變頻器檢修技術

時間：2021-10-11作者：上海振朗機電設備中心瀏覽：579

變頻調速器作為一種高效節(jié)能的電機調速裝置，因其較高的性能價格比在工廠得到了越來越廣泛的應用。維護、維修、測試變頻調速器的工作變得日趨重要，因而使變頻調速器維修測試平臺成為應用領域不可缺少的設備。萊鋼自動化部于2002年設計、組建了變頻調速器維修測試平臺。變頻調速器維修測試平臺主要由兩部分組成，維修部分和測試部分。 
1.變頻器的構成 
變頻器主要是由主電路、控制電路組成。 　
主電路是給異步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。 　

控制電路是給異步電動機供電（電壓、頻率可調）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。①運算電路：將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。②電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。③驅動電路：驅動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導通、關斷。④速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號，送入運算回路，根據指令和運算可使電動機按指令速度運轉。⑤保護電路:檢測主電路的電壓、電流等，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流、變頻器應用維護保養(yǎng)。由于變頻器能適應生產工藝的多方面要求，尤其是在工業(yè)自動化控制應用上，交流變頻調速技術已經上升為工業(yè)自動化控制的主流。交流調速系統(tǒng)的性能已經可以和直流調速系統(tǒng)相匹敵，甚至可以過直流系統(tǒng)。它采用的全數字控制方式，使信息處理能力大幅度地增強。同時它將實用經驗和技巧不斷地融入軟件功能中，采用模擬控制方式無法實現(xiàn)的復雜控制在今天都已成為可能，使變頻器的可靠性、可使用性、可維護性功能得以充實。由于變頻器具有調速性能好、調速范圍寬和運行效率高，使用操作方便，且宜于同其它設備接口等一系列優(yōu)點，所以應用越來越廣泛。 

2.變頻調速器維修部分的組成 

從前幾次維修變頻器的經驗來看，與強電相關的器件、大功率器件，電源部分以及相應的驅動部分電路損壞頻率較高，當然在以后的維修過程中會出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象，表現(xiàn)與其相應的電子電路有關。電子設備的維修過程就是尋找相應故障點的過程。在維修過程中，我們還是應該堅持以人為主，設備為輔的原則，充分發(fā)揮人的主觀能動性，降低維修成本，從故障現(xiàn)象入手，分析電路原理、時序關系、工作過程，找出各種可能存在的故障點，然后借助一些維修檢測設備，確定故障點，確定故障元器件，(包括定性與定量指標)，然后尋找相應的器件進行替換，使設備恢復其固有的性能指標。 

3.變頻器維修方法 

往往變頻器的故障只有一點，而對于維修者較重要的就是找到故障點，有針對性地處理問題，盡量減少無用的拆卸，尤其是要盡量減少使用烙鐵的次數。除了經驗，掌握正確的檢查方法是非常必要的。正確的方法可以幫助維修者由表及里，由繁到簡，的縮小檢測范圍，較終查出故障并適當處理而修復。 

3.1報警參數檢查法：變頻器會針對電壓、電流、溫度、通訊等故障給出相應的報錯信息，而且大部分采用微處理器或DSP處理器的變頻器會有專門的參數保存3次以上的報警記錄。 

