变频器故障综合分析与处理方法

1、引言

随着科学技术水平的不断提高，新型大功率电力电子元器件的诞生，集成电路

和微机技术的应用，交流变频调速技术已日趋完善和成熟。交流变频调速系统以调速范围宽、动态响应快、调速精度高、保护功能完善和操作简单等优点，已在冶金、石化、电力、机械、民用电器等行业得到广泛应用。

变频器在正常使用6-10年后，就进入故障的高发期，经常会出现元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作等故障现象，严重影响其正常运行。在长期从事设备维修工作中，本人遇到过许多不同的变频器故障，在对其处理过程中，发现其故障类别有一定的共性和规律。在实际维修中，只要抓住其特征，掌握故障处理的规律，就能做好变频器的维修工作，使变频器在实际中出现的各种故障得到及时处理和解决，并延长其使用寿命。首先，要根据变频器的使用技术规范要求，制定完善的日常维护措施和检修周期，使故障隐患在初期得到解决，尤其是在恶劣环境条件下使用的变频器，这项措施更为重要。其次，专业维修人员必须全面了解其原理、结构和控制方式等常识。此外，还要有丰富的实践维修经验和扎实的电气理论知识。

2、变频器应用现状

在实际设备维修中，遇到最多的是进口变频器。如富士、三星、ABB、AB、西门子等厂家。特别是在大、中型企业旧设备技术改造中，应用最为广泛。其原因是由于十多年前国内生产变频器的厂家很少，其产品功能简单、性能低、质量不高。而进口变频器机型多、技术成熟、功能齐全、性能优越、质量高、耐用的特点，并且适合不同设备拖动需求，故占据着国内变频器市场的主要部分。在多年的实际使用中，发现进口变频器也存在着一个很大的问题，就是国内多数代理商和经销商在推销进口变频器时，一般是以国外已开始淘汰的机型为主，由于这类产品的价格不高，国内企业普遍能够接受。另外，国企在设备技术改造中，因改造资金不足、对方案设计不重视、审批专业性不强等其它原因，会自然选择这种机型。故设备技术改造完成2-3年后，就出现变频器维修配件或整机购买不到现象。代理商以这种产品淘汰，又推销另外一种机型，结果出现了同一个设备改造项目，却采用多种机型控制的情况。如我厂炭素一、二期焙烧4台多功能天车变频器改造，分别采用AB公司AC800-01、AC800-02两种变频器（2台是2002年实施的改造；另2台是2003年完成的）。又如我厂炭素净化系统4台200kW的排烟机2001年选用ABB公司ASC600（250kW）机型实施变频器改造后，运行3年多，就有2台变频器因无备件停用（因这种机型淘汰，已不生产，无备件供应）。

随着经济和技术的迅速发展和进步，近几年国内众多厂家在变频器研制和开发方面，已开始了大规模资金和人力的投入。目前国产变频器在控制技术和功能上，已取得了显著的进步和成就。但由于过去的遗留的旧观念和态度，人们在实际应用中，仍然对国产变频器的性能和质量有较深的怀疑和偏见，故目前制约着国产变频器推广和应用。但国产变频器以其低价格，维修方便、配件供应及时等优点，正在逐渐被国内企业技术人员认可和接纳。

3、变频器的常见故障及维修对策

目前，大多数国内企业中，由于维修人员素质、能力、实践经验及设备管理不到位等原因，在设备维修工作上，主要采取设备元部件整体更换的维修工作方式。对于设备中变频器维修，也普遍采取整机报废、更换（或更新）维修方式。故企业内废旧整机变频器数量很多，每年要花费大量资金购置新的变频器，以维持实际设备运行需要。另外，由于变频器在使用中故障频繁，从维修人员到管理层普遍认为只有进口机型，才有高质量、低故障的保障。对变频器使用环境、维护不重视，将各类异常故障归结于质量问题，故出现了设备完成变频器技术改造的几年后，又提出了新的设备变频器技改项目（这种技改其实是变频器更新工作），使一台设备多次实施技改，浪费了大量资金，影响着企业生产成本降低和效益的提高。

3.1变频器故障分类

根据变频器发生故障或损坏的特征，一般可分为两类；一种是在运行中频繁出现的自动停机现象，并伴随着一定的故障显示代码，其处理措施可根据随机说明书上提供的指导方法，进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适，或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象；另一类是由于使用环境恶劣，高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障（严重时，会出现打火、爆炸等异常现象）。这类故障发生后，一般会使变频器无任何显示，其处理方法是先对变频器解体检查，重点查找损坏件，根据故障发生区，进行清理、测量、更换，然后全面测试，再恢复系统，空载试运行，观察触发回路输出侧的波形，当6组波形大小、相位差相等后，再加载运行，达到解决故障的目的。本文主要阐述第二类故障的分析和处理方法。

主电路故障

根据对变频器实际故障发生次数和停机时间统计，主电路的故障率占60%以上；运行参数设定不当，导致的故障占20%左右；控制电路板出现的故障占15%；操作失误和外部异常引起的故障占5%。从故障程度和处理困难性统计，此类故障发生必然造成元器件的损坏和报废。是变频器维修费用的主要消耗部分。

（1）整流块的损坏

变频器整流桥的损坏也是变频器的常见故障之一，早期生产的变频器整流块均以二极管整流为主，目前部分整流块采用晶闸管的整流方式（调压调频型变频器）。中、大功率普通变频器整流模块一般为三相全波整流，承担着变频器所有输出电能的整流，易过热，也易击穿，其损坏后一般会出现变频器不能送电、保险熔断等现象，三相输入或输出端呈低阻值（正常时其阻值达到兆欧以上）或短路。在更换整流块时，要求其在与散热片接触面上均匀地涂上一层传热性能良好的硅导热膏，再紧固螺丝。如果没有同型号整流块时，可用同容量的其它类型的整流块替代，其固定螺丝孔，必须重新钻孔、攻丝，再安装、接线。例如，一台80年代中期西门子生产的变频器（7.5kVA）整流模块（椭圆形）击穿后，因无同类整流块配件，采用三垦生产的同容量整流块（矩形）替代后，已运行多年，目前仍然能正常使用。