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提升机下降时变频器负载

发布时间:2022-08-18 14:59:20

① 变频器维修

1 变频器的故障排除及维修

IGBT变频调速器,自研制开发投入市场以来,以其优越的调速性能,可观的节能量已为广大的电机用户所接受,正以每年大规模的销售量走向社会,为电力、建材、石油、化工、煤矿等各行业的发展提供了优质的服务,其用户群已遍布生产的各行各业,成为广大用户所喜爱的产品。
这里笔者结合自己在长期的售后服务工作中经历的一些常见故障及处理方法,提出来与广大的用户及维修工作者进行探讨,以期把该产品使用得更好,更切实的为顾客服务。

2 变频器运行中有故障代码显示的故障

在变频器的使用说明书中,有一栏具体阐述了变频器有故障代码显示的故障,具体如表1所示。
注:表1中Io、Vo分别是输出额定电流、输入额定电压;Vin是输入电压。
现就这几种情况作一下分析。

表1 故障代码显示的故障

2.1 短路保护
若变频器运行当中出现短路保护,停机后显示“0”,说明是变频器内部或外部出现了短路因素。这有以下几方面的原因:

(1) 负载出现短路
这种情况下如果把负载甩开,即将变频器与负载断开,空开变频器,变频器应工作正常。这时我们用兆欧表(或称摇表)测量一下电机绝缘,电机绕组将对地短路,或电机线及接线端子板绝缘变差,此时应检查电机及附属设施。

(2) 变频器内部问题
如果上述检测后负载无问题,变频器空开仍出现短路保护,这是变频器内部出现问题,应予以排除。如图1所示。

图1 变频器主电路示意图

在逆变桥的模块当中,若IGBT的某一个结击穿,都会形成短路保护,严重的可使桥臂击穿,甚至于送不上电,前面的断路器将跳闸。这种情况一般只允许再送一次电,以免故障扩大,造成更大的损失,应联系厂家进行维修。

(3) 变频器内部干扰或检测电路有问题
有些机子内部干扰也易造成此类问题,此时变频器并无太大的问题,只是不间断的、无规律的出现短路保护,即所谓的误保护,这就是干扰造成的。

变频器的短路保护一般是从主回路的正负母线上分流取样,用电流传感器经主控板的检测传至主控芯片进行保护的,因此这些环节上任何一处出现问题,都可能造成故障停机。

对于干扰问题,现低压大功率的及中高压变频器都加了光电隔离,但也有出现干扰的,主要是电流传感器的控制线走线不合理,可将该线单独走线,远离电源线、强电压、大电流线及其他电磁辐射较强的线,或采用屏蔽线,以增强抗干扰能力,避免出现误保护。

对于检测电路出现的问题,一般是电流传感器、取样电阻或检测的门电路问题。电流传感器应用示波器检测,其正常波形应如图2所示。

图2 电流传感器波形图若波形不好或出现杂乱波形甚至于无波形,即说明电流传感器有问题,可更换一只新的。对取样电阻问题,有的机子使用时间长了,其阻值会变大,甚至于断路,用万用表可检测出来,应予以更换成原来的阻值的或少小一些的电阻。

对于检测的门电路,应检查在静态时的工作点,若状态不对应更换之。

(4) 参数设置问题
对于提升机类或其他(如拉丝机、潜油电泵等)重负荷负载,需要设置低频补偿。若低频补偿设置不合理,也容易出现短路保护。一般以低频下能启动负载为宜,且越小越好,若太高了,不但会引起短路保护,还会使启动后整个运行过程电流过大,引起相关的故障,如IGBT栅极烧断,变频器温升高等。因此应逐渐加补偿,使负荷刚能正常启动为最佳。如图3所示,V1为启动电压,V0为额定输出电压。

图3 启动过程的电压曲线

(5) 在多单元并联的变频器中,若某一单元出现问题。势必使其他单元承担的电流大,造成单元间的电流不平衡,而出现过流或短路保护。因此对于多单元并联的变频器,应首先测其均流情况,发现异常应查找原因,排除故障。各单元的均流系数应不大于5%。

2.2 过流保护
变频器出现过流保护,代码显示“1”,一般是由于负载过大引起,即负载电流超过额定电流的1.5倍即故障停机而保护。这一般对变频器危害不大,但长期的过负荷容易引起变频器内部温升高,元器件老化或其他相应的故障。

图4 传感器的波形图

这种保护也有因变频器内部故障引起的,若负载正常,变频器仍出现过流保护,一般是检测电路所引起,类似于短路故障的排除,如电流传感器、取样电阻或检测电路等。该处传感器波形如图4所示,其包络类似于正弦波,若波形不对或无波形,即为传感器损坏,应更换之。

过流保护用的检测电路是模拟运放电路,如图5所示。

图5 过流检测电路

在静态下,测A点的工作电压应为2.4V,若电压不对即为该电路有问题,应查找原因予以排除。R4为取样电阻,若有问题也应更换之。
过流保护的另一个原因就是缺相。当变频器输入缺相时,势必引起母线电压降低,负载电流加大,引起保护。而当变频器输出端缺相时,势必使电机的另外两相电流加大而引起过流保护。所以对输入及输出都应进行检查,排除故障。

2.3 过、欠压保护
变频器出现过、欠压保护,大多是由于电网的波动引起的,在变频器的供电回路中,若存在大负荷电机的直接启动或停车,引起电网瞬间的大范围波动即会引起变频器过、欠压保护,而不能正常工作。这种情况一般不会持续太久,电网波动过后即可正常运行。这种情况的改善只有增大供电变压器容量,改善电网质量才能避免。

当电网工作正常时,即在允许波动范围(380V±20%)内时,若变频器仍出现这种保护,这就是变频器内部的检测电路出现故障了。一般过、欠压保护的检测电路如图6所示。

图6 过、欠压保护的检测电路

当W1调节不当时,即会使过、欠压保护范围变窄,出现误保护。此时可适当调节电位器,一般在网电380V时,使变频器面板显示值(运行中按住“〈”键〉与实际值相符即可。当检测回路损坏时,如图中的整流桥、滤波电容或R1、W1及R2中任一器件出现问题,也会使该电路工作不正常而失控。如有的机子R1损坏造成开路,使该电路P点得不到电压,芯片即认为该处检测不对而出现欠压保护。P点的工作点范围为1.9~2.1V,即对应其电压波动范围。

对于提升机变频器,因回馈电网污染,增加了隔离电路,如图7所示。

图7 提升机变频器过、欠压保护的检测电路

有时调节不当也会出现误保护,此时应根据电网的波动仔细调节。因提升机负载在运行中电网是波动的,在提升重物时,电压下降(有的可降20V),在下放时回馈电网电压升高,可根据这种变化进行调节,一般是增大W3,减小W2,直至在稳态下适合为止。
2.4 温升过高保护
变频器的温升过高保护(面板显示“5”),一般是由于变频器工作环境温度太高引起的,此时应改善工作环境,增大周围的空气流动,使其在规定的温度范围内工作。
再一个原因就是变频器本身散热风道通风不畅造成的,有的工作环境恶劣,灰尘、粉尘太多,造成散热风道堵塞而使风机抽不进冷风,因此用户应对变频器内部经常进行清理(一般每周一次)。也有的因风机质量差运转过程中损坏,此时应更换风机。
还有一种情况就是在大功率的变频器(尤其是多单元或中高压变频器)中,因温度传感器走线太长,靠近主电路或电磁感应较强的地方,造成干扰,此时应采取抗干扰措施。如采用继电器隔离,或加滤波电容等。如图8所示。

