變頻器8大故障分析,知己知彼方可百勝不殆
發布時間:2015-04-10 責任編輯:sherry
【導讀】變bian頻pin器qi的de結jie構gou複fu雜za性xing,由you於yu使shi用yong方fang法fa不bu正zheng確que或huo設she置zhi環huan境jing不bu合he理li,將jiang容rong易yi造zao成cheng變bian頻pin器qi誤wu動dong作zuo及ji發fa生sheng故gu障zhang,或huo者zhe無wu法fa滿man足zu預yu期qi的de運yun行xing效xiao果guo。為wei防fang患huan於yu未wei然ran,事shi先xian對dui故gu障zhang原yuan因yin進jin行xing認ren真zhen分fen析xi尤you為wei重zhong要yao。
變頻器由主回路、電源回路、IPM驅動及保護回路、lengquefengshandengjibufenzucheng。qijiegouduoweidanyuanhuahuomokuaihuaxingshi。youyushiyongfangfabuzhengquehuoshezhihuanjingbuheli,jiangrongyizaochengbianpinqiwudongzuojifashengguzhang,huozhewufamanzuyuqideyunxingxiaoguo。weifanghuanyuweiran,shixianduiguzhangyuanyinjinxingrenzhenfenxiyouweizhongyao。
1.主回路常見故障分析
主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容器、濾波電容器、IPM逆變橋、限流電阻、接(jie)觸(chu)器(qi)等(deng)元(yuan)件(jian)組(zu)成(cheng)。其(qi)中(zhong)許(xu)多(duo)常(chang)見(jian)故(gu)障(zhang)是(shi)由(you)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)引(yin)起(qi)。電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)的(de)壽(shou)命(ming)主(zhu)要(yao)由(you)加(jia)在(zai)其(qi)兩(liang)端(duan)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)和(he)內(nei)部(bu)溫(wen)度(du)所(suo)決(jue)定(ding),在(zai)回(hui)路(lu)設(she)計(ji)時(shi)已(yi)經(jing)選(xuan)定(ding)了(le)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)型(xing)號(hao),所(suo)以(yi)內(nei)部(bu)的(de)溫(wen)度(du)對(dui)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)壽(shou)命(ming)起(qi)決(jue)定(ding)作(zuo)用(yong)。電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)器(qi)會(hui)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),一(yi)般(ban)溫(wen)度(du)每(mei)上(shang)升(sheng)10℃,shoumingjianban。yinciyifangmianzaianzhuangshiyaokaolvshidangdehuanjingwendu,lingyifangmiankeyicaiqucuoshijianshaomaidongdianliu。caiyonggaishangonglvyinshudejiaoliuhuozhiliudiankangqikeyijianshaomaidongdianliu,congeryanchangdianjiedianrongqideshouming。
在電容器維護時,通常以比較容易測量的靜電容量來判斷電解電容器的劣化情況,當靜電容量低於額定值的80%,絕緣阻抗在5MΩ以下時,應考慮更換電解電容器。
2.主回路典型故障分析
故障現象:變頻器在加速、減速或正常運行時出現過電流跳閘。
shouxianyingqufenshiyouyufuzaiyuanyin,haishibianpinqideyuanyinyinqide。ruguoshibianpinqideguzhang,ketongguolishijiluzhaxunzaitiaozhashidedianliu,chaoguolebianpinqideedingdianliuhuodianzirejidianqideshedingzhi,ersanxiangdianyahedianliushipinghengde,zeyingkaolvshifouyouguozaihuotubian,rudianjiduzhuandeng。zaifuzaiguanxingjiaodashi,keshidangyanchangjiasushijian,ciguochengduibianpinqibenshenbingwusunhuai。ruotiaozhashidedianliu,zaibianpinqideedingdianliuhuozaidianzirejidianqideshedingfanweinei,kepanduanshiIPM模塊或相關部分發生故障。首先可以通過測量變頻器的主回路輸出端子U、V、W,分別與直流側的P、N端子之間的正反向電阻,來判斷IPM模塊是否損壞。如模塊未損壞,則是驅動電路出了故障。如果減速時IPM模塊過流或變頻器對地短路跳閘,一般是逆變器的上半橋的模塊或其驅動電路故障;而加速時IPM模塊過流,則是下半橋的模塊或其驅動電路部分故障,發生這些故障的原因,多是由於外部灰塵進入變頻器內部或環境潮濕引起。
3.控製回路故障分析
控製回路影響變頻器壽命的是電源部分,是平滑電容器和IPMdianlubanzhongdehuanchongdianrongqi,qiyuanliyuqianshuxiangtong,danzhelidedianrongqizhongtongguodemaidongdianliu,shijibenbushouzhuhuilufuzaiyingxiangdedingzhi,guqishoumingzhuyaoyouwenduhetongdianshijianjueding。youyudianrongqidouhanjiezaidianlubanshang,tongguoceliangjingdianronglianglaipanduanliehuaqingkuangbijiaokunnan,yibangenjudianrongqihuanjingwenduyijishiyongshijian,laituisuanshifoujiejinqishiyongshouming。
