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輔助開關(guān)輸出額定電流、輸入額定電壓;Vin是輸入電壓。 現(xiàn)就這幾種情況作一下分析。表1 輔助開關(guān)故障代碼顯示的故障2.1 短路呵護(hù) 若變頻器運(yùn)行傍邊呈現(xiàn)短路呵護(hù)，停機(jī)后顯示“0”，說(shuō)明是變頻器輔助開關(guān)內(nèi)部或外部呈現(xiàn)了短路因素。這有以下幾方面的原因: (1) 輔助開關(guān)負(fù)載呈現(xiàn)短路 這種情況下如果把負(fù)載甩開，行將變頻器與負(fù)載斷開，空開變頻器，變頻器應(yīng)工作正常。這時(shí)我們用兆歐表(或稱搖表)丈量一下電機(jī)絕緣，電機(jī)繞組將對(duì)地短路，或電機(jī)線及接線端子板絕緣變差，輔助開關(guān)此時(shí)應(yīng)檢查電機(jī)及從屬設(shè)施。 (2) 變頻器內(nèi)部問(wèn)題 如果上述檢測(cè)后負(fù)載無(wú)問(wèn)題，變頻器空開仍呈現(xiàn)短路呵護(hù)，這是變頻器內(nèi)部呈現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)予以排除。如圖1所示。圖1 變頻器主電路示意圖在逆變橋的模塊傍邊，若IGBT的某一個(gè)結(jié)擊穿，城市形成短路呵護(hù)，嚴(yán)重的可使橋臂擊穿，甚至于送不上電，前面的斷路器輔助開關(guān)將跳閘。這種情況一般只允許再送一次電，以免故障擴(kuò)大，造成更大的損失，應(yīng)聯(lián)系廠家進(jìn)行維修。 (3) 變頻器內(nèi)部干擾或檢測(cè)電路有問(wèn)題 有些機(jī)子內(nèi)部干擾也易造成此類問(wèn)題，此時(shí)變頻器并沒(méi)有太大的問(wèn)題，只是不中斷的、無(wú)規(guī)律的呈現(xiàn)短路呵護(hù)，即所謂的誤呵護(hù)，這就是干擾造成的。 變頻器的短路呵護(hù)一般是從主回路的正負(fù)母線上分流取樣，輔助開關(guān)用電流傳感器經(jīng)主控板的檢測(cè)傳至主控芯片進(jìn)行呵護(hù)的，因此這些環(huán)節(jié)上任何一處呈現(xiàn)問(wèn)題，都可能造成故障停機(jī)。 對(duì)干擾問(wèn)題，現(xiàn)低壓大功率的及中高壓變頻器都加了光電隔離，但也有呈現(xiàn)干擾的，主要是電流傳感器的控制線走線不公道，可將該線零丁走線，遠(yuǎn)離電源線、強(qiáng)電壓、大電流線及其他電磁輻射較強(qiáng)的線，或采取屏蔽線，以增強(qiáng)抗干擾能力，避免呈現(xiàn)誤呵護(hù)。 對(duì)檢測(cè)電路呈現(xiàn)的問(wèn)題，一般是電流傳感器、取樣電阻或檢測(cè)的門電路問(wèn)題。電流傳感器應(yīng)用示波器檢測(cè)，其正常波形應(yīng)如圖2所示。圖2 電流傳感器波形圖若波形欠好或呈現(xiàn)雜亂波形甚至于無(wú)波形，即說(shuō)明電流傳感器有問(wèn)題，可改換一只新的。對(duì)取樣電阻問(wèn)題，有的機(jī)子使用時(shí)間長(zhǎng)了，其阻值會(huì)變大，甚至于斷路，用萬(wàn)用表可檢測(cè)出來(lái)，應(yīng)予以改換成原來(lái)的阻值的或少小一些的電阻。 對(duì)檢測(cè)的門電路，應(yīng)檢查在靜態(tài)時(shí)的工作點(diǎn)，若狀態(tài)不對(duì)應(yīng)改換之。 (4) 參數(shù)設(shè)置問(wèn)題 對(duì)提升機(jī)類或其他(如拉絲機(jī)、潛油電泵等)重負(fù)荷負(fù)載，需要設(shè)置低頻抵償。若低頻抵償設(shè)置不公道，也容易呈現(xiàn)短路呵護(hù)。