图8 温升过高保护的抗干扰措施

2.5 电磁干扰太强
这种情况变频器停机后不显示故障代码,只有小数点亮。这是一种比较难处理的故障。包括停机后显示错误,如乱显示,或运行中突然死机,频率显示正常而无输出,都是因变频器内外电磁干扰太强造成的。

这种故障的排除除了外界因素,将变频器远离强辐射的干扰源外,主要是应增强其自身的抗干扰能力。特别对于主控板,除了采取必要的屏蔽措施外,采取对外界隔离的方式尤为重要。
首先应尽量使主控板与外界的接口采用隔离措施。我们在高中压及低压大功率变频器及提升机变频器中采用了光纤传输隔离,在外界取样电路(包括短路保护、过流保护、温升保护及过、欠压保护)中采用了光电隔离,在提升机与外界接口电路中采用了PLC隔离,这些措施都有效避免了外界的电磁干扰,在实践应用中都得到了较好的效果。
再一点就是对变频器的控制电路(主控板、分信号板及显示板)中应用的数字电路,如74HC14、74HC00、74HC373及芯片89C51、87C196等,应特别强调每个集成块都应加退耦电容,即如图9所示。

图9 集成电路的退耦电容

每个集成块的电源脚对控制地都应加10μF/50V的电解电容并接103(0.01μF)的瓷片电容,以减小电源走线的干扰。对于芯片,电源与控制地之间应加电解电容10μF /50V并接105(1μF)的独石电容,效果会更好些。笔者曾对一些干扰严重的机型进行过以上处理,效果较好。
对这类故障应逐渐积累经验,不断寻求解决途径。有些机子使用时间太久,线路板上的滤波电容容量不够造成滤波效果差,造成变频器死机或失控,这种情况不太好处理,可更换一块新线路板,一般可解决问题。

3 变频器的其他故障

除以上有变频器故障代码显示的故障外,变频器还有一些非显示的故障,现分析如下,供大家参考。

3.1 主回路跳闸
这种故障表现为变频器运行过程中有大的响声(俗称“放炮”),或开机时送不上电,变频器控制用的断路器或空气开关跳闸。这种情况一般是由于主电路(包括整流模块、电解电容或逆变桥)直接击穿短路所致,在击穿的瞬间强烈的大电流造成模块炸裂而产生巨大响声。
关于模块的损坏原因,是多方面的,不好一概而论。现仅就笔者所遇到的几类情况加以列举。

(1) 整流模块的损坏大多是由于电网的污染造成的。因变频器控制电路中使用可控整流器(如可控硅电焊机、机车充电瓶等都是可控整流器),使电网的波形不再是规则的正弦波,使整流模块受电网的污染而损坏,这需要增强变频器输入端的电源吸收能力。在变频器内部一般也设计了该电路。但随着电网污染程度的加深,该电路也应不断改进,以增强吸收电网尖峰电压的能力。

(2) 电解电容及IGBT的损坏主要是由于不均压造成的,这包括动态均压及静态均压。在使用日久的变频器中,由于某些电容的容量减少而导致整个电容组的不均压,分担电压高的电容肯定要炸裂。IGBT的损坏主要是由于母线尖蜂电压过高而缓冲电路吸收不力造成的。在IGBT导通与关断过程中,存在着极高的电流变化率,即di/dt,而加在IGBT上的电压即为:
U=L×di/dt
其中L即为母线电感,当母线设计不合理,造成母线电感过高时,即会使模块承担的电压过高而击穿,击穿的瞬间大电流造成模块炸裂,所以减小母线电感是作好变频器的关键。我们改进电路采用的宽铜排结构效果较好。国外采用的多层母线结构值得借鉴。

(3) 参数设置不合理。尤其在大惯量负载下,如离心风机、离心搅拌机等,因变频器频率下降时间过短,造成停机过程电机发电而使母线电压升高,超过模块所能承受的界限而炸裂。这种情况应尽量使下降时间放长,一般不低于300s,或在主电路中增加泄放回路,采用耗能电阻来释放掉该能量。如图10所示。

图10 耗能电阻接线图

R即为耗能电阻。在母线电压过高时,使A管导通,使母线电压下降,正常后关断。使母线电压趋于稳定,保证主器件的安全。

(4) 当然模块炸裂的原因还有很多。如主控芯片出现紊乱,信号干扰造成上下桥臂直通等都容易造成模块炸裂,吸收电路不好也是其直接原因,应分别情况区别对待,以期把变频器作的更好。

3.2 延时电阻烧坏
这主要是由于延时控制电路出问题造成的。

(1) 在变频器延时电路中,大多是用的晶闸管(可控硅)电路,当其不导通或性能不良时,就可造成延时电阻烧坏。这主要是开机瞬间造成的。

(2) 在变频器运行过程当中,当控制电路出现问题,有的是由于主电路模块击穿,造成控制电路电压下降,使延时可控硅控制电路工作异常,可控硅截止使延时电阻烧坏。也有的是控制变压器供电回路出现问题,使主控板失去电压瞬间造成晶闸管工作异常而使延时电阻烧坏。

3.3 只有频率而无输出
这种故障一般是IGBT的驱动电路受开关电源控制的电路中,当开关电源或其驱动的功率激励电路出现故障时,即会出现这种问题。如图11所示。

图11 开关电源及其驱动电路框图

在风光变频器中,开关电源一般是选30~35V, ±15V或±12V,功率激励的输出为一方波,其幅度为±35V,频率在7kHz左右。检测这几个电压值,用示波器测量功率激励的输出即可加以判别,如图12所示。但更换这部分器件后,应加以调整,使驱动板上的电压符合规定值(+15V、-10V)为宜。

图12 功率激励级的输出波形

3.4 送电后面板无显示
这主要是提升机类变频器常出现的故障,因此类变频器主控板用的电源为开关电源,当其损坏时即会使主控板不正常而无显示。
这种电源大多是其内部的熔断器损坏造成的。因在送电的瞬间开关电源受冲击较大,造成保险丝瞬间熔断,可更换一个合适的熔断器即可解决问题。有的是其内的压敏电阻损坏,可更换一支新的开关电源。

3.5 频率不上升
即开机后变频器只在“2.00”Hz上运行而不上升,这主要是由于外控电压不正常所致。变频器的外控电压是通过主控板的16脚端子引入的,若外控电压不正常,或16脚的内部运放出了问题,即会引起该故障,如图13所示。

图13 频率调节电路

这时请检查调节频率用的电位W2(3.9K),测量一下16脚有无0~5V的电压,进而检测运放电路C点工作是否正常。若16脚电压正常,而C点无输出,一般是运放的工作电压不正常所致,应检查其供电电压是否正常或运放是否损坏等。

4 结束语
变频器所出现的故障很多,正像维修其他电器一样,有很多是意想不到的问题,需要我们认真分析,弄清工作原理,逐步的把其电路学深学透,才能把握其本质,快速而准确的处理问题,从而更快、更好的服务于用户。

本文只是在作者维修经验的基础上,对变频器的一些常见故障进行了分析探讨,在工作中还需要不断的分析、总结,积累一些常见的维修技巧,为用户排忧解难。也使我们的产品在应用过程中不断改进、升华,使其做的更好,更全面、更完善地服务于广大的用户,尽量少出问题、不出问题,出了问题能及时解决,这正是我们的期望所在。

变频器的控制电路及几种常见故障分析
1 引言

随着变频器在工业生产中日益广泛的应用,了解变频器的结构,主要器件的电气特性和一些常用参数的作用,及其常见故障越来越显示出其重要性。

2 变频器控制电路

给异步电动机供电 (电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路,称为控制电路,如图1所示。控制电路由以下电路组成:频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路,以及逆变器和电动机的保护电路。

在图 1点划线内,无速度检测电路为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路,即增加速度指令,可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。