3.2類比檢查法：此法可以是自身相同回路的類比，也可以是故障板與已知好板的類比。這可以幫助維修者縮小檢查范圍。 

3.3備板置換檢查法：利用備用的電路板或同型號的電路板確認故障，縮小檢查范圍是非常行之有效的方法。 

3.4隔離檢查法：有些故障常常難于判斷發(fā)生在那個區(qū)域，采取隔離的辦法就可以將復雜的問題簡單化，較快地找出故障原因。 

3.5直觀檢查法：就是發(fā)揮人的手、眼、耳、鼻的感知器官來尋找出故障原因。 

3.6升降溫檢查法：此法對于一些特殊的故障非常見效。人為地給一些溫度特性較差的元件加溫或降溫，產生“病癥”或消除“病癥來查找故障原因 

3.7破壞檢查法：就是采取某種手段，取消內部保護措施，模擬故障條件破壞有問題的器件。令故障的器件或區(qū)域凸現(xiàn)出來。 

3.8敲擊檢查法：用絕緣的橡膠棒敲擊有可疑的不良部位，如果變頻器的故障消失或再現(xiàn)則很可能問題就出在那里。 

3.9刷洗檢查法：很多特殊的故障，時有時無，若隱若現(xiàn)，令人無法判斷和處理。這時就可以用清水或酒精清洗電路板，同時用軟毛刷刷去電路板上的灰塵，銹跡，尤其注意焊點密集的地方，過孔和與0伏銅層接近的電路也要清洗干凈，然后用熱風吹干。往往會達到意想不到的效果。至少有助于觀察法的應用。 

3.10原理分析檢查法：原理分析是故障排除的較根本方法，其他檢查方法難以奏效時，可以從電路的基本原理出發(fā)，一步一步地進行檢查，較終查出故障原因。 

4.維修過程 
4.1詢問用戶變頻器的故障現(xiàn)象，包括故障發(fā)生前后外部環(huán)境的變化。例如，電源的異常波動、負載的變化。 　　
4.2根據用戶的故障描述，分析可能造成此類故障的原因。 　
4.3打開被維修的設備，確認被損壞的程序，分析維修恢復的可行性。 　　
4.4根據被損壞器件的工作位置，通過閱讀電路，分析電路工作原理，從中找出損壞器件的原因，以及一些相關的電子電路。 　　
4.5尋找相關的器件進行替換。 　　
4.6在確定所有可能造成故障，所有原因都排除的情況下，通電進行實驗，在做這一步的時候，一般要求所有的外部條件都具備，并且不會引起故障的進一步擴大化。 　　
4.7在設備工作正常的情況下，就可以進入下一個程序，系統(tǒng)測試。
5.變頻器本身的故障自診斷及預防功能 
老型號的晶體管變頻器主要有以下缺點：容易跳閘、不容易再啟動、過負載能力低。由于IGBT及CPU的迅速發(fā)展，變頻器內部增加了完善的自診斷及故障防范功能，大幅度提高了變頻器的可靠性。如果使用矢量控制變頻器中的“全領域自動轉矩補償功能”，其中的“啟動轉矩不足”、“環(huán)境條件變化造成出力下降”等故障原因，將得到很好的克服。該功能是利用變頻器內部的微型計算機的高速運算，計算出當前時刻所需要的轉矩，迅速對輸出電壓進行修正和補償，以抵消因外部條件變化而造成的變頻器輸出轉矩變化。此外，由于變頻器的軟件開發(fā)加完善，可以預先在變頻器的內部設置各種故障防止措施，并使故障化解后，仍能保持繼續(xù)運行。 
6.結束語 
變頻器的維修工作是一項理論知識、實踐經驗與操作水平的結合的工作，其技術水平代表著變頻器的維修質量。所以我們要經常閱讀一些有關的書報雜志，不斷了解這些電子元器件所具備的功能和特點，開拓思路，給維修工作以啟迪，并將這些學到的知識應用于實際工作中，解決一些維修過程中無法解決的問題，以使自己的技術水平不斷提高。變頻器是運動控制系統(tǒng)中的功率變換器-變頻發(fā)展分析變頻器是運動控制系統(tǒng)中的功率變換器。當今的運動控制系統(tǒng)是包含多種學科的技術領域，總的發(fā)展趨勢是：驅動的交流化，功率變換器的高頻化，控制的數字化、智能化和網絡化。因此，變頻器作為系統(tǒng)的重要功率變換部件，提供可控的高性能變壓變頻的交流電源而得到迅猛發(fā)展。 

參考文獻： 

[1]變頻器應用技術（華南理工大學出版社） 

[2]西門子變頻器入門與典型應用（中國電力出版社）


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