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摘要：本文主要探讨了变频器使用过程中的问题和故障，进而探讨了问题和故障出现的原因，并提出了一些防范的有效措施，以期可以为变频器的使用提供有意义的参考。
关键词：变频器；问题；故障；防范
中图分类号：TN773文献标识码： A
一、前言
目前，变频器在使用的过程中，依然无法避免问题和故障的出现，这就要求我们队变频器的问题和故障进行分析，进而掌握变频器问题和故障的解决方法，提高变频器的使用效果。
二、变频器的发展与应用
20世纪30年代人们就开始研究交流调速技术，但是，在当时技术还很不成熟，因此进展缓慢。20世纪70年代以来，随着控制技术、电力电子技术等技术的不断发展，交流调速性能不断完善，开始逐步代替直流调速。由于变频器交流调速具有变频调速效率高，节电效果好等优点，因此，这项技术很快在冶金、机械、空调、电梯等领域获得了广泛的应用。由于变频器具有节能与速度控制的两大特点，因此，获得了许多厂家的青睐，特别是节能这一特点，由于近些年能源消耗问题已经成为企业发展的一个重要问题，因此，许多企业都大力提倡节能措施。所以，变频调速技术获得了迅猛发展。应用变频调速，可以使电机转速节能运行，应用变频器，电机转速的控制精度也获得了很大提升。精确调速的节电效果特别明显。由于变频调速具有调速精度高、范围广等优点，因此，如果遇到需要精确速度控制的设备，变频器的效果更加明显。
三、引起变频器问题和故障的原因及预防措施
1、安装环境
变频器属于电子器件装置,在其规格书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下,若确实无法满足这些要求,必须尽量采用相应抑制措施:振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因,对于振动冲击较大的场合,应采用橡胶等避振措施;潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路,作为防范措施,应对控制板进行防腐防尘处理,并采用封闭式结构;温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素,特别是半导体器件,应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。
除上述三点外,定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合,为防止微处理器因温度过低不能正常工作,应采取设置空间加热器等必要措施。
2、电源异常
电源异常表现为各种形式,但大致分缺相、低电压、停电三种,有时也出现它们的混和形式。这些异常现象的主要原因多半是输电线路因风、雪、雷击造成的,有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外,有些电网或自行发电单位,也会出现频率波动,并且这些现象有时在短时间内重复出现,为保证设备的正常运行,对变频器供电电源也提出相应要求。
如果附近有直接起动电动机和电磁炉等设备,为防止这些设备投入时造成的电压降低,应和变频器供电系统分离,减小相互影响;对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合,除选择合适价格的变频器外,还因预先考虑负载电机的降速比例。变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式,当电压回复后,通过速度追踪和测速电机的检测来防止在加速中的过电流;对于要求必须量需运行的设备,要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。
二极管输入及使用单相控制电源的变频器,虽然在缺相状态也能继续工作,但整流器中个别器件电流过大及电容器的脉冲电流过大,若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响,应及早检查处理。
3、雷击、感应雷电
雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器的损坏。此外,当电源系统一次侧带有真空断路器时,短路器开闭也能产生较高的冲击电压。变压器一次侧真空断路器断开时,通过耦合在二次侧形成很高的电压冲击尖峰。为防止因冲击电压造成过电压损坏,通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件,保证输入电压不高于变频器主回路期间所允许的最大电压。当使用真空断路器时,应尽量采用冲击形成追加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器,因在控制时序上保证真空断路器动作前先将变频器断开。
过去的晶体管变频器主要有以下缺点:容易跳闸、不容易再起动、过负载能力低。由于IGBT及CPU的迅速发展,变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能,大幅度提高了变频器的可靠性。
如果使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”,其中“起动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因,将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算,计算出当前时刻所需要的转矩,迅速对输出电压进行修正和补偿,以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。
四、变频器硬故障的检测分析方法
1.静态测试
（一）测试整流电路。找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻×10档，将红表棒接到P，黑表棒分别接到R、S、T，可测得大约几十欧的阻值，且基本平衡。互换表棒将测得一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果。如果有以下结果，可以判定电路出现异常，A：阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障；B：红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