1)运算电路将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。

2)电压、电流检测电路

与主回路电位隔离检测电压、电流等。

3)驱动电路

为驱动主电路器件的电路,它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。

4)I/0输入输出电路

为了变频器更好人机交互,变频器具有多种输入信号的输入 (比如运行、多段速度运行等)信号,还有各种内部参数的输出“比如电流、频率、保护动作驱动等)信号。

5)速度检测电路

以装在异步电动轴机上的速度检测器 (TG、PLG等)的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
6)保护电路

检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。

逆变器控制电路中的保护电路,可分为逆变器保护和异步电动机保护两种,保护功能如下

(1)逆变器保护

①瞬时过电流保护由于逆变电流负载侧短路等,流过逆变器器件的电流达到异常值 (超过容许值)时,瞬时停止逆变器运转,切断电流。变流器的输出电流达到异常值,也同样停止逆变器运转。

②过载保护
逆变器输出电流超过额定值,且持续流通达规定的时间以上,为了防止逆变器器件、电线等损坏要停止运转。恰当的保护需要反时限特性,采用热继电器或者电子热保护 (使用电子电路)。过载是由于负载的GD2(惯性)过大或因负载过大使电动机堵转而产生。
③再生过电压保护
采用逆变器是电动机快速减速时,由于再生功率直流电路电压将升高,有时超过容许值。可以采取停止逆变器运转或停止快速减速的方法,防止过电压。
④瞬时停电保护
对于数毫秒以内的瞬时停电,控制电路工作正常。但瞬时停电如果达数 10ms以上时,通常不仅控制电路误动作,主电路也不能供电,所以检出后使逆变器停止运转。
⑤接地过电流保护
逆变器负载接地时,为了保护逆变器有时要有接地过电流保护功能。但为了确保人身安全,需要装设漏电断路器。
⑥冷却风机异常
有冷却风机的装置,当风机异常时装置内温度将上升,因此采用风机热继电器或器件散热片温度传感器,检出异常后停止逆变器。在温度上升很小对运转无妨碍的场合,可以省略。

② 变频器的控制方式与负载特性

恒转矩调速是指负载转矩保持不变,但对转速有不同的要求;恒转矩负载的特点是负载转矩与转速无关,任何转速下转矩总保持恒定或基本恒定。应用的场合比如传送带、搅拌机,挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载。恒转矩负载的基本特点为,在负荷一定的情况下,负载阻转矩取决于皮带与滚筒间的磨擦阻力和滚筒的半径。这类负载转矩和转速的快慢无关,所以在调节转速过程中,负载的阻转矩保持不变。恒转矩负载在选择变频调速系统时,除了按常规要求外,应对变频器的控制方式进行选择。
1.
负荷的调速范围。在调速范围不大的情况下,选择较为简易的v/f控制方式。当调速范围很大时,应考虑采用有反馈的矢量控制方式。
2.
恒转矩负载只是在负荷一定的情况下负载阻转矩是不变的,但对于负荷变化时其转距仍然随负荷变化。当转矩变动范围不大时,可选择较为简易的v/f控制方式,但对于转矩变动范围较大的负载,应考虑采用无反馈的矢量控制方式。
3
.如果负载对机械特性的要求不高,可考虑选择较为简易的v/f控制方式,而在要求较高的场合,则必须采用有反馈的矢量控制方式。

