變頻器如何修理

　　變頻器在正常使用6-10年后，就進入故障的高發(fā)期，經(jīng)常會出現(xiàn)元器件燒壞、失效、保護功能頻繁動作等故障現(xiàn)象，嚴重影響其正常運行。那么變頻器如何修理呢?以下是學(xué)習啦小編為您整理的有關(guān)變頻器如何修理的資料，希望對你有幫助。

　　變頻器修理方法

　　1.變頻器應(yīng)用現(xiàn)狀 在實際設(shè)備維修中，遇到最多的是進口變頻器。如富士、三星、ABB、AB、西門子等廠家。特別是在大、中型企業(yè)舊設(shè)備技術(shù)改造中，應(yīng)用最為廣泛。其原因是由于十多年前國內(nèi)生產(chǎn)變頻器的廠家很少，其產(chǎn)品功能簡單、性能低、質(zhì)量不高。而進口變頻器機型多、技術(shù)成熟、功能齊全、性能優(yōu)越、質(zhì)量高、耐用的特點，并且適合不同設(shè)備拖動需求，故占據(jù)著國內(nèi)變頻器市場的主要部分。在多年的實際使用中，發(fā)現(xiàn)進口變頻器也存在著一個很大的問題，就是國內(nèi)多數(shù)代理商和經(jīng)銷商在推銷進口變頻器時，一般是以國外已開始淘汰的機型為主，由于這類產(chǎn)品的價格不高，國內(nèi)企業(yè)普遍能夠接受。另外，國企在設(shè)備技術(shù)改造中，因改造資金不足、對方案設(shè)計不重視、審批專業(yè)性不強等其它原因，會自然選擇這種機型。故設(shè)備技術(shù)改造完成2-3年后，就出現(xiàn)變頻器維修配件或整機購買不到現(xiàn)象。代理商以這種產(chǎn)品淘汰，又推銷另外一種機型，結(jié)果出現(xiàn)了同一個設(shè)備改造項目，卻采用多種機型控制的情況。如我廠炭素一、二期焙燒4臺多功能天車變頻器改造，分別采用AB公司AC800-01、AC800-02兩種變頻器(2臺是2002年實施的改造;另2臺是2003年完成的)。又如我廠炭素凈化系統(tǒng)4臺200kW的排煙機2001年選用ABB公司ASC600(250kW)機型實施變頻器改造后，運行3年多，就有2臺變頻器因無備件停用(因這種機型淘汰，已不生產(chǎn)，無備件供應(yīng))。 隨著經(jīng)濟和技術(shù)的迅速發(fā)展和進步，近幾年國內(nèi)眾多廠家在變頻器研制和開發(fā)方面，已開始了大規(guī)模資金和人力的投入。目前國產(chǎn)變頻器在控制技術(shù)和功能上，已取得了顯著的進步和成就。但由于過去的遺留的舊觀念和態(tài)度，人們在實際應(yīng)用中，仍然對國產(chǎn)變頻器的性能和質(zhì)量有較深的懷疑和偏見，故目前制約著國產(chǎn)變頻器推廣和應(yīng)用。但國產(chǎn)變頻器以其低價格，維修方便、配件供應(yīng)及時等優(yōu)點，正在逐漸被國內(nèi)企業(yè)技術(shù)人員認可和接納。

　　2.變頻器的常見故障及維修對策 目前，大多數(shù)國內(nèi)企業(yè)中，由于維修人員素質(zhì)、能力、實踐經(jīng)驗及設(shè)備管理不到位等原因，在設(shè)備維修工作上，主要采取設(shè)備元部件整體更換的維修工作方式。對于設(shè)備中變頻器維修，也普遍采取整機報廢、更換(或更新)維修方式。故企業(yè)內(nèi)廢舊整機變頻器數(shù)量很多，每年要花費大量資金購置新的變頻器，以維持實際設(shè)備運行需要。另外，由于變頻器在使用中故障頻繁，從維修人員到管理層普遍認為只有進口機型，才有高質(zhì)量、低故障的保障。對變頻器使用環(huán)境、維護不重視，將各類異常故障歸結(jié)于質(zhì)量問題，故出現(xiàn)了設(shè)備完成變頻器技術(shù)改造的幾年后，又提出了新的設(shè)備變頻器技改項目(這種技改其實是變頻器更新工作)，使一臺設(shè)備多次實施技改，浪費了大量資金，影響著企業(yè)生產(chǎn)成本降低和效益的提高。

