變頻器故障案例分析及故障排除解決方案

一、通過修改參數碼排除故障

當變頻器工作中出現了故障跳閘，同時要伴隨著故障報警。操作面板上的顯示屏同時顯示出故障代碼，根據故障代碼，可確定故障的類別。參考變頻器使用說明書，通過修改參數碼，可排除故障。

參數設置

變頻器操作面板是最重要的人機操作界面，它不僅能夠實現參數的輸入功能，還能實現頻率、電流、轉速、線速度、輸出功率、輸出轉矩、端子狀態(tài)、閉環(huán)參數、長度等物理量的監(jiān)控，以及對這些物理量進行存儲與修改。通過變頻器的故障報警顯示，對上述物理量進行適當修改，排除變頻器的有關故障。下圖所示為三菱和艾默生變頻器的操作面板。

二、過壓問題的處理

1.過壓問題的提出

變頻器過壓是由電壓輸入端和電動機輸出端的外電壓超標造成的。電源超壓多以雷擊、電網故障、自備發(fā)電機電壓超標等原因造成的。故障鑒定容易。

回饋電能造成的超壓判斷較困難。

2.輸入端過壓

輸入端過壓輕則跳閘，重則損壞變頻器內部電路。

案例1：變頻器防雷

案例分析：

雷擊分為直擊雷和感應雷。直擊雷是雷電直接落在雷擊物上，產生的破壞最大；感應雷是雷電產生的電磁波在導體上產生的感應高壓，使連接到導體上的電器過壓而損壞。

在電網上，已經安裝了多級避雷器，但前級雷電的殘存電壓或變頻器附近的雷電感應電壓仍然會對變頻器造成破壞。

解決方案：

在變頻器控制柜中安裝進線避雷器。

進線避雷器可采用電源防雷模塊，滑道安裝，并聯(lián)接地。該避雷器模塊為間隙放電，沖擊放電電流15kA(10/350μs) ，工作電壓250V。也可以采用在電源線上并聯(lián)壓敏電阻防雷。

3.輸出端過壓

主要是電動機發(fā)電效應形成的過壓。

由上圖分析可知：

只要是電動機的轉速大于變頻器的輸出轉速，電動機就產生發(fā)電效應，給變頻器充電。

在工程上，變頻器過壓現象是復雜的，但我們循著電動機只要出現了發(fā)電效應，必然受到了外界能量干擾，只要找出外界對電動機的干擾，問題就解決了。

4.過壓案例分析

案例2：

茶葉機變頻器恒速運行過壓

某茶葉廠使用兩臺三菱變頻器FR-E540-2.2K-CH（2.2KW）變頻器，控制兩臺6CBC型八角炒干機（如圖所示），其中一臺變頻器一直運行良好，另一臺變頻器運行中偶爾出現EOV2恒速過壓故障。后用戶將此變頻器功率換高一檔為3.7KW，變頻器仍然會出現EOV2故障。

案例分析：

茶葉機變頻器恒速運行過壓

由于變頻器能在復位后正常運行，所以應重點檢查變頻器在運行中的電壓變化情況。測量變頻器FR-E540-2.2K-CH的直流母線電壓UPN在恒速運行過程中電壓偶爾有上升現象，當電壓達到760V時變頻器報EOV2（恒速過壓故障），從此現象可以看出此臺八角炒干機在恒速運行過程中，是由于機械部分重心不穩(wěn)而出現再生回饋。

案例分析：

茶葉機變頻器恒速運行過壓

變頻器上電后，重新修改以下參數：

? Pr.30: 再生功能選擇為“1”

該參數根據實際情況進行設定，即“0”為無能耗制動組件或外接制動單元的方式進行能耗制動，而“1”為有能耗制動組件。

? Pr.70:制動使用率為10％

制動使用率根據實際情況選擇為10％。當Pr.30為“0”時，Pr.70沒有顯示，制動使用率固定在3％。另外，Pr.70必須設定在所使用的制動電阻發(fā)熱功率內，否則會有過熱的危險。

案例3：工頻泵停機變頻泵過壓跳閘

某水務局一臺100KW工頻泵和一臺160KW變頻泵并聯(lián)為市區(qū)供水，當100KW工頻泵拉閘停機時，變頻泵報過壓跳閘。

案例分析：

工頻泵工作時，水流在管道中高速流動，形成很大的慣性。當工頻泵突然停止，管道中產生負壓，形成空化現象，負壓將水從變頻泵中吸入，推動葉輪轉動，使電動機的轉速高于變頻器的輸出轉速，電動機產生發(fā)電效應。