③ 通用变频器的通用变频器概况

电力电子器件的自关断化、模块化,变流电路开关模式的高频化和控制手段的全数字化促进了变频电源装置的小型化、多功能化、高性能化。尤其是控制手段的全数字化,利用了微型计算机的巨大的信息处理能力,其软件功能不断强化,使变频装置的灵活性和适应性不断增强。现在中小容量的一般用途的变频器已经实现了通用化。采用大功率自关断开关器件(GTO、BJT、IGBT)作为主开关器件的正弦脉宽调制式(SPWM)变频器,已成为通用变频器的主流。 低频转矩输出180% ,低频运行特性良好■输出频率最大600Hz,可控制高速电机
全方位的侦测保护功能(过压、欠压、过载)瞬间停电再起动
加速、减速、动转中失速防止等保护功能
电机动态参数自动识别功能,保证系统的稳定性和精确性
高速停机时响应快
丰富灵活的输入、输出接口和控制方式,通用性强
采用SMT全贴装生产及三防漆处理工艺,产品稳定度高
全系列采用IGBT功率器件,确保品质的高质量 变频器的正确选择对于控制系统的正常运行是非常关键的。选择变频器时必须要充分了解变频器所驱动的负载特性。人们在实践中常将生产机械分为三种类型:恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。
恒转矩负载:
负载转矩TL与转速n无关,任何转速下TL总保持恒定或基本恒定。例如传送带、搅拌机,挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载都属于恒转矩负载。
变频器拖动恒转矩性质的负载时,低速下的转矩要足够大,并且有足够的过载能力。如果需要在低速下稳速运行,应该考虑标准异步电动机的散热能力,避免电动机的温升过高。
恒功率负载:
机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩,大体与转速成反比,这就是所谓的恒功率负载。负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时,受机械强度的限制,TL不可能无限增大,在低速下转变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时,最大容许输出转矩不变,属于恒转矩调速;而在弱磁调速时,最大容许输出转矩与速度成反比,属于恒功率调速。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相一致时,即所谓“匹配”的情况下,电动机的容量和变频器的容量均最小。
风机、泵类负载:
在各种风机、水泵、油泵中,随叶轮的转动,空气或液体在一定的速度范围内所产生的阻力大致与速度n的2次方成正比。随着转速的减小,转速按转速的2次方减小。这种负载所需的功率与速度的3次方成正比。当所需风量、流量减小时,利用变频器通过调速的方式来调节风量、流量,可以大幅度地节约电能。由于高速时所需功率随转速增长过快,与速度的三次方成正比,所以通常不应使风机、泵类负载超工频运行。
西门子公司可以提供不同类型的变频器,用户可以根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。在选择变频器时因注意以下几点注意事项:
1.根据负载特性选择变频器,如负载为恒转矩负载需选择siemens MMV/MDV 变频器,如负载为风机、泵类负载应选择siemens ECO变频器。
2.选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据,电机的额定功率只能作为参考。另外应充分考虑变频器的输出含有高次谐波,会造成电动机的功率因数和效率都会变坏。因此,用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较,电动机的电流增加10%而温升增加20%左右。所以在选择电动机和变频器时,应考虑到这中情况,适当留有裕量,以防止温升过高,影响电动机的使用寿命。
3.变频器若要长电缆运行时,此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不够。所以变频器应放大一档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。
4.当变频器用于控制并联的几台电机时,一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。如果超过规定值,要放大一档或两档来选择变频器。另外在此种情况下,变频器的控制方式只能为V/F控制方式,并且变频器无法保护电动机的过流、过载保护,此时需在每台电动机上加熔断器来实现保护。
5.对于一些特殊的应用场合,如高环境温度、高开关频率、高海拔高度等,此时会引起变频器的降容,变频器需放大一档选择。
6.使用变频器控制高速电机时,由于高速电动机的电抗小,高次谐波亦增加输出电流值。因此,选择用于高速电动机的变频器时,应比普通电动机的变频器稍大一些。
7.变频器用于变极电动机时,应充分注意选择变频器的容量,使其最大额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外,在运行中进行极数转换时,应先停止电动机工作,否则会造成电动机空转,恶劣时会造成变频器损坏。 伴随着自动化领域的不断向前发展,变频器的应用也深入到了各行各业各个领域,变频器也在不断地推陈出新,功能越来越强大,可靠性也相应地越来越高。但是如果使用不当,操作有误,维护不及时,仍会发生故障或运行状况改变缩短设备的使用寿命。因此,日常的维护与检修工作尤为重要。
一. 注意事项:操作人员必须熟悉变频器的基本工作原理、功能特点,具有电工操作基本知识。在对变频器检查及保养之前,必须是在设备总电源全部切断;并且等变频器灯完全熄灭的情况下进行。
二. 日常检查事项:在变频器上电之前应先检查周围环境的温度及湿度,温度过高时会导致变频器过热报警,严重的则会直接导致变频器功率器件损坏、电路短路;空气过于潮湿会导致变频器内部直接短路。变频器运行时要注意其冷却系统是否正常,比如:风道排风是否流畅,风机是否有异常声音。一般防护等级比较高的变频器如:IP20以上的变频器可直接敞开安装,IP20以下的变频器一般应是柜式安装,所以变频柜散热效果如何将直接影响变频器的正常的运行。
三. 定期保养 清扫空气过滤器冷却风道及内部灰尘。检查螺丝钉、螺栓以及即插件等是否松动,输入输出电抗器的对地及相间电阻是否有短路现象,正常应大于几十兆欧。导体及绝缘体是否有腐蚀现象,如有要及时用酒精擦试干净。如条件允许的情况下,要用示波器测量开关电源输出各路电压的平稳性,如:5V、12V、15V、24V等电压。测量驱动电路各路波形的方波是否有畸变。UVW相间波形是否为正弦波。接触器的触点是否有打火痕迹,严重的要跟换同型号或大于原容量的新品;确认控制电压的正确性,进行顺序保护动作试验;确认保护显示回路无异常;确认变频器在单独运行时输出电压的平衡度。 建议定期检查,应一年进行一次。
四. 备件的更换 变频器由多种部件组成,其中一些部件经长期工作后其性能会逐渐降低、老化,这也是变频器发生故障的主要原因,为了保证设备长期的正常运转,下列器件应定期更换:
1.冷却风扇 变频器的功率模块是发热最严重的器件,其连续工作所产生的热量必须要及时排出,一般风扇的寿命大约为10Kh-40Kh。按变频器连续运行折算为2-3年就要更换一次风扇,直接冷却风扇有二线和三线之分,二线风扇其中一线为正极,另一线为负极,更换时不要接错;三线风扇除了正、负极外还有一根检测线,更换时千万注意,否则会引起变频器过热报警。交流风扇一般为220V、380V之分,更换时电压等级不要搞错。
2.滤波电容 中间电路滤波电容:又称电解电容,其主要作用就是平滑直流电压,吸收直流中的低频谐波,它的连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加快其电解液的干涸,直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年至少定期检查电容容量一次,一般其容量减少20%以上就需要更换了。 一、引言
变频器本身具有相当丰富的异常故障显示和保护功能。若保护功能动作时,变频器立即跳闸,LED显示故障代码,或者将故障信息存储在程序的某个参数内,使电动机处于自由运转状态到停止。
在消除故障原因、用TESET键或控制电路端子RST输进复位之前,始终维持跳闸状态,以便维修检查。变频器异常故障分为软故障和硬故障两大类,前者多因操纵或参数设置不当造成的,硬故障是由于变频器本身器件损坏造成的,维修起来可能很不便。
处理故障前应留意查看故障前变频器的运行记录,主要包括电流、转速、绕组及轴承温度等,以便于故障的分析和检查。当出现变频器显示某类故障,但故障排除过程中却未发生相应故障的情况,此时应仔细检查故障检测元件或故障信息处理系统有无题目。故障检查或维修时,留意须先切断电源,将变频器的输进变压器进线侧的高压柜断路器摇出,并将变频器A1、A2进线柜主开关断开,且须等断电8min电容放电完毕后,方可打开柜门进行维修,切忌停机后立即进行检查。
因变频器额定运行时,其直流母排电压可达到1000V左右,且滤波所用电解电容器的数目达120个,单个容量6800μF,储存了大量的电能,停机后须待电容模块前的电压平衡电阻将其放电,电压降低后(其放电时间为8min),方可开柜进行检查。一般来说,变频器常见的保护功能有以下几个方面。
二、过电流保护功能
变频器中过电流保护的对象主要指带有突变性质的、电流的峰值超过了过电流检测值(约额定电流的200%),变频器显示OC表示过电流,由于逆变器件的过载能力较差,所以变频器的过电流保护是至关重要的一环。
三、过电流原因分析过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均,输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查等来解决。假如断开负载变频器还是过流故障,说明变频器逆变电路已坏,需要更换变频器。根据变频器显示,可从以下几方面寻找原因:(1)工作中过电流,即拖动系统在工作过程中出现过电流。其原因大致有以下几方面:● 一是电动机碰到冲击负载或传动机构出现“卡住”现象,引起电动机电流的忽然增加;● 二是变频器输出侧发生短路,如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路,或电动机内部发生短路等、接地(电机烧毁、尽缘劣化、电缆破损而引起的接触、接地等);● 三是变频器自身工作不正常,如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。如环境温度过高,或逆变器元器件本身老化等原因,使逆变器的参数发生变化,导致在交替过程中,一个器件已经导通、而另一个器件却还未来得及关断,引起同一个桥臂的上、下两个器件的“直通”,使直流电压的正、负极间处于短路状态。(2)升速、降速时过电流:当负载的惯性较大,而升速时间或降速时间又设定得太短时,也会引起过电流。在升速过程中,变频器工作频率上升太快,电动机的同步转速迅速上升,而电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上往,结果是升速电流太大;在降速过程中,降速时间太短,同步转速迅速下降,而电动机转子因负载的惯性大,仍维持较高的转速,这时同样可以使转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。
处理方法
(1)起动时一升速就跳闸,这是过电流十分严重的现象,主要检查:● 工作机械有没有卡住;● 负载侧有没有短路,用兆欧表检查对地有没有短路;● 变频器功率模块有没有损坏;● 电动机的起动转矩过小,拖动系统转不起来。(2)起动时不马上跳闸,而在运行过程中跳闸,主要检查:● 升速时间设定太短,加长加速时间;● 减速时间设定太短,加长减速时间;● 转矩补偿(U/f比)设定太大,引起低频时空载电流过大;● 电子热继电器整定不当,动作电流设定得太小,引起变频器误动作
四、过载保护及原因分析电动性能够旋转,但运行电流超过了额定值,称为过载。过载的基本反映是:电流固然超过了额定值,但超过的幅度不大,一般也不形成较大的冲击电流。输出电流超过反时限特性过载电流额定值,保护功能动作,变频器的容量偏小。过载的主要原因(1)机械负荷过重:负荷过重的主要特征是电动机发热,并可从显示屏上读取运行电流来发现。主要原因是变频器负载太大,加减速时间、运行周期时间太短;V/F特性的电压太高;变频器功率太小。(2)三相电压不平衡:引起某相的运行电流过大,导致过载跳闸,其特点是电动机发热不均衡,从显示屏上读取运行电流时不一定能发现(因显示屏只显示一相电流)。(3)误动作:变频器内部的电流检测部分发生故障,检测出的电流信号偏大,导致跳闸。检查方法(1)检查电动机是否发热假如电动机的温升不高,则首先应检查负载的大小,加减速时间,运行周期时间设置是否公道,并修正V/F特性,检查变频器的电子热保护功能预置得是否公道,如变频器尚有余量,则应放宽电子热保护功能的预置值;如变频器的答应电流已经没有余量,不能再放宽,且根据生产工艺,所出现的过载属于正常过载,则说明变频器的选择不当,应加大变频器的容量,更换变频器。
这是由于,电动机在拖动变动负载或断续负载时,只要温升不超过额定值,是答应短时间(几分钟,甚或几十分钟)过载的,而变频器则不答应。假如电动机的温升过高,而所出现的过载又属于正常过载,则说明是电动机的负荷过重。这时,首先应考虑能否适当加大传动比,以减轻电动机轴上的负荷。
如能够加大,则加大传动比;假如传动比无法加大,则应加大电动机的容量。(2)检查电动机侧三相电压是否平衡若电动机侧的三相电压不平衡,则应再检查变频器输出真个三相电压是否平衡,如不平衡,题目在变频器内部,应检查变频器的逆变模块及其驱动电路;如变频器输出真个电压平衡,则题目出现在从变频器到电动机之间的线路上,应检查所有接线真个螺钉是否都已紧固,假如在变频器和电动机之间有接触器或其他电器,则还应检查有关电器的接线端是否都已紧固,以及触点的接触状况是否良好等。假如电动机侧三相电压平衡,则应了解跳闸时的工作频率:如工作频率较低,又未用矢量控制(或无矢量控制),则首先降低U/f比,如降低后仍能带动负载,则说明原来预置的U/f比过高,励磁电流的峰值偏大,可通过降低U/f比来减小电流;假如降低后带不动负载了,则应考虑加大变频器的容量;假如变频用具有矢量控制功能,则应采用矢量控制方式。(3)检查是否误动作经过以上检查,均未找到原因时,应检查是不是误动作。判定的方法是在轻载或空载的情况下,用电流表丈量变频器的输出电流,与显示屏上显示的运行电流值进行比较,假如显示屏显示的电流读数比实际丈量的电流大得较多,则说明变频器内部的电流丈量部分误差较大,“过载”跳闸有可能是误动作。
五、欠电压保护
欠压也是我们在使用中经常碰到的题目。电源电压降低后,主电路直流电压若降到欠电压检测值以下,保护功能动作。
另外,电压若降到不能维持变频器控制电路的工作,则全部保护功能自动复位(检测值:DC400V)。当出现欠压故障时,首先应该检查输进电源是否缺相,假如输进电源没有题目,就要检查整流回路是否有题目,假如都没有题目,那就要看直流检测电路上是否有题目了。
假如由于主回路电压太低(380V系列低于400V),主要原因是整流桥某一路损坏或晶闸管三相电路中有一相工作不正常,都有可能导致欠压故障的出现,其次主回路断路器、接触器损坏,导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压。
电压检测电路发生故障而出现欠压题目,由于变频器故障或噪声引起的误动作等造成主电路直流端(P、N之间)超过了检测值,这就需与制造商联系。
六、过电压保护来自电动机的再生电流增加,主电路直流电压若超过电压检测值,错误施加过高电压时保护功能动作(检测值:DC750V)。过电压保护主要有三种现象:加速时过电压、减速时过电压、恒速时过电压。
过电压报警一般是出现在停机的时候,其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有题目。变频器的过电压集中表现在直流母线的电压上。正常情况下,变频器直流电为三相全波整流后的均匀值。若以380V线电压计算,则均匀直流电压Ud=1.35UL=513V。在过电压发生时,直流母线的储能电容将被充电,当电压上至760V左右时,变频器过电压保护动作。因此,变频器都有一个正常的工作电压范围,当电压超过这个范围时很可能损坏变频器。
常见的过电压主要是发电制动时的过电压,这种情况出现的概率较高,主要是电机的同步转速比实际转速还高,使电动机处于发电状态,而变频器又没有安装制动单元,有两起情况可以引起这一故障。(1)当变频器拖动大惯性负载时,其减速时间设的比较小,在减速过程中,变频器输出的速度比较快,而由于负载特性本身阻力减速比较慢,使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量回馈单元,因而变频器直流回路电压升高,超出保护值,出现故障。
而纸机中的这类故障经常发生在干燥部分,处理这种故障可以增加再生制动单元,或者修改变频器参数,把变频器减速时间设的长一些。增加的再生制动单元有能量消耗型,并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻,通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。
并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统,这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态,产生再生能量,这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。
能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的,当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。(2)多个电动机拖动同一个负载时,也可能出现这一故障,主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例,当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时,则转速高的电动机相当于原动机,转速低的处于发电状态,引起故障。
七、其他保护1 过热OH4过热是经常会碰到的一个故障。当碰到这种情况时,首先会想到散热风扇是否运转,观察机器外部就会看到风扇是否运转,此外对于30kW以上的机器在机器内部也带有一个散热风扇,此风扇的损坏也会导致OH4的报警。根据L1-04的设定值,变频器停止输出,电机过热时,修正负载的大小,加减速时间,运行周期时间;修正V/F特性;确认从端子A1/A2输进的电机温度。
.2 接地故障GF
接地故障也是常会碰到的故障,变频器输出侧的接地电流超过了变频器额定输出电流的50%,主要原因是变频器输出侧发生了接地短路(电机烧毁、尽缘劣化、电缆破损而引起的接触、接地等)。在排除电机接地存在题目的原因外,最可能发生故障的部分就是霍尔传感器了,霍尔传感器由于受温度,湿度等环境因素的影响,工作点很轻易发生飘移,导致GF报警。对于安川变频器,假如快熔未烧坏,则需检验触发板上的光耦;假如快熔烧坏了,则需要更换模块、快熔,还需检验触发板上的光耦合等。3 电动机不旋转(1)即使按下操纵器的RUN键,电机也不转,这时,可考虑以下原因:运行方法的设定有错误。(运行指令的选择)b1-02=1(控制回路端子)时,即使按下了RUN键,电机也不运行,按下LOCAL/REMOTE键切换到操纵器或设定b1-02=0(操纵器)。频率指令太低:频率指令低于E1-09(最低输出频率)所设定了的频率时,变频器不能运行,变更频率指令使大于最低频率。(2)即使输进了外部运行信号,电机仍不转,重要的原因是:未处在驱动模式,变频器在预备状态,不能起动。按下MENU键,DRIVE LED闪烁,再按下DATA/ENTER键,进进驱动模式。进进了驱动模式,DRIVE LED灯亮。(3)加速时及连接负载时,电机停转了,负载太大。变频器固然有防止失速功能及全自动力矩提升功能。但是加速度太大及负载太大时,超过了电机的响应界限,请延长加速时间,减小负载。另外也可以考虑加大电机的功率。(4)电机只能向一个方向转。选择了禁止反转,当b1-04(选择禁止反转)=1(禁止反转)时,变频器不接受反转指令。正转、反转两方向都要使用时,请设定b1-04=0(可以反转)。