電源電路板給控製回路、IPMqudongdianluhebiaomiancaozuoxianshibanyijifengshandengtigongdianyuan,zhexiedianyuanyibandoushicongzhudianlushuchudezhiliudianya,tongguokaiguandianyuanzaifenbiezhengliuerdedaode。yinci,mouyiludianyuanduanlu,chulebenludezhengliudianlushousunwai,haikenengyingxiangqitabufendedianyuan,ruyouyuwucaozuoershikongzhidianyuanyugonggongjiediduanjie,zhishidianyuandianlubanshangkaiguandianyuanbufensunhuai,fengshandianyuandeduanludaozhiqitadianyuanduandiandeng。yibantongguoguanchadianyuandianlubanjiubijiaorongyifaxian。
邏輯控製電路板是變頻器的核心,它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大規模集成電路,具有很高的可靠性,本身出現故障的概率很小,但有時會因開機而使全部控製端子同時閉合,導致變頻器出現EEPROM故障,這隻要對EEPROM重新複位就可以了。
IPM電路板包含驅動和緩衝電路,以及過電壓、缺相等保護電路。從邏輯控製板來的PWM信號,通過光耦合將電壓驅動信號輸入IPM模塊,因而在檢測模快的同時,還應測量IPM模塊上的光耦。
4.冷卻係統
冷卻係統主要包括散熱片和冷卻風扇。其中冷卻風扇壽命較短,臨近使用壽命時,風扇產生震動,噪聲增大最後停轉,變頻器出現IPM過熱跳閘。冷卻風扇的壽命受陷於軸承,大約為10000~35000h。當變頻器連續運轉時,需要2~3年更換一次風扇或軸承。為了延長風扇的壽命,一些產品的風扇隻在變頻器運轉時而不是電源開啟時運行。
5.外部的電磁感應幹擾
如(ru)果(guo)變(bian)頻(pin)器(qi)周(zhou)圍(wei)存(cun)在(zai)幹(gan)擾(rao)源(yuan),它(ta)們(men)將(jiang)通(tong)過(guo)輻(fu)射(she)或(huo)電(dian)源(yuan)線(xian)侵(qin)入(ru)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)內(nei)部(bu),引(yin)起(qi)控(kong)製(zhi)回(hui)路(lu)誤(wu)動(dong)作(zuo),造(zao)成(cheng)工(gong)作(zuo)不(bu)正(zheng)常(chang)或(huo)停(ting)機(ji),嚴(yan)重(zhong)時(shi)甚(shen)至(zhi)損(sun)壞(huai)變(bian)頻(pin)器(qi)。減(jian)少(shao)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)的(de)具(ju)體(ti)方(fang)法(fa)有(you):變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控製線圈上,加裝防止衝擊電壓的吸收裝置,如RC浪湧吸收器,其接線不能超過20cm;盡量縮短控製回路的配線距離,並使其與主回路分離;變頻器控製回路配線絞合節距離應在15mm以上,與主回路保持10cm以上的間距;變頻器距離電動機很遠時(超過100m),這時一方麵可加大導線截麵麵積,保證線路壓降在2%以yi內nei,同tong時shi應ying加jia裝zhuang變bian頻pin器qi輸shu出chu電dian抗kang器qi,用yong來lai補bu償chang因yin長chang距ju離li導dao線xian產chan生sheng的de分fen布bu電dian容rong的de充chong電dian電dian流liu。變bian頻pin器qi接jie地di端duan子zi應ying按an規gui定ding進jin行xing接jie地di,必bi須xu在zai專zhuan用yong接jie地di點dian可ke靠kao接jie地di,不bu能neng同tong電dian焊han、動力接地混用;變頻器輸入端安裝無線電噪聲濾波器,減少輸入高次諧波,從而可降低從電源線到電子設備的噪聲影響;同時在變頻器的輸出端也安裝無線電噪聲濾波器,以降低其輸出端的線路噪聲。
6.安裝環境
變(bian)頻(pin)器(qi)屬(shu)於(yu)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)裝(zhuang)置(zhi),在(zai)其(qi)說(shuo)明(ming)書(shu)中(zhong)有(you)詳(xiang)細(xi)安(an)裝(zhuang)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)的(de)要(yao)求(qiu)。在(zai)特(te)殊(shu)情(qing)況(kuang)下(xia),若(ruo)確(que)實(shi)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)要(yao)求(qiu),必(bi)須(xu)盡(jin)量(liang)采(cai)用(yong)相(xiang)應(ying)抑(yi)製(zhi)措(cuo)施(shi):振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因,對於振動衝擊較大的場合,應采用橡膠等避振措施;潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件鏽蝕、接觸不良、絕緣降低而形成短路,作為防範措施,應對控製板進行防腐防塵處理,並采用封閉式結構;溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素,特別是半導體器件,應根據裝置要求的環境條件安裝空調或避免日光直射。
