)動電路(lu)(lu)(lu)、操作控(kong)制電路(lu)(lu)(lu)。主要(yao)功能(neng)是(shi):
  
  a.利用信號來(lai)開關逆(ni)變器的半導體器件(jian)。
  
  b.提供(gong)操作(zuo)變頻器的各種控制信號。
  
  c.監視變頻器的工作狀態(tai),提(ti)供(gong)保護(hu)功能。
  
  在現場對(dui)變頻器以及周邊控制裝置的進行(xing)(xing)操作(zuo)的人員(yuan),如果對(dui)一(yi)些常見的故(gu)障(zhang)情況能(neng)作(zuo)出判斷和處理,就能(neng)大(da)(da)大(da)(da)提高工(gong)作(zuo)效率,并且(qie)避免(mian)一(yi)些不必(bi)要的損失。為此,我們總(zong)結了一(yi)些變頻器的基本故(gu)障(zhang),供大(da)(da)家作(zuo)參考。以下檢(jian)測過程無(wu)需打開變頻器機殼,僅僅在外(wai)部對(dui)一(yi)些常見現象(xiang)進行(xing)(xing)檢(jian)測和判斷。
  
  1,上(shang)電跳閘(zha)或變頻器(qi)主電源(yuan)接線(xian)端(duan)子部分出(chu)現火花。
  
  檢(jian)(jian)測辦法和判斷:斷開電源線,檢(jian)(jian)查(cha)變頻器(qi)輸入端(duan)子是否(fou)短(duan)路,檢(jian)(jian)查(cha)變頻器(qi)中間電路直流側(ce)端(duan)子P、N是否(fou)短(duan)路。
  
  可能原因是整流器損壞或中(zhong)間電路短路。
  
  2,上電無顯示
  
  檢(jian)(jian)測辦法和(he)判斷:斷開電源(yuan)線,檢(jian)(jian)查電源(yuan)是否是否有缺相或(huo)斷路情況,如果(guo)電源(yuan)正(zheng)常則(ze)再次上電后(hou)則(ze)檢(jian)(jian)查檢(jian)(jian)查變(bian)頻器中間電路直流側端子P、N是否有電壓,如果(guo)上述檢(jian)(jian)查正(zheng)常則(ze)判斷變(bian)頻器內(nei)部(bu)開關電源(yuan)損壞。
  
  3,開(kai)機運行無(wu)輸出(電動機不啟動)
  
  檢測辦(ban)法和判斷(duan):斷(duan)開輸(shu)出電機(ji)線(xian),再次開機(ji)后觀(guan)察(cha)變(bian)(bian)頻器面(mian)板顯(xian)示(shi)的輸(shu)入頻率,同時測量交流(liu)輸(shu)出端(duan)子。可能原因是(shi)變(bian)(bian)頻器啟動參數(shu)設(she)置或(huo)運行端(duan)子接線(xian)錯誤(wu)、也可能是(shi)逆變(bian)(bian)部分(fen)損壞或(huo)電動機(ji)沒有正確鏈接到(dao)變(bian)(bian)頻器。
  
  4,運行(xing)時(shi)“過電壓”保護,變頻器停止(zhi)輸出
  
  檢測辦法和判斷:檢查電網電壓是否過高,或者是電機負載慣性太大并且加減(jian)速時間太短導(dao)致的制動問題(ti),請參考8條(tiao)。
  
  5,運行時“過(guo)電流(liu)”保護,變頻(pin)器(qi)停止輸出
  
  檢(jian)(jian)測辦(ban)法和判斷:電機堵轉或(huo)(huo)負載(zai)過大(da)。可(ke)以檢(jian)(jian)查負載(zai)情(qing)況(kuang)或(huo)(huo)適當調(diao)整變頻器(qi)參數。如無法奏效則說明(ming)逆變器(qi)部分(fen)出現老化或(huo)(huo)損壞。
  
