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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 若變頻器運行傍邊呈現(xiàn)短路呵護，停機后顯示“0”，說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。這時我們用兆歐表(或稱搖表)丈量一下電機絕緣，電機繞組將對地短路，或電機線及接線端子板絕緣變差，輔助開關(guān)此時應(yīng)檢查電機及從屬設(shè)施。 (2) 變頻器內(nèi)部問題 如果上述檢測后負(fù)載無問題，變頻器空開仍呈現(xiàn)短路呵護，這是變頻器內(nèi)部呈現(xiàn)問題，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的某一個結(jié)擊穿，城市形成短路呵護，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，以免故障擴大，造成更大的損失，應(yīng)聯(lián)系廠家進行維修。 (3) 變頻器內(nèi)部干擾或檢測電路有問題 有些機子內(nèi)部干擾也易造成此類問題，此時變頻器并沒有太大的問題，只是不中斷的、無規(guī)律的呈現(xiàn)短路呵護，即所謂的誤呵護，這就是干擾造成的。 變頻器的短路呵護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)主控板的檢測傳至主控芯片進行呵護的，因此這些環(huán)節(jié)上任何一處呈現(xiàn)問題，都可能造成故障停機。 對干擾問題，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，遠離電源線、強電壓、大電流線及其他電磁輻射較強的線，或采取屏蔽線，以增強抗干擾能力，避免呈現(xiàn)誤呵護。 對檢測電路呈現(xiàn)的問題，一般是電流傳感器、取樣電阻或檢測的門電路問題。電流傳感器應(yīng)用示波器檢測，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)雜亂波形甚至于無波形，即說明電流傳感器有問題，可改換一只新的。對取樣電阻問題，有的機子使用時間長了，其阻值會變大，甚至于斷路，用萬用表可檢測出來，應(yīng)予以改換成原來的阻值的或少小一些的電阻。 對檢測的門電路，應(yīng)檢查在靜態(tài)時的工作點，若狀態(tài)不對應(yīng)改換之。 (4) 參數(shù)設(shè)置問題 對提升機類或其他(如拉絲機、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。一般輔助開關(guān)以低頻下能啟動負(fù)載為宜，且越小越好，若太高了，不單會引起短路呵護，還會使啟動后整個運行歷程電流過大，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)荷剛能正常啟動為最佳。如圖3所示，輔助開關(guān)V1為啟動電壓，V0為額定輸出電壓。 圖3 啟動歷程的電壓曲線 (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)問題。勢必使其他單位承擔(dān)的電流大，造成單位間的電流不服衡，而呈現(xiàn)過流或短路呵護。因此輔助開關(guān)對多單位并聯(lián)的變頻器，應(yīng)首先測其均流情況，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 過流呵護 變頻器呈現(xiàn)過流呵護，代碼顯示“1”，一般是由于負(fù)載過大引起，即負(fù)載電流跨越額定電流的1.5倍即故障停機而呵護。這一般對變頻器危害不大，但持久的過負(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)過流呵護，一般是檢測電路所引起，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，若波形不對或無波形，即為傳感器損壞，應(yīng)改換之。 過流呵護用的檢測電路是模擬運放電路，如圖5所示。圖5 過流檢測電路在靜態(tài)下，測A點的工作電壓應(yīng)為2.4V，若電壓不對即為該電路有問題，應(yīng)查找原因予以排除。R4為取樣電阻，若有問題也應(yīng)改換之。 過流呵護的另一個原因就是缺相。當(dāng)變頻器輸入缺相時，勢必引起母線電壓下降，負(fù)載電流加大，引起呵護。而當(dāng)變頻器輸出端缺相時，勢必使電機的另外兩相電流加大而引起過流呵護。所以對輸入及輸出都應(yīng)進行檢查，排除故障。 2.3 過、欠壓呵護 變頻器呈現(xiàn)過、欠壓呵護，大多是由于電網(wǎng)的波動引起的，在變頻器的供電回路中，若存在大負(fù)荷電機的直接啟動或停車，引起電網(wǎng)瞬間的大范圍波動即會引起變頻器過、欠壓呵護，而不克不及正常工作。這種情況一般不會延續(xù)太久，電網(wǎng)波動事后即可正常運行。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，即在允許波動范圍(380V±20%)內(nèi)時，若變頻器仍呈現(xiàn)這種呵護，這就是變頻器內(nèi)部的檢測電路呈現(xiàn)故障了。一般過、欠壓呵護的檢測電路如圖6所示。