解決方案：在變頻器上加裝制動電阻。

三、變頻器過流故障的排除

1 過流分析

變頻器出現過流保護跳閘，是因為變頻器中電流的峰值超過了過流檢測值(約為額定電流的150—200％，不同變頻器的保護值不一樣)，變頻器則顯示“OC”表示過流，由于逆變器件的過載能力較差，所以變頻器的過流保護是至關重要的一環(huán)。過流的主要原因有：

（1）.起動過程中引起過流跳閘

因為負載的慣性較大，變頻器的加速時間設置的較短，引起起動跳閘；負載的靜摩擦力較大，起動力矩大；其他原因引起起動跳閘。起動過流跳閘的特征是：重新起動時并不立即跳閘，而是在加速時跳閘。

起動過程中跳閘一般可以通過參數設置就可以解決。

（2）.頻率上升到一定值過流跳閘

1）變頻器啟動負載重

設置低頻轉矩補償，提高啟動轉矩

2）電動機匝間短路。

根據具體情況進行區(qū)分，如電動機在啟動中沒有過載情況，就要考慮電動機是否有問題。

（3）.正常工作中負載引起過流跳閘

當正常工作中變頻器經常過流跳閘，一般為負載不穩(wěn)定。不管是沖擊負載還是非沖擊負載，只要是過流跳閘，首先要檢查變頻器的過流值是否達到了變頻器的容限電流，如果達到了容限電流，就要考慮更換高一級的變頻器。

（4）.外電路短路造成過流跳閘

電動機繞組短路、接線短路、接線端子短路等引起的過流，是最危險的一種過流，因為電流的陡度大，極易造成功率模塊的損壞。該種過流的特征是：變頻器運行就跳閘，不能工作。遇此情況，不能屢試，要認真檢查外電路是否有短路故障。

（5）.內部電路損壞過流跳閘

特征為：一上電就跳閘，一般不能復位。主要原因是模塊壞、驅動電路壞、電流檢測電路壞。

2 、 故障案例

案例4：變頻器過流跳閘

故障現象：

一金屬加工企業(yè)變頻器改造項目，用一臺75KW變頻器拖動一臺75KW電動機。變頻器一運行就跳“OC”，不能工作。

故障檢查：

根據變頻器跳OC現象分析，因為是空載起動，不像是起動過電流，懷疑電動機有問題。將電動機接線斷開，重新起動，變頻器工作正常。測量電動機繞組電阻，沒有短路現象。將電動機接到工頻電路，工作正常。后將電動機又接回變頻器，仍然跳OC。

故障原因分析：

將電動機分解，發(fā)現電動機繞組有短路燒痕，判斷為電動機匝間短路。因為電動機為工作多年的老電機，絕緣程度大大下降，變頻器的輸出波形又為PWM波，造成電動機匝間局部短路。重新?lián)Q一臺電動機，故障排除。

在設備改造時，要注意老電動機的絕緣是否下降，如不能適應變頻器的要求，就要采用變頻器專用電動機或新電機。

案例5：電動機過流

案例現象：某水務局一臺變頻水泵，當變頻器輸出頻率達到16Hz時變頻器過流跳閘。

案例分析：因為變頻器驅動的是水泵，水泵按平方率特性曲線輸出，不會在某頻率出現過載情況。那么變頻器過流另有原因。斷開電動機，空載運行正常（該變頻器可以空載運行），再接入電動機，仍然在16Hz左右出現過流跳閘。換一臺電動機，運行正常，說明過流是電動機故障。

案例處理：分解電動機，發(fā)現電動機繞組有短路現象。原來變頻器的輸出頻率上升時，電壓也在上升，當電壓上升到匝間擊穿電壓時，變頻器過流跳閘。

案例6：換熱加泵時變頻器過流

某用戶用一臺西門子MM440系列22KW變頻器來控制紡織車間集中供熱換熱系統(tǒng)（如圖所示），在停機加泵時總是出現F001過流故障。

案例分析：

用戶現場檢查參數發(fā)現，變頻器的停車方式為OFF1（即變頻器按照選定的斜坡下降速率減速并停止），這也就意味著變頻器在從運行頻率減速到0Hz過程中，始終是有電流輸出的，并因負載過重而過流跳閘。

故障排除：

因為是停車階段過流，可采用兩種方法解決，一種是加長變頻器的減速時間；一種是將變頻器設置為自由停車。本例為將變頻器修改為自由停車。

將命令數據組參數 P0701=1修改為P0701=3，當停車命令到來，變頻器輸出為零，電動機自由停車。