　　3.變頻器故障分類 根據(jù)變頻器發(fā)生故障或損壞的特征，一般可分為兩類; 一種是在運行中頻繁出現(xiàn)的自動停機現(xiàn)象，并伴隨著一定的故障顯示代碼，其處理措施可根據(jù)隨機說明書上提供的指導(dǎo)方法，進行處理和解決。這類故障一般是由于變頻器運行參數(shù)設(shè)定不合適，或外部工況、條件不滿足變頻器使用要求所產(chǎn)生的一種保護動作現(xiàn)象; 另一類是由于使用環(huán)境惡劣，高溫、導(dǎo)電粉塵引起的短路、潮濕引起的絕緣降低或擊穿等突發(fā)故障(嚴重時，會出現(xiàn)打火、爆炸等異常現(xiàn)象)。這類故障發(fā)生后，一般會使變頻器無任何顯示，其處理方法是先對變頻器解體檢查，重點查找損壞件，根據(jù)故障發(fā)生區(qū)，進行清理、測量、更換，然后全面測試，再恢復(fù)系統(tǒng)，空載試運行，觀察觸發(fā)回路輸出側(cè)的波形，當6組波形大小、相位差相等后，再加載運行，達到解決故障的目的。本文主要闡述第二類故障的分析和處理方法。 主電路故障 根據(jù)對變頻器實際故障發(fā)生次數(shù)和停機時間統(tǒng)計，主電路的故障率占60%以上;運行參數(shù)設(shè)定不當，導(dǎo)致的故障占20%左右;控制電路板出現(xiàn)的故障占15%;操作失誤和外部異常引起的故障占5%。從故障程度和處理困難性統(tǒng)計，此類故障發(fā)生必然造成元器件的損壞和報廢。是變頻器維修費用的主要消耗部分。

　　(1)整流塊的損壞 變頻器整流橋的損壞也是變頻器的常見故障之一，早期生產(chǎn)的變頻器整流塊均以二極管整流為主，目前部分整流塊采用晶閘管的整流方式(調(diào)壓調(diào)頻型變頻器)。中、大功率普通變頻器整流模塊一般為三相全波整流，承擔著變頻器所有輸出電能的整流，易過熱，也易擊穿，其損壞后一般會出現(xiàn)變頻器不能送電、保險熔斷等現(xiàn)象，三相輸入或輸出端呈低阻值(正常時其阻值達到兆歐以上)或短路。在更換整流塊時，要求其在與散熱片接觸面上均勻地涂上一層傳熱性能良好的硅導(dǎo)熱膏，再緊固螺絲。如果沒有同型號整流塊時，可用同容量的其它類型的整流塊替代，其固定螺絲孔，必須重新鉆孔、攻絲，再安裝、接線。例如，一臺80年代中期西門子生產(chǎn)的變頻器(7.5kVA)整流模塊(橢圓形)擊穿后，因無同類整流塊配件，采用三墾生產(chǎn)的同容量整流塊(矩形)替代后，已運行多年，目前仍然能正常使用。

　　(2)充電電阻易損壞 導(dǎo)致變頻器充電電阻損壞原因一般是：如主回路接觸器吸合不好時，造成通流時間過長而燒壞;或充電電流太大而燒壞電阻;或由于重載啟動時，主回路通電和RUN信號同時接通，使充電電阻既要通過充電電流，同時又要通過負載逆變電流，故易被燒壞。其損壞的特征，一般表現(xiàn)為燒毀、外殼變黑、炸裂等損壞痕跡。也可根據(jù)萬用表測量其電阻(不同容量的機器，其阻值不同，可參考同一種機型的阻值大小確定)判斷。