  6,運(yun)行時“過熱”保護,變頻器停止(zhi)輸出(chu)
  
  檢測辦(ban)法和判斷:視各品牌型(xing)號的變頻器配置不(bu)同,可能是環(huan)境溫度(du)過(guo)高超過(guo)了變頻器允許限額,檢查散熱(re)風(feng)機是否運轉或是電(dian)動機過(guo)熱(re)導致(zhi)保(bao)護關閉。
  
  7,運行時“接地”保護,變頻器停止輸出(chu)
  
  檢測辦法和判斷:參考操作(zuo)手冊,檢查變頻器及(ji)電(dian)機是否可靠(kao)接地,或(huo)者測量電(dian)機的絕緣度是否正常(chang)。
  
  8,制動問題(過電壓保(bao)護)
  
  檢測(ce)辦法(fa)和判斷(duan):如果(guo)電(dian)機負載確實過(guo)大并(bing)(bing)需要在短(duan)時間(jian)內停車,則需購買帶(dai)有制(zhi)動單元的變頻器并(bing)(bing)配置(zhi)相(xiang)當功率的制(zhi)動電(dian)阻。如果(guo)已經(jing)配置(zhi)了制(zhi)動功能,則可能是制(zhi)動電(dian)阻損壞或制(zhi)動單元檢測(ce)失效。
  
  9,變頻器(qi)內部發出腐臭般的異(yi)味
  
  檢測辦法和判斷:切勿開(kai)機,很可能是變(bian)頻器內(nei)部主(zhu)濾波電容有(you)破損漏(lou)液現象。
  
  10,如判斷出變頻器(qi)部件(jian)損壞,則聯系供應商或送交(jiao)專業維修中心處理。
  
  變頻器故障分析
  
  目(mu)前人(ren)們所說的(de)交流(liu)調(diao)速(su)系統,主要指電(dian)(dian)子式電(dian)(dian)力(li)變(bian)(bian)換器(qi)對交流(liu)電(dian)(dian)動(dong)機的(de)變(bian)(bian)頻調(diao)速(su)系統。變(bian)(bian)頻調(diao)速(su)系統以其優越于直(zhi)(zhi)流(liu)傳動(dong)的(de)特點,在很多場合中(zhong)都(dou)被作(zuo)為(wei)首選的(de)傳動(dong)方案,現代變(bian)(bian)頻調(diao)速(su)基本都(dou)采用16位或32位單片機作(zuo)為(wei)控(kong)制核心(xin),從而實現全數(shu)字化控(kong)制,調(diao)速(su)性能與直(zhi)(zhi)流(liu)調(diao)速(su)基本相近(jin),但使(shi)用變(bian)(bian)頻器(qi)時,其維護工作(zuo)要比直(zhi)(zhi)流(liu)復雜,一旦發生(sheng)故障(zhang),企業的(de)普通電(dian)(dian)氣人(ren)員就(jiu)很難處理,這里(li)就(jiu)變(bian)(bian)頻器(qi)常見的(de)故障(zhang)分(fen)析一下故障(zhang)產生(sheng)的(de)原因及處理方法(fa)。
  
  一(yi)、參(can)數設置類故障
  
  常(chang)用變頻器在使用中(zhong),是否能滿(man)足傳動系(xi)統的(de)要(yao)求(qiu),變頻器的(de)參數(shu)(shu)設置(zhi)(zhi)非常(chang)重要(yao),如(ru)果參數(shu)(shu)設置(zhi)(zhi)不正(zheng)確,會導致變頻器不能正(zheng)常(chang)工作。
  
  1、參數(shu)設置
  
  常用變(bian)頻器,一(yi)(yi)般(ban)出廠(chang)時,廠(chang)家對每一(yi)(yi)個(ge)參數(shu)(shu)都有一(yi)(yi)個(ge)默認(ren)值(zhi)(zhi),這些參數(shu)(shu)叫工(gong)廠(chang)值(zhi)(zhi)。在這些參數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)的情況下,用戶能以面板操(cao)(cao)作方式正常運行的,但以面板操(cao)(cao)作并不滿足大(da)多數(shu)(shu)傳動系統的要求。所以,用戶在正確(que)使用變(bian)頻器之前,要對變(bian)頻器參數(shu)(shu)時從以下幾個(ge)方面進行:
  
