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变频器基本故障排除的方法
作者:李洋 日期:2020年06月19日 来源:技术部 浏览:

内容导读:数字,固态,变频器(VFD)可以成为维护流程的强大工具,可通过使用诊断来解决驱动器性能问题并对相关流程进行故障排除。了解VFD如何与流程相互作用可以帮助您提高整体生产和产品质量。

数字,固态,变频器(VFD)可以成为维护流程的强大工具,可通过使用诊断来解决驱动器性能问题并对相关流程进行故障排除。了解VFD如何与流程相互作用可以帮助您提高整体生产和产品质量。

变频器并非绝对可靠; 有时他们需要修理或更换。变频器通常是流程变更或应用程序问题的第一个指标。

许多变频器使用LCDLED显示器进行通信,或通过开放式互锁或故障指示进行通信。在大多数应用中,变频器与操作员控制,过程控制信号和PLC交互。当实际问题与过程有关时,变频器与这些外部控件之间的交互问题可能看起来是一个驱动问题。与机器操作员讨论过程和驱动器症状通常可以帮助确定问题区域(参见侧栏与机器操作员交谈)。

如果外部控件正常工作,请使用变频器系统地识别问题。如果显示状态指示灯不工作,请验证输入交流电源。如果在验证或恢复交流电源后仍未显示状态指示灯,则验证控制电源,并在必要时恢复。

如果变频器已成功运行,但突然无法启动,或者驱动器启动但运行不正常,请检查诊断状态显示是否指示故障。变频器的使用说明书应该有故障描述和故障排除步骤。使用诊断或键盘控制来监控变量,例如输入电压,直流总线,载波频率,输出频率,电压,电流和I / O以及控制状态。这些参数显示在最常见的VFD上。I / O状态使用位来监视所需的启动条件,以确保它们被启用并确定可能阻止启动的内容。控制状态表示速度参考源,可用于验证传入速度或方向信号。

高总线故障

高总线是外部因素引起的常见故障。交流线路中的瞬时电压尖峰或由机器惯性产生的检修负载可能导致高总线故障。负载继续以比电机指令速度更快的速度旋转。当这种情况发生时,VFD通过绊倒高总线故障并关闭绝缘栅双极晶体管(IGBT)来保护自身。

如果指示高总线故障,请确保交流电源一致,并调整减速时间以匹配负载能力。如果该过程需要快速减速,则可以添加动态制动或再生功率控制电路(参见侧栏动态制动和再生功率)。

过流故障

另一个常见的故障是过电流。在对过流故障进行故障排除时,首先检查所有电源连接,确保它们已正确连接。当出现过流和控制问题时,连接松动或导线断裂常常是罪魁祸首。电源连接松动会导致过压和过流,熔断保险丝和变频器损坏。松散的控制接线导致不稳定的驱动性能,导致不可预测的速度波动或无法控制变频器。如果在变频器上提供,则使用自动调整功能。许多驱动器上的自动调谐功能使驱动器能够识别连接的电机,允许在处理器算法中使用转子信息,以实现更精确的电流控制。变频器还可以补偿磁通电流,从而可以更好地控制产生转矩的电流。电动机上下通过都会很麻烦。

第二步是检查磨损或损坏部件的机械负载或过度摩擦。根据需要修理或更换组件。

最后,检查输入电压和加速度。如果输入电压过低,或者加速率设置得太快,则可能发生过流故障。降低加速度或稳定输入电压以纠正此故障。

高启动负载电流

高电流/负载读数可能表示机械结合或过程速度或负载的无法解释的变化。许多泵和风扇的功率要求与转速的立方成正比(S3)。运行负载只需几分钟每分钟就可以使变频器过载。

应在启动前检查组件以避免过载情况。在非工作时间内装载的输送机应在启动前卸载。在不使用泵时,应清除已沉淀的固体,以避免堵塞泵。避免可能在负载上形成的冰或水分。潮湿的材料比干燥的重,可能会在输送机上产生更多的负荷,导致电机和变频器过载。

降低高启动负载的一种方法是使用具有扩展加速率的变频器。此功能可以缓慢而平稳地启动加载,而不是将其拉到开始状态。这种类型的启动在机械部件上更容易,并且具有较低的生产线要求,因为变频器仅吸收100 %%% MDASSML %% 150%的负载。