④ 变频器驱动二次方负载,二次方负载是什么

简单的说就是风机水泵(扇页式的)。这类负载阻转矩(负载转矩)与转速的平方(二次方)成正比,因此称为二次方负载或者平方转矩负载。
这类负载用变频调速具有良好的节能效果

⑤ 求变频器应用在煤矿提升机上的具体方案

三晶变频器在煤矿提升机上的应用
矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行,直接关系到企业的生产状况和经济效益。本文介绍的是煤矿斜井绞车提升机采用SAJ-8000Z(132kw)变频器进行改造的实例及所取得的节能等效益。

引言
矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行,直接关系到企业的生产状况和经济效益。煤矿井下采煤,采好的煤通过斜井用提升机将煤车拖到地面上来。煤车厢与火车的运货车厢类似,只不过高度和体积小一些。在井口有一绞车提升机,由电机经减速器带动卷筒旋转,钢丝绳在卷筒上缠绕数周挂上一列煤车车厢,在电机的驱动下将装满煤的列车从斜井拖上来或放下去。这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动,减速制动,而且电机的转速按一定规律变化。斜井提升机的机械结构示意图如图1所示。斜井提升机的动力由绕线式电机提供,采用转子串电阻调速。提升机的基本参数是:电机功率55kW,卷筒直径Φ1200mm,减速器减速比24:1,最高运行速度2.5m/s,钢丝绳长度为120m。