  (1)確認電(dian)(dian)機參數,變頻器在參數中(zhong)設定電(dian)(dian)機的功率、電(dian)(dian)流(liu)、電(dian)(dian)壓、轉速、最(zui)大頻率,這(zhe)些參數可以(yi)從電(dian)(dian)機銘(ming)牌中(zhong)直接(jie)得到。
  
  (2)變頻器采取(qu)的控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方式,即(ji)速(su)度(du)(du)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、轉距控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、PID控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)或其他方式。采取(qu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方式后,一(yi)般要根據控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)精度(du)(du),需(xu)要進行靜態或動態辨識。
  
  (3)設定變頻(pin)器(qi)的啟(qi)動方式(shi),一般變頻(pin)器(qi)在出廠(chang)時設定從面板啟(qi)動,用戶可以(yi)根據(ju)實際情況(kuang)選擇啟(qi)動方式(shi),可以(yi)用面板、外部端(duan)子、通訊方式(shi)等幾種。
  
  (4)給(gei)定信號的(de)(de)選擇,一(yi)般(ban)變(bian)(bian)(bian)頻器的(de)(de)頻率給(gei)定也可(ke)以(yi)有多種(zhong)方(fang)式,面板給(gei)定、外部給(gei)定、外部電壓或電流給(gei)定、通訊方(fang)式給(gei)定,當然對于變(bian)(bian)(bian)頻器的(de)(de)頻率給(gei)定也可(ke)以(yi)是(shi)這幾種(zhong)方(fang)式的(de)(de)一(yi)種(zhong)或幾種(zhong)方(fang)式之(zhi)和。正確設置以(yi)上參數(shu)之(zhi)后,變(bian)(bian)(bian)頻器基(ji)本上能正常工(gong)作,如要(yao)獲得更(geng)好的(de)(de)控制(zhi)效果則只能根據實際情況修改(gai)相關參數(shu)。
  
  2、參數設(she)置(zhi)類故(gu)障的處理(li)
  
  一(yi)(yi)旦發生了參(can)數(shu)設(she)置類(lei)故障后(hou),變頻器(qi)(qi)都(dou)不(bu)能正常運行(xing),一(yi)(yi)般可根據(ju)說明書(shu)進(jin)行(xing)修改參(can)數(shu)。如果以上(shang)(shang)不(bu)行(xing),最好是能夠把(ba)所有參(can)數(shu)恢(hui)復(fu)出廠值(zhi),然后(hou)按上(shang)(shang)述步驟重新設(she)置,對于每一(yi)(yi)個公司的(de)變頻器(qi)(qi)其(qi)參(can)數(shu)恢(hui)復(fu)方式也不(bu)相同。
  
  二、過壓(ya)類故障
  
  變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)的(de)過(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)集(ji)中表現(xian)在直(zhi)流(liu)母線(xian)(xian)的(de)支流(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)上(shang)。正常(chang)情況下,變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)為三相全波整(zheng)流(liu)后的(de)平均值(zhi)。若以380V線(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)計算,則平均直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)Ud=1.35U線(xian)(xian)=513V。在過(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)發生(sheng)時(shi),直(zhi)流(liu)母線(xian)(xian)的(de)儲(chu)能電(dian)(dian)(dian)容將被充電(dian)(dian)(dian),當電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)上(shang)至760V左(zuo)右時(shi),變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)過(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)保護動作。因此,變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)來說(shuo),都有(you)一個正常(chang)的(de)工作電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)范圍,當電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)超過(guo)(guo)(guo)這(zhe)個范圍時(shi)很可能損壞變(bian)頻(pin)(pin)器(qi),常(chang)見的(de)過(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)有(you)兩(liang)類。
  