　　(3)逆變器模塊燒壞 中、小型變頻器一般用三組IGTR(大功率晶體管模塊);大容量的機種均采用多組IGTR并聯(lián)，故測量檢查時應(yīng)分別逐一進行檢測。IGTR的損壞也可引起變頻器OC(+pA或+pd或+pn)保護功能動作。逆變器模塊的損壞原因很多:如輸出負載發(fā)生短路;負載過大，大電流持續(xù)運行;負載波動很大，導(dǎo)致浪涌電流過大;冷卻風扇效果差;致使模塊溫度過高，導(dǎo)致模塊燒壞、性能變差、參數(shù)變化等問題，引起逆變器輸出異常。 如一臺FRN22G11S-4CX變頻器，輸出電壓三相差為106V，解體在線檢查逆變模塊(6MBP100RS-120)外觀，沒發(fā)現(xiàn)異常，測量6路驅(qū)動電路也沒發(fā)現(xiàn)故障，將逆變模塊拆下測量發(fā)現(xiàn)有一組模塊不能正常導(dǎo)通，該模塊參數(shù)變化很大(與其它兩組比較)，更換之后，通電運行正常。又如MF-30K-380變頻器在啟動時出現(xiàn)直流回路過壓跳閘故障。這臺變頻器并不是每次啟動時，都會過壓跳閘。檢查時發(fā)現(xiàn)變頻器在通電(控制面板上無通電顯示信號)后，測得直流回路電壓達到500V以上，由于該型變頻器直流回路的正極串接1只SK-25接觸器。在有合閘信號時經(jīng)過預(yù)充電過程后吸合，故懷疑預(yù)充電回路性能不良，斷開預(yù)充電回路，情況依舊。用電容表檢查濾波電容發(fā)現(xiàn)已失效，更換電容后，變頻器工作正常

　　4.輔助控制電路故障 變頻器驅(qū)動電路、保護信號檢測及處理電路、脈沖發(fā)生及信號處理電路等控制電路稱為輔助電路。輔助電路發(fā)生故障后，其故障原因較為復(fù)雜，除固化程序丟失或集成塊損壞(這類故障處理方法一般只能采用控制板整塊更換或集成塊更換)外，其他故障較易判斷和處理.

　　(1)驅(qū)動電路故障 驅(qū)動電路用于驅(qū)動逆變器IGTR，也易發(fā)生故障。一般有明顯的損壞痕跡，諸如器件(電容、電阻、三極管及印刷板等)爆裂、變色、斷線等異常現(xiàn)象，但不會出現(xiàn)驅(qū)動電路全部損壞情況。處理方法一般是按照原理圖，每組驅(qū)動電路逐級逆向檢查、測量、替代、比較等方法;或與另一塊正品(新的)驅(qū)動板對照檢查、逐級尋找故障點。處理故障步驟：首先對整塊電路板清灰除污。如發(fā)現(xiàn)印刷電路斷線，則補線處理;查出損壞器件即更換;根據(jù)筆者實踐經(jīng)驗分析，對懷疑的元器件，進行測量、對比、替代等方法判斷，有的器件需要離線測定。驅(qū)動電路修復(fù)后，還要應(yīng)用示波器觀察各組驅(qū)動電路信號的輸出波形，如果三相脈沖大小、相位不相等，則驅(qū)動電路仍然有異常處(更換的元器件參數(shù)不匹配，也會引起這類現(xiàn)象)，應(yīng)重復(fù)檢查、處理。大功率晶體管工作的驅(qū)動電路的損壞也是導(dǎo)致過流保護功能動作的原因之一。驅(qū)動電路損壞表現(xiàn)出來最常見的現(xiàn)象是缺相，或三相輸出電壓不相等，三相電流不平衡等特征。

