變頻器的故障排除及維修(2)

時間:2010-01-08 10:26 來源:未知

對於提升機變頻器，因回饋電網汙染，增加了隔離電路，如圖7所示。

圖7 提升機變頻器過、欠壓保護的檢測電路
有時調節不當也會出現誤保護，此時應根據電網的波動仔細調節。因提升機負載在運行中電網是波動的，在提升重物時，電壓下降(有的可降20V)，在下放時回饋電網電壓升高，可根據這種變化進行調節，一般是增大W3，減小W2，直至在穩態下適合為止。
.4 溫升過高保護
變頻器的溫升過高保護(麵板顯示“5”)，一般是由於變頻器工作環境溫度太高引起的，此時應改善工作環境，增大周圍的空氣流動，使其在規定的溫度範圍內工作。
再一個原因就是變頻器本身散熱風道通風不暢造成的，有的工作環境惡劣，灰塵、粉塵太多，造成散熱風道堵塞而使風機抽不進冷風，因此用戶應對變頻器內部經常進行清理(一般每周一次)。也有的因風機質量差運轉過程中損壞，此時應更換風機。
還有一種情況就是在大功率的變頻器(尤其是多單元或中高壓變頻器)中，因溫度傳感器走線太長，靠近主電路或電磁感應較強的地方，造成幹擾，此時應采取抗幹擾措施。如采用繼電器隔離，或加濾波電容等。如圖8所示。

圖8 溫升過高保護的抗幹擾措施
2.5 電磁幹擾太強
這種情況變頻器停機後不顯示故障代碼，隻有小數點亮。這是一種比較難處理的故障。包括停機後顯示錯誤，如亂顯示，或運行中突然死機，頻率顯示正常而無輸出，都是因變頻器內外電磁幹擾太強造成的。
這種故障的排除除了外界因素，將變頻器遠離強輻射的幹擾源外，主要是應增強其自身的抗幹擾能力。特別對於主控板，除了采取必要的屏蔽措施外，采取對外界隔離的方式尤為重要。
首先應盡量使主控板與外界的接口采用隔離措施。我們在高中壓及低壓大功率變頻器及提升機變頻器中采用了光纖傳輸隔離，在外界取樣電路(包括短路保護、過流保護、溫升保護及過、欠壓保護)中采用了光電隔離，在提升機與外界接口電路中采用了PLC隔離，這些措施都有效避免了外界的電磁幹擾，在實踐應用中都得到了較好的效果。
再一點就是對變頻器的控製電路(主控板、分信號板及顯示板)中應用的數字電路，如74HC14、74HC00、74HC373及芯片89C51、87C196等，應特別強調每個集成塊都應加退耦電容，即如圖9所示。

圖9 集成電路的退耦電容
每個集成塊的電源腳對控製地都應加10μF/50V的電解電容並接103(0.01μF)的瓷片電容，以減小電源走線的幹擾。對於芯片，電源與控製地之間應加電解電容10μF /50V並接105(1μF)的獨石電容，效果會更好些。筆者曾對一些幹擾嚴重的機型進行過以上處理，效果較好。
對這類故障應逐漸積累經驗，不斷尋求解決途徑。有些機子使用時間太久，線路板上的濾波電容容量不夠造成濾波效果差，造成變頻器死機或失控，這種情況不太好處理，可更換一塊新線路板，一般可解決問題。
3 變頻器的其他故障
除以上有變頻器故障代碼顯示的故障外，變頻器還有一些非顯示的故障，現分析如下，供大家參考。
3.1 主回路跳閘
這種故障表現為變頻器運行過程中有大的響聲(俗稱“放炮”)，或開機時送不上電，變頻器控製用的斷路器或空氣開關跳閘。這種情況一般是由於主電路(包括整流模塊、電解電容或逆變橋)直接擊穿短路所致，在擊穿的瞬間強烈的大電流造成模塊炸裂而產生巨大響聲。
關於模塊的損壞原因，是多方麵的，不好一概而論。現僅就筆者所遇到的幾類情況加以列舉。
(1) 整流模塊的損壞大多是由於電網的汙染造成的。因變頻器控製電路中使用可控整流器(如可控矽電焊機、機車充電瓶等都是可控整流器)，使電網的波形不再是規則的正弦波，使整流模塊受電網的汙染而損壞，這需要增強變頻器輸入端的電源吸收能力。在變頻器內部一般也設計了該電路。但隨著電網汙染程度的加深，該電路也應不斷改進，以增強吸收電網尖峰電壓的能力。
(2) 電解電容及IGBT的損壞主要是由於不均壓造成的，這包括動態均壓及靜態均壓。在使用日久的變頻器中，由於某些電容的容量減少而導致整個電容組的不均壓，分擔電壓高的電容肯定要炸裂。IGBT的損壞主要是由於母線尖蜂電壓過高而緩衝電路吸收不力造成的。在IGBT導通與關斷過程中，存在著極高的電流變化率，即di/dt，而加在IGBT上的電壓即為:
U=L×di/dt
其中L即為母線電感，當母線設計不合理，造成母線電感過高時，即會使模塊承擔的電壓過高而擊穿，擊穿的瞬間大電流造成模塊炸裂，所以減小母線電感是作好變頻器的關鍵。我們改進電路采用的寬銅排結構效果較好。國外采用的多層母線結構值得借鑒。
(3) 參數設置不合理。尤其在大慣量負載下，如離心風機、離心攪拌機等，因變頻器頻率下降時間過短，造成停機過程電機發電而使母線電壓升高，超過模塊所能承受的界限而炸裂。這種情況應盡量使下降時間放長，一般不低於300s，或在主電路中增加泄放回路，采用耗能電阻來釋放掉該能量。如圖10所示。

圖10 耗能電阻接線圖
R即為耗能電阻。在母線電壓過高時，使A管導通，使母線電壓下降，正常後關斷。使母線電壓趨於穩定，保證主器件的安全。
(4) 當然模塊炸裂的原因還有很多。如主控芯片出現紊亂，信號幹擾造成上下橋臂直通等都容易造成模塊炸裂，吸收電路不好也是其直接原因，應分別情況區別對待，以期把變頻器作的更好。

3.2 延時電阻燒壞
這主要是由於延時控製電路出問題造成的。
(1) 在變頻器延時電路中，大多是用的晶閘管(可控矽)電路，當其不導通或性能不良時，就可造成延時電阻燒壞。這主要是開機瞬間造成的。
(2) 在變頻器運行過程當中，當控製電路出現問題，有的是由於主電路模塊擊穿，造成控製電路電壓下降，使延時可控矽控製電路工作異常，可控矽截止使延時電阻燒壞。也有的是控製變壓器供電回路出現問題，使主控板失去電壓瞬間造成晶閘管工作異常而使延時電阻燒壞。

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