  1、輸入交(jiao)流電源過壓
  
  這(zhe)種情況是指輸入(ru)電(dian)壓超過(guo)正常范圍,一(yi)般發(fa)生在(zai)節假日負載較輕,電(dian)壓升高或降低而線路出現故障,此時最好(hao)斷開電(dian)源,檢查、處理。
  
  2、發電類(lei)過電壓(ya)
  
  這種情況出(chu)現的(de)概率(lv)較高,主要是(shi)電機的(de)同步轉速(su)比(bi)實際轉速(su)還高,使電動機處于發電狀態,而變頻器又沒有(you)安(an)裝(zhuang)制(zhi)動單元(yuan),有(you)兩起情況可(ke)以(yi)引起這一故障。
  
  (1)當變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)拖動大(da)慣性負載(zai)(zai)時(shi)(shi),其減(jian)(jian)速(su)時(shi)(shi)間設(she)的(de)(de)比(bi)較小,在減(jian)(jian)速(su)過程中,變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)輸出的(de)(de)速(su)度比(bi)較快(kuai),而(er)負載(zai)(zai)靠本身阻(zu)力減(jian)(jian)速(su)比(bi)較慢,使(shi)負載(zai)(zai)拖動電動機的(de)(de)轉(zhuan)速(su)比(bi)變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)輸出的(de)(de)頻(pin)(pin)率所對應的(de)(de)轉(zhuan)速(su)還(huan)要高(gao)(gao),電動機處(chu)于(yu)發電狀態,而(er)變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)沒有能(neng)量回饋(kui)單元,因而(er)變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)支流直流回路電壓升高(gao)(gao),超出保護(hu)值,出現故障,而(er)紙機中經常發生在干燥(zao)部分,處(chu)理這種故障可以增加再生制動單元,或(huo)者修(xiu)改變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)參數,把變(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)減(jian)(jian)速(su)時(shi)(shi)間設(she)的(de)(de)長一(yi)些。
  
  增(zeng)加(jia)再(zai)生(sheng)制(zhi)動單元功(gong)能(neng)(neng)包括(kuo)能(neng)(neng)量(liang)消耗(hao)(hao)型(xing)(xing),并(bing)聯(lian)(lian)直(zhi)流(liu)母線(xian)吸收型(xing)(xing)、能(neng)(neng)量(liang)回饋型(xing)(xing)。能(neng)(neng)量(liang)消耗(hao)(hao)型(xing)(xing)在變頻器直(zhi)流(liu)回路中并(bing)聯(lian)(lian)一個制(zhi)動電(dian)阻,通(tong)過檢測直(zhi)流(liu)母線(xian)電(dian)壓(ya)來控制(zhi)功(gong)率管的(de)(de)(de)通(tong)斷(duan)。并(bing)聯(lian)(lian)直(zhi)流(liu)母線(xian)吸收型(xing)(xing)使用在多(duo)電(dian)機(ji)(ji)傳動系(xi)統,這種系(xi)統往往有(you)一臺或幾臺電(dian)機(ji)(ji)經常(chang)工作于發電(dian)狀態,產(chan)生(sheng)再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)量(liang),這些能(neng)(neng)量(liang)通(tong)過并(bing)聯(lian)(lian)母線(xian)被處于電(dian)動狀態的(de)(de)(de)電(dian)機(ji)(ji)吸收。能(neng)(neng)量(liang)回饋型(xing)(xing)的(de)(de)(de)變頻器網側變流(liu)器是可逆(ni)的(de)(de)(de),當有(you)再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)量(liang)產(chan)生(sheng)時可逆(ni)變流(liu)器就將再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)量(liang)回饋給電(dian)網。
  