（二）测试逆变电路。采用与整流电路同样的测量步骤来测量P（N）端与U、V、W，应得到相同结果，否则可确定逆变模块故障。
2.变频器动态测试
在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机，必须注意的是:
（一）上电前应确认输入电压是否有误。将380V电源接入220V级变频器会出现“炸机”，如炸电容、压敏电阻、模块等。
（二）检查变频器各接插口是否正确连接,连接是否松动。连接异常可能导致变频器出现故障，甚至出现“炸机”等情况。
（三）上电后要检测故障显示内容，并初步断定故障及原因。
（四）如未显示故障，首先检查参数是否异常，然后复位参数空载启动变频器，并测试三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情況，说明模块或驱动板等有故障。
（五）在输出电压正常的情况下带载测试，最好是满负载测试。
五、故障类型及处理方法
1、过压
对变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时就很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。
（一）输入交流过电压
这种情况是指输入交流电源的电压超过正常值，一般发生在节假日线路负载较轻，电压升高或者线路出现故障，变频器故障指示报警，断开电源，过一会儿再送电启动即可正常。
（二）发电状态时的过电压
(1)当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设置较小，在减速过程中，变频器输出频率减小的速度快，而负载靠本身阻力减速较慢，使得负载拖动电动机的转速比变频器输出频率所对应的同步转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈功能，因而变频器直流回路电压升高，超过其保护值，出现故障。
（2）多个电动机拖动同一负载时，也可能出现这一故障，主要是由于没有负荷分配所引起的，即多台电动机速度不同步，以两台电动机拖动同一负载为例，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，则转速较高的电动机相当于原动机，转速低的电动机则处于发电状态，易引起故障，处理此类故障可加负荷分配器，也可修改变频器参数。
2、过载
过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，电网电压太低，负载过重等原因引起的。一般处理方法可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。
六、结束语
综上所述，变频器在使用中遇到的问题要想得到很好的解决，就必须要分析问题出现的原因，同时，要考虑到故障防范的必要性，提出一些有效的防范措施，确保防范的效果。
参考文献
[1]常娜.变频器在使用过程中的故障机防范措施.[J].价值工程，2010，29（6）：61.
[2]吕彦迪.变频器在使用中遇到的故障分析及对策.[J].中国新技术新产品，2011，（9）：18.
作者简介
岳淑凤 1988 女 内蒙古赤峰市技术员 本科 从事于维护电工。
李志国 1987 男 内蒙古赤峰市技术员 本科 从事于仪器仪表维护。
关键词：变频器；问题；故障；防范
中图分类号：TN773文献标识码： A
一、前言
目前，变频器在使用的过程中，依然无法避免问题和故障的出现，这就要求我们队变频器的问题和故障进行分析，进而掌握变频器问题和故障的解决方法，提高变频器的使用效果。
二、变频器的发展与应用
20世纪30年代人们就开始研究交流调速技术，但是，在当时技术还很不成熟，因此进展缓慢。20世纪70年代以来，随着控制技术、电力电子技术等技术的不断发展，交流调速性能不断完善，开始逐步代替直流调速。由于变频器交流调速具有变频调速效率高，节电效果好等优点，因此，这项技术很快在冶金、机械、空调、电梯等领域获得了广泛的应用。由于变频器具有节能与速度控制的两大特点，因此，获得了许多厂家的青睐，特别是节能这一特点，由于近些年能源消耗问题已经成为企业发展的一个重要问题，因此，许多企业都大力提倡节能措施。所以，变频调速技术获得了迅猛发展。应用变频调速，可以使电机转速节能运行，应用变频器，电机转速的控制精度也获得了很大提升。精确调速的节电效果特别明显。由于变频调速具有调速精度高、范围广等优点，因此，如果遇到需要精确速度控制的设备，变频器的效果更加明显。
三、引起变频器问题和故障的原因及预防措施
1、安装环境
变频器属于电子器件装置,在其规格书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下,若确实无法满足这些要求,必须尽量采用相应抑制措施:振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因,对于振动冲击较大的场合,应采用橡胶等避振措施;潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路,作为防范措施,应对控制板进行防腐防尘处理,并采用封闭式结构;温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素,特别是半导体器件,应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。
除上述三点外,定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合,为防止微处理器因温度过低不能正常工作,应采取设置空间加热器等必要措施。
2、电源异常
电源异常表现为各种形式,但大致分缺相、低电压、停电三种,有时也出现它们的混和形式。这些异常现象的主要原因多半是输电线路因风、雪、雷击造成的,有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外,有些电网或自行发电单位,也会出现频率波动,并且这些现象有时在短时间内重复出现,为保证设备的正常运行,对变频器供电电源也提出相应要求。