目前,大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升,传统斜井提升机普遍采用交流绕线式电机串电阻调速系统,电阻的投切用继电器—交流接触器控制。这种控制系统由于调速过程中交流接触器动作频繁,设备运行的时间较长,交流接触器主触头易氧化,引发设备故障。另外,提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差,经常会造成停车位置不准确。提升机频繁的起动、调速和制动,在转子外电路所串电阻的上产生相当大的功耗。这种交流绕线式电机串电阻调速系统属于有级调速,调速的平滑性差;低速时机械特性较软,静差率较大;电阻上消耗的转差功率大,节能较差;起动过程和调速换挡过程中电流冲击大;中高速运行震动大,安全性较差。

改造方案
为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点,采用变频调速技术改造提升机,可以实现全频率(0~50Hz)范围内的恒转矩控制。对再生能量的处理,可采用价格低廉的能耗制动方案或节能更加显著的回馈制动方案。为安全性考虑,液压机械制动需要保留,并在设计过程中对液压机械制动和变频器的制动加以整合。矿井提升机变频调速方案如图2所示。

考虑到绕线式电动机比鼠笼式电动机的力矩大,且过载能力强,所以仍用原来的4极55kW绕线式电机,在用变频器驱动时需将转子三根引出线短接。提升机在运行过程中,井下和井口必须用信号进行联络,信号未经确认,提升机不能运行。为显示运行时车厢的位置,使用E6C3-CS5C 40P旋转编码器,即电机旋转1圈旋转编码器产生40个脉冲,这样每两个脉冲对应车厢走过的距离为1200×π/(24×40)=3.927,约为3.9mm。则与实际距离的误差值为4-3.9=0.027mm,卷筒运行一圈误差为0.027×40×24=25.29mm,已知钢丝绳长度为120m,如果两个脉冲对应车厢走过的距离用近似值3.9mm计算,120m全程误差为25.92×120000/1200π≈825mm。再考虑到实际检测过程中有一个脉冲的误差,则最大的误差在821mm~829mm之间,对于数十米长的车厢来说误差范围不到1m,精度足够。因此,用计数器实时统计旋转编码器发出的脉冲个数,则可计算出车厢的位置并用显示器显示。另外一个问题是计数过程中有无累计误差存在?实际检测时,在一个提升过程开始前,首先将计数器复位,第一个重车厢经过某个位置时,打开计数器计数,车厢在斜井中的位置以此点为基准计算,没有累计误差。在操作台上,用8英寸触摸屏显示交流电压和电机工作电流以及车厢的位置。

方案实施
斜井提升负载是典型的摩檫性负载,即恒转矩特性负载。重车上行时,电机的电磁转矩必须克服负载阻转矩,起动时还要克服一定的静摩檫力矩,电机处于电动工作状态,且工作于第一象限。在重车减速时,虽然重车在斜井面上有一向下的分力,但重车的减速时间较短,电机仍会处于再生状态,工作于第二象限。当列重车上行时,电机处于反向电动状态,工作在第三象限和第四象限。另外,有占总运行时间10%的时间单独运送工具或器材到井下时,电机纯粹处于第二或第四象限,此时电机长时间处于再生发电状态,需要进行有效的制动。用能耗制动方式必将消耗大量的电能;用回馈制动方式,可节省这部分电能。但是,回馈制动单元的价格较高,考虑到单独运送工具或器材到井下仅占总运行时间的10%,为此选用价格低廉的能耗制动单元加能耗电阻的制动方案。

提升机的负载特性为恒转矩位能负载,起动力矩较大,选用变频器时适当地留有余量,因此,三晶132kW变频器。由于提升机电机绝大部分时间都处于电动状态,仅在少数时间有再生能量产生,变频器接入一制动单元和制动电阻,就可以满足重车下行时的再生制动,实现平稳的下行。井口还有一个液压机械制动器,类似电磁抱闸,此制动器用于重车静止时的制动,特别是重车停在斜井的斜坡上,必须有液压机械制动器制动。液压机械制动器受PLC和变频器共同控制,机械制动是否制动受变频器频率到达端口的控制,起动时当变频器的输出频率达到设定值,例如0.2Hz,变频器A、B端口输出信号,表示电机转矩已足够大,打开液压机械制动器,重车可上行;减速过程中,当变频器的频率下降到0.2Hz时,表示电机转矩已较小,液压机械制动器制动停车。紧急情况时,按下紧急停车按钮,变频器能耗制动和液压机械制动器同时起作用,使提升机在尽量短的时间内停车。

提升机传统的操作方式为,操作工人坐在煤矿井口操作台前,手握操纵杆控制电机正、反转共三挡速度。为适应操作工人这种操作方式,变频器采用无级(无档位)调速。
节电率与投资回报分析
某铁底矿使用的煤矿提升机,原采用132KW三相异步电动机,转子串电阻调速,用交流接触器进行速度切换,由于功率比较大,所以启动换档时冲击电流大,中高速运行不平稳,大量的电能消耗在转子电阻上,告成能源的极大浪费。同时,工人的操作环境也极恶劣,急需进行改造。

由于变频器具有软启动、大范围内平滑调速、节能效果显著等优点,因此我矿经过多方考察,决定采用广州三晶电气有限公司生产的系列变频器对绞车系统进行变频改造,经过几个月的运行,证明改造的效果比较理想,主要表现在:
1、实现了启动时的软启动、软停车,减轻了对电网的冲击。
2、变频器的频率连续调节,使调速更加方便、可靠,运行更平稳。
3、使用变频器后省去原先的换档接触器及调速电阻,即节省了维修费用,又减少了停机维修时间,从而提高了产量。同时改善了恶劣操作环境,使工人避免在夏季调速电阻发热告成的高温条件下工作。
4、在低速时节能效果十分明显。矿井深300多米,测量时用4/50的电度表,在相同耗电量的情况下,用工频可拉17勾,而使用变频可拉26勾,即变频比工频多拉9勾。经估算节电率约为20%。由于使用了变频器,设备基本上是满载运行。即使我们采用保守算法,把132KW的电机功率折扣为120KW,每天只使用20小时,每年工作360天,一年节电仍高达30.24万度(120*0.35*20*360=302400度)。若以每度电0.5元计算(当地电价0.6元),则每年可节电费15万多元(302400*0.5=151200元)。

结束语
绕线式电机转子串电阻调速,电阻上消耗大量的转差功率,速度越低,消耗的转差功率越大。使用变频调速,是一种不耗能的高效的调速方式。提升机绝大部分时间都处在电动状态,节能十分显著,经测算节能20%以上,取得了很好的经济效益。另外,提升机变频调速使系统运行的稳定性和安全性得到大大的提高,减少了运行故障和停工工时,节省了人力和物力,提高了运煤能力,间接的经济效益也很可观。

⑥ 变频器故障快速排除方法

(1)首先检查控制方式是否正确; (2)检查给定信号选择和模拟输入方式参数设置是否有效; (3)主控板拨码开关设置是否正确; (4)以上均正确,则可能为电位器不良,应检查阻值是否正常。 过流保护(oc) (1)当 变频器 键盘上显示fooc时oc闪烁,此时