  (2)多個電(dian)(dian)動(dong)(dong)施動(dong)(dong)同(tong)一(yi)個負(fu)載時,也可能出現(xian)這一(yi)故障(zhang),主(zhu)要由于沒有負(fu)荷分(fen)配(pei)引(yin)起的(de)(de)(de)。以兩臺(tai)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)拖動(dong)(dong)一(yi)個負(fu)載為(wei)例,當一(yi)臺(tai)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)實際轉(zhuan)(zhuan)速(su)大于另(ling)一(yi)臺(tai)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)同(tong)步(bu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)時,則轉(zhuan)(zhuan)速(su)高的(de)(de)(de)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)相當于原(yuan)動(dong)(dong)機(ji),轉(zhuan)(zhuan)速(su)低的(de)(de)(de)處(chu)(chu)于發(fa)電(dian)(dian)狀態,引(yin)起故障(zhang)。在紙(zhi)機(ji)經常發(fa)生在榨部及網部,處(chu)(chu)理時需(xu)加負(fu)荷分(fen)配(pei)控(kong)制。可以把處(chu)(chu)于紙(zhi)機(ji)傳動(dong)(dong)速(su)度鏈分(fen)支的(de)(de)(de)變(bian)頻器特性調節軟一(yi)些(xie)。
  
  三、過流(liu)故障
  
  過(guo)流故障可(ke)分為加(jia)速、減速、恒速過(guo)電流。其可(ke)能(neng)是由于變頻器(qi)(qi)的加(jia)減速時間太短、負(fu)(fu)載發(fa)生突變、負(fu)(fu)荷(he)(he)分配(pei)不均,輸出短路等原(yuan)因(yin)引起的。這(zhe)時一般(ban)可(ke)通過(guo)延長加(jia)減速時間、減少(shao)負(fu)(fu)荷(he)(he)的突變、外加(jia)能(neng)耗制動(dong)元件、進(jin)行負(fu)(fu)荷(he)(he)分配(pei)設計、對線(xian)路進(jin)行檢查。如果(guo)斷開負(fu)(fu)載變頻器(qi)(qi)還是過(guo)流故障,說明(ming)變頻器(qi)(qi)逆變電路已環,需要(yao)更(geng)換(huan)變頻器(qi)(qi)。
  
  四(si)、過(guo)載故障
  
  過(guo)載(zai)(zai)故(gu)障包括變(bian)頻過(guo)載(zai)(zai)和(he)電(dian)(dian)(dian)機器(qi)過(guo)載(zai)(zai)。其可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)是加(jia)速時間太短,直流(liu)制動量(liang)過(guo)大(da)、電(dian)(dian)(dian)網電(dian)(dian)(dian)壓(ya)太低、負(fu)(fu)載(zai)(zai)過(guo)重等原因引起(qi)的(de)。一般可(ke)(ke)(ke)通過(guo)延長(chang)加(jia)速時間、延長(chang)制動時間、檢(jian)(jian)查電(dian)(dian)(dian)網電(dian)(dian)(dian)壓(ya)等。負(fu)(fu)載(zai)(zai)過(guo)重,所選的(de)電(dian)(dian)(dian)機和(he)變(bian)頻器(qi)不能(neng)(neng)拖動該負(fu)(fu)載(zai)(zai),也可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)是由(you)于機械潤滑不好引起(qi)。如前者則必須更換大(da)功(gong)率(lv)的(de)電(dian)(dian)(dian)機和(he)變(bian)頻器(qi);如后(hou)者則要對生產機械進行(xing)檢(jian)(jian)修(xiu)。
  
  五、其他(ta)故障(zhang)
  
  1、欠壓
  
  說(shuo)明變頻器電源輸入部分有問題,需檢查后才可以運行。
  
  2、溫度過高
  
  如電動機(ji)有溫度檢(jian)(jian)測(ce)裝置(zhi),檢(jian)(jian)查電動機(ji)的散熱(re)情(qing)況(kuang);變頻器溫度過高,檢(jian)(jian)查變頻器的通風情(qing)況(kuang)。
 
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