一般輔助開關(guān)以低頻下能啟動(dòng)負(fù)載為宜，且越小越好，若太高了，不單會(huì)引起短路呵護(hù)，還會(huì)使啟動(dòng)后整個(gè)運(yùn)行歷程電流過(guò)大，輔助開關(guān)引起相關(guān)的故障，如IGBT柵極燒斷，變頻器溫升高檔。因此應(yīng)逐漸加抵償，使負(fù)荷剛能正常啟動(dòng)為最佳。如圖3所示，輔助開關(guān)V1為啟動(dòng)電壓，V0為額定輸出電壓。 圖3 啟動(dòng)歷程的電壓曲線 (5) 在多單位并聯(lián)的變頻器中，若輔助開關(guān)某一單位呈現(xiàn)問(wèn)題。勢(shì)必使其他單位承擔(dān)的電流大，造成單位間的電流不服衡，而呈現(xiàn)過(guò)流或短路呵護(hù)。因此輔助開關(guān)對(duì)多單位并聯(lián)的變頻器，應(yīng)首先測(cè)其均流情況，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)查找原因，排除故障。各單位輔助開關(guān)的均流系數(shù)應(yīng)不大于5%。 2.2 過(guò)流呵護(hù) 變頻器呈現(xiàn)過(guò)流呵護(hù)，代碼顯示“1”，一般是由于負(fù)載過(guò)大引起，即負(fù)載電流跨越額定電流的1.5倍即故障停機(jī)而呵護(hù)。這一般對(duì)變頻器危害不大，但持久的過(guò)負(fù)荷容易引起變頻器內(nèi)部溫升高，元器件老化或其他相應(yīng)的故障。 圖4 傳感器的波形圖這種呵護(hù)也有因變頻器內(nèi)部故障引起的，若負(fù)載正常，變頻器仍呈現(xiàn)過(guò)流呵護(hù)，一般是檢測(cè)電路所引起，類似于短路故障的排除，如電流傳感器、取樣電阻或檢測(cè)電路等。該處傳感器波形如圖4所示，其包絡(luò)類似于正弦波，若波形不對(duì)或無(wú)波形，即為傳感器損壞，應(yīng)改換之。 過(guò)流呵護(hù)用的檢測(cè)電路是模擬運(yùn)放電路，如圖5所示。圖5 過(guò)流檢測(cè)電路在靜態(tài)下，測(cè)A點(diǎn)的工作電壓應(yīng)為2.4V，若電壓不對(duì)即為該電路有問(wèn)題，應(yīng)查找原因予以排除。R4為取樣電阻，若有問(wèn)題也應(yīng)改換之。 過(guò)流呵護(hù)的另一個(gè)原因就是缺相。當(dāng)變頻器輸入缺相時(shí)，勢(shì)必引起母線電壓下降，負(fù)載電流加大，引起呵護(hù)。而當(dāng)變頻器輸出端缺相時(shí)，勢(shì)必使電機(jī)的另外兩相電流加大而引起過(guò)流呵護(hù)。所以對(duì)輸入及輸出都應(yīng)進(jìn)行檢查，排除故障。 2.3 過(guò)、欠壓呵護(hù) 變頻器呈現(xiàn)過(guò)、欠壓呵護(hù)，大多是由于電網(wǎng)的波動(dòng)引起的，在變頻器的供電回路中，若存在大負(fù)荷電機(jī)的直接啟動(dòng)或停車，引起電網(wǎng)瞬間的大范圍波動(dòng)即會(huì)引起變頻器過(guò)、欠壓呵護(hù)，而不克不及正常工作。這種情況一般不會(huì)延續(xù)太久，電網(wǎng)波動(dòng)事后即可正常運(yùn)行。這種情況的改良只有增大供電變壓器容量，改良電網(wǎng)質(zhì)量才能避免。 當(dāng)電網(wǎng)工作正常時(shí)，即在允許波動(dòng)范圍(380V±20%)內(nèi)時(shí)，若變頻器仍呈現(xiàn)這種呵護(hù)，這就是變頻器內(nèi)部的檢測(cè)電路呈現(xiàn)故障了。一般過(guò)、欠壓呵護(hù)的檢測(cè)電路如圖6所示。圖6 過(guò)、欠壓呵護(hù)的檢測(cè)電路當(dāng)W1調(diào)度不那時(shí)，即會(huì)使過(guò)、欠壓呵護(hù)范圍變窄，呈現(xiàn)誤呵護(hù)。此時(shí)可適當(dāng)調(diào)度電位器，一般在網(wǎng)電380V時(shí)，使變頻器面板顯示值(運(yùn)行中按住“〈”鍵〉與實(shí)際值相符即可。