如果附近有直接起动电动机和电磁炉等设备,为防止这些设备投入时造成的电压降低,应和变频器供电系统分离,减小相互影响;对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合,除选择合适价格的变频器外,还因预先考虑负载电机的降速比例。变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式,当电压回复后,通过速度追踪和测速电机的检测来防止在加速中的过电流;对于要求必须量需运行的设备,要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。
二极管输入及使用单相控制电源的变频器,虽然在缺相状态也能继续工作,但整流器中个别器件电流过大及电容器的脉冲电流过大,若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响,应及早检查处理。
3、雷击、感应雷电
雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器的损坏。此外,当电源系统一次侧带有真空断路器时,短路器开闭也能产生较高的冲击电压。变压器一次侧真空断路器断开时,通过耦合在二次侧形成很高的电压冲击尖峰。为防止因冲击电压造成过电压损坏,通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件,保证输入电压不高于变频器主回路期间所允许的最大电压。当使用真空断路器时,应尽量采用冲击形成追加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器,因在控制时序上保证真空断路器动作前先将变频器断开。
过去的晶体管变频器主要有以下缺点:容易跳闸、不容易再起动、过负载能力低。由于IGBT及CPU的迅速发展,变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能,大幅度提高了变频器的可靠性。
如果使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”,其中“起动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因,将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算,计算出当前时刻所需要的转矩,迅速对输出电压进行修正和补偿,以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。
四、变频器硬故障的检测分析方法
1.静态测试
（一）测试整流电路。找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻×10档，将红表棒接到P，黑表棒分别接到R、S、T，可测得大约几十欧的阻值，且基本平衡。互换表棒将测得一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果。如果有以下结果，可以判定电路出现异常，A：阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障；B：红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
（二）测试逆变电路。采用与整流电路同样的测量步骤来测量P（N）端与U、V、W，应得到相同结果，否则可确定逆变模块故障。
2.变频器动态测试
在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机，必须注意的是:
（一）上电前应确认输入电压是否有误。将380V电源接入220V级变频器会出现“炸机”，如炸电容、压敏电阻、模块等。
（二）检查变频器各接插口是否正确连接,连接是否松动。连接异常可能导致变频器出现故障，甚至出现“炸机”等情况。
（三）上电后要检测故障显示内容，并初步断定故障及原因。
（四）如未显示故障，首先检查参数是否异常，然后复位参数空载启动变频器，并测试三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情況，说明模块或驱动板等有故障。
（五）在输出电压正常的情况下带载测试，最好是满负载测试。
五、故障类型及处理方法
1、过压
对变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时就很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。
（一）输入交流过电压
这种情况是指输入交流电源的电压超过正常值，一般发生在节假日线路负载较轻，电压升高或者线路出现故障，变频器故障指示报警，断开电源，过一会儿再送电启动即可正常。
（二）发电状态时的过电压
(1)当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设置较小，在减速过程中，变频器输出频率减小的速度快，而负载靠本身阻力减速较慢，使得负载拖动电动机的转速比变频器输出频率所对应的同步转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈功能，因而变频器直流回路电压升高，超过其保护值，出现故障。
（2）多个电动机拖动同一负载时，也可能出现这一故障，主要是由于没有负荷分配所引起的，即多台电动机速度不同步，以两台电动机拖动同一负载为例，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，则转速较高的电动机相当于原动机，转速低的电动机则处于发电状态，易引起故障，处理此类故障可加负荷分配器，也可修改变频器参数。
2、过载
过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，电网电压太低，负载过重等原因引起的。一般处理方法可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。
六、结束语
综上所述，变频器在使用中遇到的问题要想得到很好的解决，就必须要分析问题出现的原因，同时，要考虑到故障防范的必要性，提出一些有效的防范措施，确保防范的效果。
参考文献
[1]常娜.变频器在使用过程中的故障机防范措施.[J].价值工程，2010，29（6）：61.
[2]吕彦迪.变频器在使用中遇到的故障分析及对策.[J].中国新技术新产品，2011，（9）：18.
作者简介
岳淑凤 1988 女 内蒙古赤峰市技术员 本科 从事于维护电工。
李志国 1987 男 内蒙古赤峰市技术员 本科 从事于仪器仪表维护。