除(chu)上(shang)述(shu)幾(ji)點(dian)外(wai),定(ding)期(qi)檢(jian)查(zha)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)空(kong)氣(qi)濾(lv)清(qing)器(qi)及(ji)冷(leng)卻(que)風(feng)扇(shan)也(ye)是(shi)非(fei)常(chang)必(bi)要(yao)的(de)。對(dui)於(yu)特(te)殊(shu)的(de)高(gao)寒(han)場(chang)合(he),為(wei)防(fang)止(zhi)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)因(yin)溫(wen)度(du)過(guo)低(di)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo),應(ying)采(cai)取(qu)設(she)置(zhi)空(kong)氣(qi)加(jia)熱(re)器(qi)等(deng)必(bi)要(yao)措(cuo)施(shi)。
7.電源異常
電源異常大致分以下3種,即缺相、低電壓、停電,有時也出現它們的混合形式。這些異常現象的主要原因,多半是輸電線路因風、雪、雷lei擊ji造zao成cheng的de,有you時shi也ye因yin為wei同tong一yi供gong電dian係xi統tong內nei出chu現xian對dui地di短duan路lu及ji相xiang間jian短duan路lu。而er雷lei擊ji因yin地di域yu和he季ji節jie有you很hen大da差cha異yi。除chu電dian壓ya波bo動dong外wai,有you些xie電dian網wang或huo自zi行xing發fa電dian的de單dan位wei,也ye會hui出chu現xian頻pin率lv波bo動dong,並bing且qie這zhe些xie現xian象xiang有you時shi在zai短duan時shi間jian內nei重zhong複fu出chu現xian,為wei保bao證zheng設she備bei的de正zheng常chang運yun行xing,對dui變bian頻pin器qi供gong電dian電dian源yuan也ye提ti出chu相xiang應ying要yao求qiu。
如ru果guo附fu近jin有you直zhi接jie啟qi動dong的de電dian動dong機ji和he電dian磁ci爐lu等deng設she備bei,為wei防fang止zhi這zhe些xie設she備bei投tou入ru時shi造zao成cheng的de電dian壓ya降jiang低di,其qi電dian源yuan應ying和he變bian頻pin器qi的de電dian源yuan分fen離li,減jian小xiao相xiang互hu影ying響xiang。
duiyuyaoqiushunshitingdianhourengnengjixuyunxingdeshebei,chuxuanzeheshijiagedebianpinqiwai,haiyingyuxiankaolvdianjifuzaidejiangsubili。dangbianpinqihewaibukongzhihuiludoucaiyongshunjiantingdianbuchangfangshishi,shiyahuifuhou,tongguocesudianjicesulaifangzhizaijiasuzhongdeguodianliu。
對(dui)於(yu)要(yao)求(qiu)必(bi)須(xu)連(lian)續(xu)運(yun)行(xing)的(de)設(she)備(bei),應(ying)對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)加(jia)裝(zhuang)自(zi)動(dong)切(qie)換(huan)的(de)不(bu)停(ting)電(dian)電(dian)源(yuan)裝(zhuang)置(zhi)。像(xiang)帶(dai)有(you)二(er)極(ji)管(guan)輸(shu)入(ru)及(ji)使(shi)用(yong)單(dan)相(xiang)控(kong)製(zhi)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi),雖(sui)然(ran)在(zai)缺(que)相(xiang)狀(zhuang)態(tai),但(dan)也(ye)能(neng)繼(ji)續(xu)工(gong)作(zuo),但(dan)整(zheng)流(liu)器(qi)中(zhong)個(ge)別(bie)器(qi)件(jian)電(dian)流(liu)過(guo)大(da),及(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)脈(mai)衝(chong)電(dian)流(liu)過(guo)大(da),若(ruo)長(chang)期(qi)運(yun)行(xing)將(jiang)對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)壽(shou)命(ming)及(ji)可(ke)靠(kao)性(xing)造(zao)成(cheng)不(bu)良(liang)影(ying)響(xiang),應(ying)及(ji)早(zao)檢(jian)查(zha)處(chu)理(li)。
8.雷擊、感應雷電
雷lei擊ji或huo感gan應ying雷lei擊ji形xing成cheng的de衝chong擊ji電dian壓ya,有you時shi也ye會hui造zao成cheng變bian頻pin器qi的de損sun壞huai。此ci外wai,當dang電dian源yuan係xi統tong一yi次ci側ce帶dai有you真zhen空kong斷duan路lu器qi時shi,短duan路lu開kai閉bi會hui產chan生sheng較jiao高gao的de衝chong擊ji電dian壓ya。為wei防fang止zhi因yin衝chong擊ji電dian壓ya造zao成cheng過guo電dian壓ya損sun壞huai,通tong常chang需xu要yao在zai變bian頻pin器qi的de輸shu入ru端duan加jia壓ya敏min電dian阻zu等deng吸xi收shou器qi件jian。真zhen空kong斷duan路lu器qi應ying增zeng加jiaRC浪湧吸收器。若變壓器一次側有真空斷路器,應在控製時序上,保證真空斷路器動作前先將變頻器斷開。
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