(1)首先检查控制方式是否正确;
(2)检查给定信号选择和模拟输入方式参数设置是否有效;
(3)主控板拨码开关设置是否正确;
(4)以上均正确,则可能为电位器不良,应检查阻值是否正常。
过流保护(oc)
(1)当变频器键盘上显示“fooc”时“oc”闪烁,此时可按“∧”键进入故障查询状态,可查到故障时运行频率、输出电流、运行状态等,可根据运行状态及输出电流的大小,判定其“oc”保护是负载过重保护还是vce保护(输出有短路现象、驱动电路故障及干扰等);
(2)若查询时确定由于负载较重造成加速上升时电流过大,此时适当调整加速时间及合适的v/f特性曲线;
(3)如果没接电机,空运行变频器跳“oc”保护,应断电检查igbt是否损坏,检查igbt的续流二极管和ge间的结电容是否正常。若正常,则需检查驱动电路:检查驱动线插接位置是否正确,是否有偏移,是否虚插;检查是否是因hall及线不良导致“oc”;检查驱动电路放大元件(如ic33153等)或光耦是否有短路现象;检查驱动电阻是否有断路、短路及电阻变值现象;
(4)若在运行过程中跳“oc”,则应检查电机是否堵转(机械卡死),造成负载电流突变引起过流;
(5)在减速过程中跳“oc”,则需根据负载的类型及轻重,相应调整减速时间及减速模式等。
过载保护(ol)
(1)当变频器键盘上显示“fool”时“ol”闪烁,此时可按“∧”键进入故障查询状态,可查到故障时运行频率、输出电流、运行状态等,可根据运行状态及输出电流的大小,若输出电流过大,则可能负载过重引起,此时应调整加、减速时间及v/f曲线、转矩提升等,若仍过载,则应考虑减轻负载或更换更大容量的变频器;
(2)若查询故障时输出电流并不大,此时应检查电子热过载继电器参数是否适当。
(3)检查hall及线是否有不良。

若变频器运行当中出现短路保护,停机后显示“0”,说明是变频器内部或外部出现了短路因素。这有以下几方面的原因:
(1) 负载出现短路这种情况下如果把负载甩开,即将变频器与负载断开,空开变频器,变频器应工作正常。这时我们用兆欧表(或称摇表)测量一下电机绝缘,电机绕组将对地短路,或电机线及接线端子板绝缘变差,此时应检查电机及附属设施。
(2) 变频器内部问题如果上述检测后负载无问题,变频器空开仍出现短路保护,这是变频器内部出现问题,应予以排除。
在逆变桥的模块当中,若IGBT的某一个结击穿,都会形成短路保护,严重的可使桥臂击穿,甚至于送不上电,前面的断路器将跳闸。这种情况一般只允许再送一次电,以免故障扩大,造成更大的损失,应联系厂家进行维修。
(3) 变频器内部干扰或检测电路有问题有些机子内部干扰也易造成此类问题,此时变频器并无太大的问题,只是不间断的、无规律的出现短路保护,即所谓的误保护,这就是干扰造成的。
变频器的短路保护一般是从主回路的正负母线上分流取样,用电流传感器经主控板的检测传至主控芯片进行保护的,因此这些环节上任何一处出现问题,都可能造成故障停机。
对于干扰问题,现低压大功率的及中高压变频器都加了光电隔离,但也有出现干扰的,主要是电流传感器的控制线走线不合理,可将该线单独走线,远离电源线、强电压、大电流线及其他电磁辐射较强的线,或采用屏蔽线,以增强抗干扰能力,避免出现误保护。
对于检测电路出现的问题,一般是电流传感器、取样电阻或检测的门电路问题。电流传感器应用示波器检测。
若波形不好或出现杂乱波形甚至于无波形,即说明电流传感器有问题,可更换一只新的。对取样电阻问题,有的机子使用时间长了,其阻值会变大,甚至于断路,用万用表可检测出来,应予以更换成原来的阻值的或少小一些的电阻。
对于检测的门电路,应检查在静态时的工作点,若状态不对应更换之。
(4) 参数设置问题对于提升机类或其他(如拉丝机、潜油电泵等)重负荷负载,需要设置低频补偿。若低频补偿设置不合理,也容易出现短路保护。一般以低频下能启动负载为宜,且越小越好,若太高了,不但会引起短路保护,还会使启动后整个运行过程电流过大,引起相关的故障,如IGBT栅极烧断,变频器温升高等。因此应逐渐加补偿,使负荷刚能正常启动为最佳。
(5) 在多单元并联的变频器中,若某一单元出现问题。势必使其他单元承担的电流大,造成单元间的电流不平衡,而出现过流或短路保护。因此对于多单元并联的变频器,应首先测其均流情况,发现异常应查找原因,排除故障。各单元的均流系数应不大于5%。
.2 过流保护变频器出现过流保护,代码显示“1”,一般是由于负载过大引起,即负载电流超过额定电流的1.5倍即故障停机而保护。这一般对变频器危害不大,但长期的过负荷容易引起变频器内部温升高,元器件老化或其他相应的故障。
这种保护也有因变频器内部故障引起的,若负载正常,变频器仍出现过流保护,一般是检测电路所引起,类似于短路故障的排除,如电流传感器、取样电阻或检测电路等。该处传感器波形如图4所示,其包络类似于正弦波,若波形不对或无波形,即为传感器损坏,应更换之。
过流保护用的检测电路是模拟运放电路。
在静态下,测相关工作点的工作电压,若电压不对即为该电路有问题,应查找原因予以排除。取样电阻若有问题也应更换之。过流保护的另一个原因就是缺相。当变频器输入缺相时,势必引起母线电压降低,负载电流加大,引起保护。而当变频器输出端缺相时,势必使电机的另外两相电流加大而引起过流保护。所以对输入及输出都应进行检查,排除故障。
3 过、欠压保护变频器出现过、欠压保护,大多是由于电网的波动引起的,在变频器的供电回路中,若存在大负荷电机的直接启动或停车,引起电网瞬间的大范围波动即会引起变频器过、欠压保护,而不能正常工作。这种情况一般不会持续太久,电网波动过后即可正常运行。这种情况的改善只有增大供电变压器容量,改善电网质量才能避免。
当电网工作正常时,即在允许波动范围(380V±20%)内时,若变频器仍出现这种保护,这就是变频器内部的检测电路出现故障了。
当W调节不当时,即会使过、欠压保护范围变窄,出现误保护。此时可适当调节电位器,一般在网电380V时,使变频器面板显示值(运行中按住“〈”键〉与实际值相符即可。当检测回路损坏时,如整流桥、滤波电容或R、W及任一器件出现问题,也会使该电路工作不正常而失控。
对于提升机变频器,因回馈电网污染,增加了隔离电路,有时调节不当也会出现误保护,此时应根据电网的波动仔细调节。因提升机负载在运行中电网是波动的,在提升重物时,电压下降(有的可降20V),在下放时回馈电网电压升高,可根据这种变化进行调节,直至在稳态下适合为止。
2.4 温升过高保护变频器的温升过高保护(面板显示“5”),一般是由于变频器工作环境温度太高引起的,此时应改善工作环境,增大周围的空气流动,使其在规定的温度范围内工作。再一个原因就是变频器本身散热风道通风不畅造成的,有的工作环境恶劣,灰尘、粉尘太多,造成散热风道堵塞而使风机抽不进冷风,因此用户应对变频器内部经常进行清理(一般每周一次)。也有的因风机质量差运转过程中损坏,此时应更换风机。还有一种情况就是在大功率的变频器(尤其是多单元或中高压变频器)中,因温度传感器走线太长,靠近主电路或电磁感应较强的地方,造成干扰,此时应采取抗干扰措施。如采用继电器隔离,或加滤波电容等。
5 电磁干扰太强这种情况变频器停机后不显示故障代码,只有小数点亮。这是一种比较难处理的故障。包括停机后显示错误,如乱显示,或运行中突然死机,频率显示正常而无输出,都是因变频器内外电磁干扰太强造成的。
这种故障的排除除了外界因素,将变频器远离强辐射的干扰源外,主要是应增强其自身的抗干扰能力。特别对于主控板,除了采取必要的屏蔽措施外,采取对外界隔离的方式尤为重要。首先应尽量使主控板与外界的接口采用隔离措施。我们在高中压及低压大功率变频器及提升机变频器中采用了光纤传输隔离,在外界取样电路(包括短路保护、过流保护、温升保护及过、欠压保护)中采用了光电隔离,在提升机与外界接口电路中采用了PLC隔离,这些措施都有效避免了外界的电磁干扰,在实践应用中都得到了较好的效果。再一点就是对变频器的控制电路(主控板、分信号板及显示板)中应用的数字电路,如74HC14、74HC00、74HC373及芯片89C51、87C196等,应特别强调每个集成块都应加退耦电容。
每个集成块的电源脚对控制地都应加10μF/50V的电解电容并接103(0.01μF)的瓷片电容,以减小电源走线的干扰。对于芯片,电源与控制地之间应加电解电容10μF /50V并接105(1μF)的独石电容,效果会更好些。笔者曾对一些干扰严重的机型进行过以上处理,效果较好。对这类故障应逐渐积累经验,不断寻求解决途径。有些机子使用时间太久,线路板上的滤波电容容量不够造成滤波效果差,造成变频器死机或失控,这种情况不太好处理,可更换一块新线路板,一般可解决问题。
3 变频器的其他故障
除以上有变频器故障代码显示的故障外,变频器还有一些非显示的故障,现分析如下,供大家参考。
3.1 主回路跳闸这种故障表现为变频器运行过程中有大的响声(俗称“放炮”),或开机时送不上电,变频器控制用的断路器或空气开关跳闸。这种情况一般是由于主电路(包括整流模块、电解电容或逆变桥)直接击穿短路所致,在击穿的瞬间强烈的大电流造成模块炸裂而产生巨大响声。关于模块的损坏原因,是多方面的,不好一概而论。现仅就笔者所遇到的几类情况加以列举。
(1) 整流模块的损坏大多是由于电网的污染造成的。因变频器控制电路中使用可控整流器(如可控硅电焊机、机车充电瓶等都是可控整流器),使电网的波形不再是规则的正弦波,使整流模块受电网的污染而损坏,这需要增强变频器输入端的电源吸收能力。在变频器内部一般也设计了该电路。但随着电网污染程度的加深,该电路也应不断改进,以增强吸收电网尖峰电压的能力。
(2) 电解电容及IGBT的损坏主要是由于不均压造成的,这包括动态均压及静态均压。在使用日久的变频器中,由于某些电容的容量减少而导致整个电容组的不均压,分担电压高的电容肯定要炸裂。IGBT的损坏主要是由于母线尖蜂电压过高而缓冲电路吸收不力造成的。在IGBT导通与关断过程中,存在着极高的电流变化率,即di/dt,而加在IGBT上的电压即为: U=L×di/dt 其中L即为母线电感,当母线设计不合理,造成母线电感过高时,即会使模块承担的电压过高而击穿,击穿的瞬间大电流造成模块炸裂,所以减小母线电感是作好变频器的关键。我们改进电路采用的宽铜排结构效果较好。国外采用的多层母线结构值得借鉴。
(3) 参数设置不合理。尤其在大惯量负载下,如离心风机、离心搅拌机等,因变频器频率下降时间过短,造成停机过程电机发电而使母线电压升高,超过模块所能承受的界限而炸裂。这种情况应尽量使下降时间放长,一般不低于300s,或在主电路中增加泄放回路,采用耗能电阻来释放掉该能量。 R即为耗能电阻。在母线电压过高时,使A管导通,使母线电压下降,正常后关断。使母线电压趋于稳定,保证主器件的安全。
(4) 当然模块炸裂的原因还有很多。如主控芯片出现紊乱,信号干扰造成上下桥臂直通等都容易造成模块炸裂,吸收电路不好也是其直接原因,应分别情况区别对待,以期把变频器作的更好。
3.2 延时电阻烧坏这主要是由于延时控制电路出问题造成的。
(1) 在变频器延时电路中,大多是用的晶闸管(可控硅)电路,当其不导通或性能不良时,就可造成延时电阻烧坏。这主要是开机瞬间造成的。
(2) 在变频器运行过程当中,当控制电路出现问题,有的是由于主电路模块击穿,造成控制电路电压下降,使延时可控硅控制电路工作异常,可控硅截止使延时电阻烧坏。也有的是控制变压器供电回路出现问题,使主控板失去电压瞬间造成晶闸管工作异常而使延时电阻烧坏。
3.3 只有频率而无输出这种故障一般是IGBT的驱动电路受开关电源控制的电路中,当开关电源或其驱动的功率激励电路出现故障时,即会出现这种问题。
在风光变频器中,开关电源一般是选30~35V, ±15V或±12V,功率激励的输出为一方波,其幅度为±35V,频率在7kHz左右。检测这几个电压值,用示波器测量功率激励的输出即可加以判别,如图12所示。但更换这部分器件后,应加以调整,使驱动板上的电压符合规定值(+15V、-10V)为宜。
3.4 送电后面板无显示这主要是提升机类变频器常出现的故障,因此类变频器主控板用的电源为开关电源,当其损坏时即会使主控板不正常而无显示。这种电源大多是其内部的熔断器损坏造成的。因在送电的瞬间开关电源受冲击较大,造成保险丝瞬间熔断,可更换一个合适的熔断器即可解决问题。有的是其内的压敏电阻损坏,可更换一支新的开关电源。
3.5 频率不上升即开机后变频器只在“2.00”Hz上运行而不上升,这主要是由于外控电压不正常所致。变频器的外控电压是通过主控板的16脚端子引入的,若外控电压不正常,或16脚的内部运放出了问题,即会引起该故障,
这时请检查调节频率用的电位W2(3.9K),测量一下16脚有无0~5V的电压,进而检测运放电路C点工作是否正常。若16脚电压正常,而C点无输出,一般是运放的工作电压不正常所致,应检查其供电电压是否正常或运放是否损坏等。