當(dāng)檢測(cè)回路損壞時(shí)，如圖中的整流橋、濾波電容或R1、W1及R2中任一器件呈現(xiàn)問(wèn)題，也會(huì)使該電路工作不正常而失控。如有的機(jī)子R1損壞造成開路，使該電路P點(diǎn)得不到電壓，芯片即認(rèn)為該處檢測(cè)不對(duì)而呈現(xiàn)欠壓呵護(hù)。P點(diǎn)的工作點(diǎn)范圍為1.9~2.1V，即對(duì)應(yīng)其電壓波動(dòng)范圍。 對(duì)提升機(jī)變頻器，因回饋電網(wǎng)污染，增加了隔離電路，如圖7所示。圖7 提升機(jī)變頻器過(guò)、欠壓呵護(hù)的檢測(cè)電路有時(shí)調(diào)度不當(dāng)也會(huì)呈現(xiàn)誤呵護(hù)，此時(shí)應(yīng)依照電網(wǎng)的波動(dòng)仔細(xì)調(diào)度。因提升機(jī)負(fù)載在運(yùn)行中電網(wǎng)是波動(dòng)的，在提升重物時(shí)，電壓下降(有的可降20V)，在下放時(shí)回饋電網(wǎng)電壓升高，可依照這種轉(zhuǎn)變進(jìn)行調(diào)度，一般輔助開關(guān)是增大W3，減小W2，直至在穩(wěn)態(tài)下適合為止。2.4 溫升太高呵護(hù) 變頻器的溫升太高呵護(hù)(面板顯示“5”)，一般輔助開關(guān)是由于變頻器工作情況溫度太高引起的，此時(shí)應(yīng)改良工作情況，增大周圍的空氣流動(dòng)，使其在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作。 再一個(gè)輔助開關(guān)原因就是變頻器自己散熱風(fēng)道通風(fēng)不暢造成的，有的工作情況卑鄙，塵埃、粉塵太多，造成散熱風(fēng)道梗塞而使風(fēng)機(jī)抽不進(jìn)冷風(fēng)，因此用戶應(yīng)對(duì)變頻器內(nèi)部經(jīng)常進(jìn)行清理(一般每周一次)。也有的因風(fēng)機(jī)質(zhì)量差運(yùn)轉(zhuǎn)歷程中損壞，此時(shí)應(yīng)改換風(fēng)機(jī)。還有一種情況就是在大功率的變頻器(尤其是多單位或中高壓變頻器)中，因溫度傳感器走線太長(zhǎng)，接近主電路或電磁感應(yīng)較強(qiáng)的處所，造成干擾，此時(shí)應(yīng)采納抗干擾法子。如采取繼電器隔離，或加濾波電容等。如圖8所示。圖8 溫升太高呵護(hù)的抗干擾法子 2.5 電磁干擾太強(qiáng) 這種情況變頻器停機(jī)后不顯示故障代碼，只有小數(shù)點(diǎn)亮。這是一種比較難措置的故障。包含停機(jī)后顯示毛病，如亂顯示，或運(yùn)行中突然死機(jī)，頻率顯示正常而無(wú)輸出，都是因變頻器內(nèi)外電磁干擾太強(qiáng)造成的。 這種故障的排除除外界因素，將變頻器遠(yuǎn)離強(qiáng)輻射的干擾源外，主要是應(yīng)增強(qiáng)其自身的抗干擾能力。特別對(duì)主控板，除采納需要的屏蔽法子外，采納對(duì)外界隔離的體例尤為重要。 首先應(yīng)盡可能使主控板與外界的接口采取隔離法子。我們?cè)诟咧袎杭暗蛪捍蠊β首冾l器及提升機(jī)變頻器中采取了光纖傳輸隔離，在外界取樣電路(包含短路呵護(hù)輔助開關(guān)、過(guò)流呵護(hù)輔助開關(guān)、溫升呵護(hù)輔助開關(guān)及過(guò)、欠壓呵護(hù))中采取了光電隔離，在提升機(jī)與外界接口電路中采取了PLC隔離，這些法子都有效避免了外界的電磁干擾，在實(shí)踐應(yīng)用中都取得了較好的效果。 再一點(diǎn)就是對(duì)變頻器的控制電路(主控板、分信號(hào)板及顯示板)中應(yīng)用的數(shù)字電路，如74HC14、74HC00、74HC373及芯片89C51、87C196等，應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)每個(gè)集成塊都應(yīng)加退耦電容，即如圖9所示。