　　(2)開關(guān)電源損壞 開關(guān)電源損壞的一個比較明顯的特征就是變頻器通電后無顯示。如：富士G5S變頻器采用了兩級開關(guān)電源，其原理是主直流回路的直流電壓由500V以上降為300V左右，然后再經(jīng)過一級開關(guān)降壓，電源輸出5V，24V等多路電源。開關(guān)電源的損壞常見的有開關(guān)管擊穿，脈沖變壓器燒壞，以及次級輸出整流二極管損壞，濾波電容使用時間過長，導(dǎo)致電容特性變化(容量降低或漏電電流較大)，穩(wěn)壓能力下降，也容易引起開關(guān)電源的損壞。富士G9S則使用了一片開關(guān)電源專用的波形發(fā)生芯片，由于受到主回路高電壓的竄入，經(jīng)常會導(dǎo)致此芯片的損壞，由于此芯片市場很少能買到，引起的損壞較難修復(fù)。 另外，變頻器通電后無顯示，也是較常見的故障現(xiàn)象之一，引起這類故障原因，多數(shù)也是由于開關(guān)電源的損壞所致。如MF系列變頻器的開關(guān)電源采用的是較常見的反激式開關(guān)電源控制方式，開關(guān)電源的輸出級電路發(fā)生短路也會引起開關(guān)電源損壞，從而導(dǎo)致變頻器無顯示。

　　(3)反饋、檢測電路故障 在使用變頻器過程中，經(jīng)常會碰到變頻器無輸出現(xiàn)象。驅(qū)動電路損壞、逆變模塊損壞都有可能引起變頻器無輸出，此外輸出反饋電路出現(xiàn)故障也能引起此類故障現(xiàn)象。有時在實際中遇到變頻器有輸出頻率，沒有輸出電壓(實際輸出電壓非常小，可認為無輸出)，這時則應(yīng)考慮一下是否是反饋電路出現(xiàn)了故障所致。在反饋電路中用于降壓的反饋電阻是較容易出現(xiàn)故障的元件之一;檢測電路的損壞也是導(dǎo)致變頻器顯示OC(+pA或+pd或+pn)保護功能動作的原因，檢測電流的霍爾傳感器由于受溫度，濕度等環(huán)境因素的影響，工作點容易發(fā)生飄移，導(dǎo)致OC報警。 總之，變頻器常見故障有過流、過壓、欠壓以及過熱保護，并有相應(yīng)的故障代碼，不同的機型有不同的代碼，其代碼含義可查閱隨機使用說明書，參考處理措施進行解決。過流經(jīng)常是由于GTR(或IGBT)功率模塊的損壞而導(dǎo)致的，在更換功率模塊的同時，應(yīng)先檢查驅(qū)動電路的工作狀態(tài)，以免由于驅(qū)動電路的損壞，導(dǎo)致GTR(或IGBT)功率模塊的重復(fù)損壞;欠壓故障發(fā)生的主要原因是快速熔斷器或整流模塊的損壞，以及電壓檢測電路的損壞，電壓檢測采樣信號是從主直流回路直接取樣，經(jīng)高阻值電阻降壓，并通過光耦隔離后送到CPU處理，由高低電平判斷是欠壓還是過壓;過熱停機，多數(shù)原因是由冷卻風扇散熱不足引起的。如我廠鋁電解車間環(huán)境惡劣，高粉塵、高溫(夏季廠房上部氣溫高達56℃)、高氧化鋁粉塵、氟化氫腐蝕氣體使多功能天車上變頻器內(nèi)電路板易積塵、風扇粘死、電子器件老化迅速、GTR(或IGBT模塊過熱燒壞，故經(jīng)常出現(xiàn)過熱保護，特別是在夏季，這種現(xiàn)象更加頻繁，而且模塊燒壞率很高，即使進口機型(如Siemens、senken、fuji等)情況也是如此。為解決這個問題，我們通過加大天車上使用變頻器容量，才初步降低了變頻器的故障率和報廢率，但效果并不理想。

　　5、降低變頻器故障和延長使用壽命的措施 根據(jù)實驗證明，變頻器的使用環(huán)境溫度每升高10℃，則其使用壽命減少一半。為此在日常使用中，應(yīng)根據(jù)變頻器的實際使用環(huán)境狀況和負載特點，制定出合理的檢修周期和制度，在每個使用周期后，將變頻器整體解體、檢查、測量等全面維護一次，使故障隱患在初期被發(fā)現(xiàn)和處理。

