变频器故障多种多样,第一炼钢车间的维修工接触较晚,而且对变频器的基础知识知之甚少,我们只能在实践中不断总结,摸索出一套快速有效处理变频器故障的办法。
一. 变频器主要原理基本知识 。
三相380V电网电压从变频器的L1, L2, L3输入端输入后,首先要经过变频器的整流桥整流,后经过电容的滤波,输出一大约530V左右的直流电压(这530V也就是我们常用来判断变频器整流部分好坏的最常测试点,当然整流桥最初是要经过断电测试的)然后经过逆变电路,通过控制逆变电路的通断来输出我们想要的合适频率的电压(变频器能变频最主要的就是控制逆变电路的关断来控制输出频率),变频器故障有无数种,好在现在变频器都趋于智能化,一般的故障它自己都能检测,并在控制面版上显示出其代码,用户只需查一下用户手册就能初步判断其故障原因。但有时,变频器在运行中或启动时或加负载时,突然指示灯不亮,风扇不转,无输出。这时我们初学者就不知该怎办了。其实很简单的,我们只要把变频器的电源断了。断电测试一下它的整流部分与逆变部分,大多情况下就能知其故障所在了。这里有一点要千万注意,断电后不能马上测量,因变频器里有大电容存有几百伏的高压,一定要等上十几分钟再测,这一点千万要注意。 变频器上电前整流桥及逆变电路的测试。具体测量方法如下:
找到变频器直流输出端的“+”与“-”,然后将万用表调到测量二极管档,黑表笔接“+”,红表笔分别接变频器的输入端L1, L2, L3端,整流桥的上半桥若是完好,万用表应显示0.3……的压降,若损坏则万用表显示“1”过量程。相反将红表笔接“-”黑表笔分别接L1, L2, L3端应得到上述相同结果,若出现“1”则证明整流桥损坏。 然后测试其逆变电路,方法如下:将万用表调到电阻×10档将黑表笔接“+”红表笔接变频器的输出端U, V, W应有几十欧的阻值,反向应该无穷大。反之将红表笔接到“-”重复上述过程,应得到同样结果。 这样经过测量在判断变频器的整流部分与逆变部分完好时,上电测量其直流输出端看是否有大约530V高压,注意有时万用表显示几十伏大家以为整流电路工作了,其实它并没工作,它正常工作会输出530V左右的高压,几十伏的电压是变频器内部感应出来的。若没530V左右高压这时往往是电源版有问题。有的变频器就是由于电源版的一小贴片电阻被烧毁,导致电源板不工作,以致使变频器无显示无输出,风扇不转,指示灯不亮。 这样就可以初步判断出变频器是哪部分出现了故障,然后拆机维修时就可以重点测试怀疑故障部分。
二. 技术基础
(一) 基本术语篇
1, Electronic Line Shafting---ELS,许多工业生产线都由多台机器组成,各轴之间具有运动关系。过去是使用机械机构连接各轴,如果使用电子方式连接各轴,各州各有其驱动马达,则称为“Electronic Line Shafting”(ELS)。2, Auto Tuning(自动调校), 常见于磁束向量型变频器的一种技术,能自动监测(找出)马达的参数,如转差频率/场电流/转矩电流/定子阻抗/转子阻抗/定子感抗/转子感抗等.有了这些参数后才能作【专据估算】及【转差(滑差)补偿】.也因为此技术,在无编码器的运转下仍能获得良好的运转精度.
3, 无编码器运转,在速度控制上,与旧式variable frenquency变频器的开回路比较,磁束向量型变频器内部由速度观测计算功能达成闭回路.马达侧不用装编码器也能达到良好的速度精度.无编码器运转有如下好处:1),配线精省;2),不必担心RF杂讯对编码器低电压信号的影响;3),在多震动的场合不用担心编码器的高故障率.
4, 变频器的矢量控制 在AC马达中,转子由定子绕组感应电流产生磁场.定子电流含两部分.一部分影响磁场,另一部分影响马达输出转矩.要使用AC马达在需要速度与转矩控制的场合,必须能够把影响转矩的电流分离控制,而磁束矢量控制就能够分离这两部分进行独立控制.(具有大小及方向的物理量称为矢量)
5, Field WeakeningField Weakening线路可用以减弱马达的场电流,改变与磁场的平衡关系,使马达高于基本转速运转
6, 定转矩应用 所需转矩大小不因速度而变的场合,常用到【定转矩应用】.如传送带等负载.【定转矩应用】通常需要较大的起动转矩.【定转矩应用】在低速运转时易有马达发热问题,解决的方法:最好(1)加大马达功率;(2)使用装有定速冷却的变频器专用马达(即马达的冷却方式为强制风冷).
7, 变转矩应用 多见于离心式负载,例如泵/风机/风扇等,其使用变频器的目的一般为节能.比如当风扇以50%转速运转时,其所需转矩小于全速运转所需.可变转矩变频器能够仅给与马达所需转矩,达到节能效果.次应用中短暂的巅峰负载通常无需给与马达额外的能量.故变转矩变频器的过载能力可以适用于大部分用途.
*定转矩变频器的过载(电流)能力须为额定值150%/1minute,而可变转矩变频器所需过载(电流)能力仅需额定值120%/1minute.因为离心式机械用途中很少会超出额定电流.另外,变转矩用途所需起动转矩也较定转矩用途小.
8, 变频器专用马达
所谓【Inverter-duty Motor】,主要特征如下:1),分离式它力通风(它力风冷);2),10Hz-60Hz为定转矩输出;3),高起动转矩;4),低噪音;5),马达装有编码器.*但并非所有称之为变频器专用马达的马达都具有上列特征.
9,关于调速:
1)调速:根据工况需要调整设备运行速度,以达到节能降耗、减少磨损、按需生产等目的。2)直流调速(DC Controler/motor):由直流控制器调节直流电机以达到调整速度的目的。3)交流变频调速(AC inverter/motor):由变频器输出频率变化的三相交流电流从而控制交流电机的转速。4)矢量变频调速(AC vector inverter):通过复杂的计算变换,使交流变频器按照直流电机的控制方式去控制交流电机,从而达到精确速度控制、转矩控制、提高输出扭矩等特性。5)伺服控制系统(Servo control system):在运动系统中引入速度反馈或位置反馈元件,通过负反馈的作用达到极其精密的的速度控制、定位控制以及高动态响应。
10,几个常见工业元件:
1)测速发电机(Tacho-generator):一种转速测量元件,有交流、直流之分。2)旋转变压器(Resolver):一种经济、准确地转速和角位移测量元件。
3)光电编码器(Encoder):一种精密的角位移、转速测量元件,适合在位置控制系统中作为反馈元件。
4)PLC:工业用计算、控制装置,实现逻辑、时序、计算等控制功能,一般作为整个自动化控制系统的上位主机。
5)HMI(Human-Machine Interface):人-机界面。
6)现场总线(Field-Bus System):应用于工业控制现场的串行通讯总线系统,大幅度降低接线成本,提高控制的抗干扰能力。
7)分布式控制(Distributed control):区别于传统的集中式控制,强调各个节点设备的智能化,一般由现场总线系统将各子设备连接起来。极大地提高系统应用的灵活性、可靠性,降低上位机的运算负担。
11,关于电机的三个术语:1)防护等级(Protection Code):(IP**)考察一个