圖9 集成電路的退耦電容每個(gè)集成塊的電源腳對(duì)控制地都應(yīng)加10μF/50V的電解電容并接103(0.01μF)的瓷片電容，以減小電源走線的干擾。對(duì)芯片，電源與控制地之間應(yīng)加電解電容10μF /50V并接105(1μF)的獨(dú)石電容，效果會(huì)更好些。筆者曾對(duì)一些干擾嚴(yán)重的機(jī)型進(jìn)行過(guò)以上措置，效果較好。 對(duì)這類故障應(yīng)逐漸堆集經(jīng)驗(yàn)，不竭尋求解決途徑。有些機(jī)子使用時(shí)間太久，線路板上的濾波電容容量不敷造成濾波效果差，造成變頻器死機(jī)或失控，這種情況不太好措置，可改換一塊新線路板，一般可解決問(wèn)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(xiàn)分析如下，供大師參考。 3.1 主回路跳閘 這種故障表示為變頻器運(yùn)行歷程中有大的響聲(俗稱“放炮”)，或開機(jī)時(shí)送不上電，變頻器控制用的斷路器或空氣開關(guān)跳閘。這種情況一般是由于主電路(包含整流模塊、電解電容或逆變橋)直接擊穿短路所致，在擊穿的瞬間強(qiáng)烈的大電流造成模塊炸裂而發(fā)生龐大響聲。 關(guān)于模塊的損壞原因，是多方面的，欠好一概而論?，F(xiàn)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于電網(wǎng)的污染造成的。因變頻器控制電路中使用可控整流器(如可控硅電焊機(jī)、機(jī)車充電瓶等都是可控整流器)，使電網(wǎng)的波形不再是法則的正弦波，使整流模塊受電網(wǎng)的污染而損壞，這需要增強(qiáng)變頻器輸入真?zhèn)€電源吸收能力。在變頻器內(nèi)部一般也設(shè)計(jì)了該電路。但隨著電網(wǎng)污染水平的加深，該電路也應(yīng)不竭改進(jìn)，以增強(qiáng)吸收電網(wǎng)尖峰電壓的能力。 (2) 電解電容及IGBT的損壞主要是由于不均壓造成的，這包含動(dòng)態(tài)均壓及靜態(tài)均壓。在使用日久的變頻器中，由于某些電容的容量削減而致使整個(gè)電容組的不均壓，分擔(dān)電壓高的電容一定要炸裂。IGBT的損壞主要是由于母線尖蜂電壓太高而緩沖電路吸收不力造成的。在IGBT導(dǎo)通與關(guān)斷歷程中，存在著極高的電流轉(zhuǎn)變率，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(dāng)母線設(shè)計(jì)不公道，造成母線電感太高時(shí)，即會(huì)使模塊承擔(dān)的電壓太高而擊穿，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(guān)頭。我們改進(jìn)電路采取的寬銅排結(jié)構(gòu)效果較好。國(guó)外采取的多層母線結(jié)構(gòu)值得鑒戒。 (3) 輔助開關(guān)參數(shù)設(shè)置不公道。尤其在大慣量負(fù)載下，如離心風(fēng)機(jī)、離心攪拌機(jī)等，因變頻器頻率下降時(shí)間太短，造成停機(jī)歷程電機(jī)發(fā)電而使母線電壓升高，跨越模塊所能承受的鴻溝而炸裂。這種情況應(yīng)盡可能使下降時(shí)間放長(zhǎng)，一般不低于300s，或在主電路中增加泄放回路，采取耗能電阻來(lái)釋放失落該能量。如圖10所示。圖10 耗能電阻接線圖R即為耗能電阻。在母線電壓太高時(shí)，使A管導(dǎo)通，使母線電壓下降，正常后關(guān)斷。使母線電壓趨于穩(wěn)定，包管主器件的平安。 (4) 輔助開關(guān)當(dāng)然模塊炸裂的原因還有良多。如輔助開關(guān)主控芯片呈現(xiàn)紊亂，信號(hào)干擾造成上下橋臂直通等都容易造成模塊炸裂，吸收電路欠好也是其直接原因，應(yīng)分袂情況區(qū)別對(duì)待，以期把變頻器作的更好。