操作不稳定

如果变频器运行不正常,但未指示故障,则可能是外部因素,或者驱动器本身可能已发生故障。了解变频器故障的原因有助于确定问题的根本原因。经常被忽视的根本原因通常是过程中的不稳定性,迫使变频器在恶劣条件下发挥作用。

通过寻找变色或开裂的迹象,目视检查变频器是否有烧伤或过热的部件。烧坏或破裂的部件会妨碍正常的变频器操作。更换有缺陷的组件并测试变频器,然后再将其投入运行。

电能质量是影响变频器的另一个电气问题。由于电风暴或系统过载,公用设备的变化或意外的电涌可能会影响VFD性能。

污染失败

使用环境的污染是变频器故障的可预防问题。检查变频器是否有灰尘,湿气或其他可能导电的空气传播颗粒的污染。元件或电路板走线上的跟踪或电弧标记表明污染失败的证据。如果污染过多,必须通过改变环境或提供适当的NEMA级外壳将VFD与污染源隔离。如果灰尘,湿气或腐蚀性蒸气中存在明显的空气污染,则变频器必须至少在NEMA-12外壳中。

还应检查变频器的内部冷却风扇和组件散热器是否有污染。堵塞的风扇迫使变频器在其温度规格之外运行,这可能导致冷却不充分导致的过早失效。检查风扇是否有油脂和其他可能导致轴承和风扇其他部件失效的污染物。VFD的内部和外部,包括风扇,鼓风机,过滤器和散热片,应每月清洁一次,以降低污染物失效的风险。

温度故障

驱动器必须在其中运行的环境必须在指定的温度范围内。测量外壳内外的温度,确保其在制造商确定的环境规格范围内。未能满足所需的温度规格会导致变频器过早失效,因为许多电源组件依靠足够的冷却来正常运行。

如果环境温度过高,则应在外壳中添加额外的冷却,或者将变频器重新定位到环境温度在规格范围内的区域。环境温度低也可能导致问题。可能形成冷凝并导致组件或变频器故障。

其他失败

许多故障是由于误用变频器引起的。流程变化,例如负载或速度的变化; 电力问题,例如电力公司的容量转换; 或者环境运行条件的变化不是很明显,但可能是变频器失效的主要原因。在尝试确定失败原因时,评估过程的一致性和条件。

如果在执行上述检查后变频器仍然不起作用,请与制造商联系。大多数变频器供应商都拥有训练有素的技术支持人员,可以提供诊断问题所需的帮助。如果需要更换,技术支持人员可以帮助您选择更换部件或新驱动器。

作为嵌入在制造过程中的智能设备,变频器可以提供对应用和设备性能的深入了解。通过向维护人员提供理解和解释问题所需的信息,可以快速识别变频器问题,有时还可以识别过程或操作问题,从而可以恢复工厂运营并提高生产率。

与机器操作员交谈

与机器操作员交谈通常可以识别问题区域。有用的问题是:

失败时机器发生了什么?

机器堵塞了吗?

其他设备是否与驱动器同时跳闸?

是否有因灯光风暴或欠压引起的电气关闭?

在驱动器周围是否有焊接等结构?

该实用程序发生了什么?

工厂内是否有功率因数校正电容器?如果是这样,他们何时切换?

公用事业是否观察到任何干扰?

动态制动和再生动力

当一个过程需要驱动器和电机快速减速时,电机实际上可以作为发电机运行。以机械旋转的形式存储在电动机内的能量必须在某处。动态制动电路用于容纳这种能量。

动态制动电路是一种开关,用于监控直流母线,并在母线电平超过某个设定值时接通。能量被输送到电阻器,并在加热时消耗,直到总线电平降至该设定点以下。

再生电源作为反向逆变器工作,这允许IGBT点火电路与输入交流线路同步。使用再生电源允许与驱动器分离和外部的电路将来自电机的多余能量通过直流总线发送回电源。

变频器常见的故障现象和故障分析

变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。

点击浏览下一页变频器的结构组成多为单元化或者模块化,在使用的时候如果方法不正确或者设置不当,很容易造成变频器故障的发生,无法达到预期的运行   效果。今天小编就详细的介绍一下变频器的故障以及处理方法:

一、变频器过电压、欠电压故障保护

大家使用变频器最常见的可能就是过电压问题了,过电压问题最常见的原因是电机处在发电状态,产生的能量无法及时的消耗造成的。欠电压问题最常见的就是电源缺相了。当然,变频器都有相应的保护功能,其缺省反应为OFF2停车。

二、变频器过压、欠压保护的必要性

电压检测电路,是变频器故障检测电路中的一个重要组成部分;在变频器主回路中,由于整流桥、IGBT滤波电容等器件本身的耐压所限,不能超过器件本身的工作范围,如果超出,可能导致整机性能下降、器件老化加快、甚至出现炸机情况,所以电压检测环节必不可少。

三、电压检测原理

1、针对变频器的过压、欠压保护回路,一般设计在主回路的直流侧,按照六脉动整流,直流母线电压为交流进线电压的1.35倍,通过检测直流母线电压能反映交流供电情况。

2、主回路中,经串联电阻分压,采样给CU进行处理,进而计算直流母线电压情况,做出相应的反应。。

3、通过电压检测模块,可以实现对交流电参量的监测。

四、引发变频器过电压故障的几个因素。

1、设计选型不当引发的过电压问题:

①位能性负载下放,没有配置制动单元、制动电阻,或者没有配置能量回馈单元 ,导致直流母线电压升高,直至故障保护。

②机械负载本身就是一个“偏心”机构,设备运行中,导致电机出现被反拖情况,导致变频器过电压。

 

③变频器输出侧电缆超出变频器允许长度,由于电缆分布电容的影响,电压反射造成变频器过电压。

④变频器输出侧选配了不合适的滤波器件, 导致变频器过电压。

⑤变频器输出侧装有开关器件,变频器运行过程中,开关有动作情况。

2、调试不当引发的过电压问题:

①电机减速时间设定过短,导致过电压;由于某些负载机械惯性大,如果减速时间过短, 变频器输出的频率下降很快,造成电机转子的实际转速大于电机旋转磁场的转速,电机工作于发电状态,通过变频器主回路的IGBT反并联二极管回馈到直流母线,导致直流母线电压升高,如果没有配备制动单元,或者无法回馈电网,将导致直流母线电压升高,最终发生过电压故障。

②位能性负载下放,抱闸逻辑打开、关闭时机不合适, 导致过电压。

③收放卷控制工艺,放卷电机由于被反拖出现过电压情况。

④大功率通风机运行中,管道阀门突然变化情况,导致变频器过电压。

⑤皮带机控制,速度给定不合适,出现的被拖电机变频器过压现象。

⑥多变频器、多电机同时驱动一台车, 速度给定不合适、加减速时间不一致,导致变频器过电压。

⑦禁止了最大直流电压控制器功能,比如在变频器降速过程中, 如果变频器出现过电压趋势,此时如果最大直流电压控制器是激活状态,变频器会自动延长降速时间,等直流母线电压恢复正常后继续降速。

⑧硬件安装了制动单元、制动电阻,但是没有输入制动电阻功率P219, 相当于制动电阻没有开通。

⑨电机名牌数据设置不正确,也可能导致过电压。

3、外围器件故障引发的过电压问题:

①电网波动、或者电网侧其他设备引起的操作过电压。

②电机绝缘损坏,出现绕组接地情况,也可能导致过电压。

③变频器输出侧电缆、接线端子松动,导致变频器过电压。

④变频器输出侧的滤波器工作异常,导致变频器过电压。

⑤电机拖动大惯性负载,在启动前,电机轴自由旋转,电机在升速过程中,实际转速高于同步转速,电机处于回馈状态,导致过电压。

4、变频器硬件问题引发的过电压:

①电压检测回路异常,导致过电压。

②制动单元损坏、制动电阻烧断、制动电阻阻值选配不合适。

③变频器CU单元出现故障引发的过电压故障。

五、欠电压故障保护

通常变频器报欠电压故障,由网侧电压波动引发居多。

1、交流电网电压偏低。

2、同一电网下,有大容量设备启动。

3、交流进线缺相、比如某一相快熔熔断。

4、整流侧可控硅触发不好,整流桥桥臂有损坏情况。

5、主回路直流电解电容老化,容值下降。

6、电压检测回路故障,引发的欠电压。

7、速度环动态特性调整过硬,或者加速时间过短,将直流母线瞬间拉底。

参数设置错误 ,禁止了最小直流电压控制器。

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