⑦ 提升机采用变频调速的优点

提升机采用变频调速的优点有很多,首先关于宽电网电压方面,能够增加或减少专20%电网电压,能够适应不同的电属网状况,以便发生意外情况。第二点就是采用全新的双CPU硬件控制平台,控制性能大幅提升;实现恒转矩提升,不影响网波动负载提升情况。提升机采用变频调速之后能够实现带负载能力强,启动力矩大,实现了电机的软启动。易于与外部控制设备接口相结合,实现现场灵活的控制方式。采用能耗制动、回馈制动或超级电容吸收技术,成功解决了位能负载在快速、减速或急停时的再生发电能量处理问题,保证了变频器的安全运行。节能效果显著,尤其是在低速段节能效果十分明显。这些优点集合在一起,能够让斗式提升机更好的工作,尽可能的提高工作效率。

⑧ 为什么变频器在下放的时候电流很大

为了防止电机烧毁事故的发生,变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压,例如:为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz,这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。 例如:为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz,这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。 如果要正确的使用变频器, 必须认真地考虑散热的问题。变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度,变频器使用寿命减半。在变频器工作时,流过变频器的电流是很大的, 变频器产生的热量也是非常大的,不能忽视其发热所产生的影响。

⑨ 变频升降电机在有负载时可以轻松上升,但是下降时就会超速变频器报警。

你这个是典型的加速中的过流问题。三菱
A700
系列具有
矢量控制
功能。
提升负载,一般不适于使用V/F控制,你可以采用
无速度传感器
的矢量控制试试。
工艺许可的话,加减速时间也可以适当延长,否则非常容易发生加速过流,减速过压的问题。

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