　　6 作好檢修工作

　　(1)定期(根據(jù)實際環(huán)境確定其周期間隔長短)對變頻器進行全面檢查維護，必要時可將整流模塊、逆變模塊和控制柜內(nèi)的線路板進行解體、檢查、測量、除塵和緊固由于變頻器下進風口、上出風口常會因積塵或因積塵過多而堵塞，其本身散熱量高，要求通風量大，故運行一定時間后，其電路板上(因靜電作用)有積塵，須清潔和檢查。

　　(2)對線路板、母排等維修后，要進行必要的防腐處理，涂刷絕緣漆，對已出現(xiàn)局部放電、拉弧的母排須取除其毛刺，并進行絕緣處理。對已絕緣擊穿的絕緣柱，須清除炭化或更換。

　　(3)對所有接線端檢查、緊固，防止松動引起嚴重發(fā)熱現(xiàn)象的發(fā)生。 (4)對輸入(包括輸出)端、整流模塊、逆變模塊、直流電容和快熔等器件進行全面檢查、參數(shù)測定，發(fā)現(xiàn)燒毀或參數(shù)變化大的器件應(yīng)及時更換。 (5)對變頻器內(nèi)風扇轉(zhuǎn)動狀況、要經(jīng)常仔細檢查，斷電后，用手轉(zhuǎn)動風葉，觀察軸承有無卡死或轉(zhuǎn)動不靈活現(xiàn)象，必要時更換處理。

　　(6)仔細檢查控制電路板上電子元器件，檢查和處理脫焊、變色、鼓肚、開裂、斷線(印刷板線路)等異常現(xiàn)象，必要時對外表異常的元器件，可從電路板上脫焊測量檢查或更換。

　　(7)由于變頻器在設(shè)計時其電子元器件考慮了使用老化引起的容量降低問題，故在維修中，不必對容量降低小的電容立即更換。在實際中，電容容量降低高低與變頻器使用環(huán)境、負載大小、工作制等狀況有直接的關(guān)系，惡劣環(huán)境、負載越大、停啟頻繁等運行狀況，會加速直流主電容老化。另外，定期維護時，要詳細檢查主直流回路電容器有無漏液、外殼有無膨脹、鼓泡或變形，安全閥是否沖開，并對電容容量、漏電流(漏電流大，會使電容器過熱，引起安全閥沖開，甚至電容爆炸)、耐壓等進行測試，對容量降低30%以上、漏電流超過70mA、耐壓低于650V的電容應(yīng)及時更換。對新電容或長期閑置未使用的電容，應(yīng)進行性能測試，滿足使用要求后才可替換使用。 (8)對整流塊、逆變GTR(或IGBT)等大載流量的器件要用萬用表、電橋等儀器、工具進行檢測和耐壓實驗，測定其正向、反向電阻值，并做表格記錄，對參數(shù)相差較大的模塊要更換。

　　(9)對主接觸器及其它輔助繼電器進行檢查，仔細觀察各接觸器動靜觸頭有無拉弧、毛刺或表面氧化、凹凸不平，發(fā)現(xiàn)此類問題應(yīng)對其相應(yīng)的動靜觸頭進行更換，確保其接觸安全可靠。

　　(10)經(jīng)常檢查電源電壓波動程度。改善變頻器使用環(huán)境和負載波動大的現(xiàn)象，避免大電流對變頻器沖擊的影響。

　　7.結(jié)束語 在變頻器的應(yīng)用中，只有滿足其設(shè)計工作要求和正常使用的各項條件，才能使其長期、安全、穩(wěn)定的運行。如果是在惡劣的工作環(huán)境下使用，就要加倍重視變頻器的日常維護和檢修工作，改善變頻器使用環(huán)境和負載波動大的現(xiàn)象。才能保證變頻器可靠、平穩(wěn)、安全地發(fā)揮其各項性能，達到調(diào)速運行、節(jié)約電能和降低維修費用的目的。