圖6 過、欠壓呵護的檢測電路當(dāng)W1調(diào)度不那時，即會使過、欠壓呵護范圍變窄，呈現(xiàn)誤呵護。此時可適當(dāng)調(diào)度電位器，一般在網(wǎng)電380V時，使變頻器面板顯示值(運行中按住“〈”鍵〉與實際值相符即可。當(dāng)檢測回路損壞時，如圖中的整流橋、濾波電容或R1、W1及R2中任一器件呈現(xiàn)問題，也會使該電路工作不正常而失控。如有的機子R1損壞造成開路，使該電路P點得不到電壓，芯片即認(rèn)為該處檢測不對而呈現(xiàn)欠壓呵護。P點的工作點范圍為1.9~2.1V，即對應(yīng)其電壓波動范圍。 對提升機變頻器，因回饋電網(wǎng)污染，增加了隔離電路，如圖7所示。圖7 提升機變頻器過、欠壓呵護的檢測電路有時調(diào)度不當(dāng)也會呈現(xiàn)誤呵護，此時應(yīng)依照電網(wǎng)的波動仔細(xì)調(diào)度。因提升機負(fù)載在運行中電網(wǎng)是波動的，在提升重物時，電壓下降(有的可降20V)，在下放時回饋電網(wǎng)電壓升高，可依照這種轉(zhuǎn)變進行調(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 變頻器的溫升太高呵護(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，此時應(yīng)改良工作情況，增大周圍的空氣流動，使其在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作。 再一個輔助開關(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)機抽不進冷風(fēng)，因此用戶應(yīng)對變頻器內(nèi)部經(jīng)常進行清理(一般每周一次)。也有的因風(fēng)機質(zhì)量差運轉(zhuǎn)歷程中損壞，此時應(yīng)改換風(fēng)機。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，接近主電路或電磁感應(yīng)較強的處所，造成干擾，此時應(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 溫升太高呵護的抗干擾法子 2.5 電磁干擾太強 這種情況變頻器停機后不顯示故障代碼，只有小數(shù)點亮。這是一種比較難措置的故障。包含停機后顯示毛病，如亂顯示，或運行中突然死機，頻率顯示正常而無輸出，都是因變頻器內(nèi)外電磁干擾太強造成的。 這種故障的排除除外界因素，將變頻器遠離強輻射的干擾源外，主要是應(yīng)增強其自身的抗干擾能力。特別對主控板，除采納需要的屏蔽法子外，采納對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。我們在高中壓及低壓大功率變頻器及提升機變頻器中采取了光纖傳輸隔離，在外界取樣電路(包含短路呵護輔助開關(guān)、過流呵護輔助開關(guān)、溫升呵護輔助開關(guān)及過、欠壓呵護)中采取了光電隔離，在提升機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，在實踐應(yīng)用中都取得了較好的效果。 再一點就是對變頻器的控制電路(主控板、分信號板及顯示板)中應(yīng)用的數(shù)字電路，如74HC14、74HC00、74HC373及芯片89C51、87C196等，應(yīng)特別強調(diào)每個集成塊都應(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集成塊的電源腳對控制地都應(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)的獨石電容，效果會更好些。筆者曾對一些干擾嚴(yán)重的機型進行過以上措置，效果較好。 對這類故障應(yīng)逐漸堆集經(jīng)驗，不竭尋求解決途徑。有些機子使用時間太久，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行歷程中有大的響聲(俗稱“放炮”)，或開機時送不上電，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、機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，以增強吸收電網(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)計不公道，造成母線電感太高時，即會使模塊承擔(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。我們改進電路采取的寬銅排結(jié)構(gòu)效果較好。國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、離心攪拌機等，因變頻器頻率下降時間太短，造成停機歷程電機發(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)盡可能使下降時間放長，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，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)別對待，以期把變頻器作的更好。