　　變頻器日常保養(yǎng)方法

　　定期除塵檢查風扇進風口是否堵死，每月清掃空氣過濾器冷卻風道及內(nèi)部灰塵。

　　定期檢查，應(yīng)一年進行一次：檢查螺絲釘、螺栓以及即插件等是否松動，輸入輸出電抗器的對地及相間電阻是否有短路現(xiàn)象，正常應(yīng)大于幾十兆歐。導(dǎo)體及絕緣體是否有腐蝕現(xiàn)象，如有要及時用酒精擦拭干凈。測量開關(guān)電源輸出各電路電壓的平穩(wěn)性，如：5V、12V、15V、24V等電壓。接觸器的觸點是否有打火痕跡，嚴重的要更換同型號或大于原容量的新品接觸器;確認控制電壓的正確性，進行順序保護動作試驗;確認保護顯示回路無異常;確認變頻器在單獨運行時輸出電壓的平衡度。

　　認真做好變頻器的日常維護保養(yǎng)及其檢修工作，內(nèi)容主要包括：

　　1、定期對變頻器進行除塵，重點是整流柜、逆變柜和控制柜，必要時可將整流模塊、逆變模塊和控制柜內(nèi)的線路板拆出后進行除塵。變頻器下進風口、上出風口是否積塵或因積塵過多而堵塞。變頻器因本身散熱要求通風量大，故運行一定時間以后，表面積塵十分嚴重，須定期清潔除塵。

　　2、將變頻器前門打開, 后門拆開, 仔細檢查交、直流母排有無變形、腐蝕、氧化，母排連接處螺絲有無松脫，各安裝固定點處堅固螺絲有無松脫，固定用絕緣片或絕緣柱有無老化開裂或變形，如有應(yīng)及時更換，重新緊固，對已發(fā)生變形的母排須校正后重新安裝。

　　3、對線路板、母排等除塵后，進行必要的防腐處理，涂刷絕緣漆，對已出現(xiàn)局部放電、拉弧的母排須去除其毛刺后，再進行處理。對已絕緣擊穿的絕緣板，須去除其損壞部分，在其損壞附近用相應(yīng)絕緣等級的絕緣板對其進行隔絕處理，緊固并測試絕緣并認為合格后方可投入使用。

　　4、 整流柜、逆變柜內(nèi)風扇運行及轉(zhuǎn)動是否正常，停機時，用手轉(zhuǎn)動，觀察軸承有無卡死或雜音，必要時更換軸承或維修。

　　5、對輸入、整流及逆變、直流輸入快熔進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)燒毀及時更換。

　　6、中間直流回路中的電容器有無漏液，外殼有無膨脹、鼓泡或變形，安全閥是否破裂，有條件的可對電容容量、漏電流、耐壓等進行測試，對不符合要求的電容進行更換，對新電容或長期閑置未使用的電容，更換前須對其進行鈍化處理。濾波電容的使用周期一般為5年，對使用時間在5年以上，電容容量、漏電流、耐壓等指標明顯偏離檢測標準的，應(yīng)酌情部分或全部更換。

　　7、對整流、逆變部分的二極管、GTO用萬用表進行電氣檢測，測定其正向、反向電阻值，并在事先制定好的表格內(nèi)認真做好記錄，看各極間阻值是否正常，同一型號的器件一致性是否良好，必要時進行更換。

　　8、對A1、A2進線柜內(nèi)的主接觸器及其它輔助接觸器進行檢查，仔細觀察各接觸器動靜觸頭有無拉弧、毛刺或表面氧化、凹凸不平，發(fā)現(xiàn)此類問題應(yīng)對其相應(yīng)的動靜觸頭進行更換，確保其接觸安全可靠。

　　9、仔細檢查端子排有無老化、松脫，是否存在短路隱性故障，各連接線連接是否牢固，線皮有無破損，各電路板接插頭接插是否牢固。進出主電源線連接是否可靠，連接處有無發(fā)熱氧化等現(xiàn)象，接地是否良好。

　　10、 電抗器有無異常鳴叫、振動或糊味。

　　另外，有條件的可對濾波后的直流波形、逆變輸出波形及輸入電源諧波成分進行測定

　　變頻器設(shè)備品牌

　　日本富士 三菱 西門子 羅克韋爾 LG,西門子,,歐姆龍,丹佛斯,羅克韋爾,臺達,施耐德，ABB，艾默生，匯川，松下，AB，英威騰，歐瑞，臺安，臺宇，康沃[5]等