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《变频器选型、日常维护和故障处理》学习笔记

 南京阿健 2020-08-21

一、变频器的选型

1、正确理解电动机所驱动的负载——转矩特性,是选择电动机和变频器容量,决定其控制方式的关键。

2、机械负载归纳起来分为三类

(1)恒转矩负载:如输送带、搅拌机、压榨机、起重机、自动车床

(2)平方转矩负载:风机、水泵、风扇

(3)恒动率负载:各类收卷机

3、恒转矩负载的特点:电机转速变化时,电机的电流基本不变。但长期低速时,电机尾部的冷却,风扇低速运行冷却效果差,电机忌发热,需加装风扇或增大电机容量。

4、驱动平方转矩负载的机械特性。

5、驱动恒功率负载特性。

6、驱动水泵限运行负载

   就是机械设备在运行过程中,出现电机发电现象或处于发电运行状态,对于这样的负载,须考虑能量回馈,在回馈制动频繁的情况下,应选用制动单元和制动电阻附件。

7、驱动脉动转矩负载

   纯复式压缩机就是这样负载,这种场合可加大飞轮的转动惯量,手滑脉动转矩或增大减速时间,如用户需减速时间过短,就考虑使用制动单元。

8、驱动冲击负载

  冲击机械和利用离合器开合的负载机械,它是在瞬间加上重负载,电机转速瞬间下降,电流急剧增大。这种情况应增大变频器的容量或在机械上加装大飞轮。

9、驱动大惯量负载

 如离心机、回转窑、球磨机

10、驱动高速运转设备

  如木工机械、机床、纺织机械、印刷机械等。这种负载情况下,采用通用变频器,易发生电机过热,变频器过流,加速减速跳闸等现象。这时应加大变频器的容量。

11、驱动大起动转转矩负载

如挤压减形机、水泥回转窑、球磨机、要求大起动转矩,这时考虑低频电压外补偿的大小是关键,也可争取下列措施。

① 增加电机的级对数或减速机的速比。

② 增大变频器的容量。

12、变频器选型最关键的依据是所驱动电机的额定电流。一般应保证变频器的额定电流大于电机的额定电流。对于一些特殊用途电机,变频器的容量应选大一些。

① 多极电机

② 潜小泵电机

③ 同步电机

④ 绕线式异步电机

⑤ 用一台变频器同时驱动多台电动机,变频器的额定电流要大于电动机额定电流总和的1.1-1.2倍。

⑥ 风机小泵(离心式)中选用P型机,但是,罗茨风机螺杆泵、液浆泵、纯复式柱塞泵,应选恒转矩变频器。

⑦ 应选用降额的环境温度超40℃,海拔超1000米。

⑧ 旧设备改造,应实测电动机实际负荷。

⑨ 如果选择负载较否且频繁启动要考虑变频器放大一级,并加装输出电抗器。

⑩ 总之,变频器容量选择应满足以下三个条件

a 变频器的额定功率>电动机实际运行功率

b 变频器的额定电流>电动最大工作电流的1.1

 

二、变频器的安装维护

1、安装环境

2、变频器与电动机的安装距离

    通常情况下,超过30m就要在变频器的输出侧加电抗器,可防止电机损坏,还可以吸收电机噪音,选择的线也要粗些。

3、控制信号线的距离

电压信号使用屏蔽电缆,一般要20m内,电流信号4-20mA   100-200m

S485通讯接口   可达1200m

4、变频器布线应注意以下几点

① 动力线与信号线分开或重直交叉

② 信号线应选屏蔽线或双绞线

③ 使用开路集电板输出端子控制,外接继电器时,要在继电器线圈两端加装吸收二级管。

5、提高系统的抗干扰能力

① 加装电抗器或过滤波器。

② 将变频器,电动机的接地端子牢固接地。

③ 控制线有可靠的屏蔽,与动力线分开。

④ 避免计算机和变频器使用同一变压器供电。

三、变频器的检查维修

1、因种种影响,变频器须进行日常检查和定期检查

① 安装环境是否有异常?

② 冷却系统是否正常?

③ 是否异常振动异响?

④ 异常味道(电动机)、振动、过热?

⑤ 变频器的输出电流,电压,温度是否正常

2、风扇3-4万小时   一般须按一次

3、滤波电线电容     5年换一次

4、接触器           一般寿命5

四、变频器的故障分析

1、加速过电流的故障

变频器在加速过程中,失速过流报警目的是保护IGBT输出电流≥额定电流×失速过流保护系数,并在失速电流持续时间在1-2分钟,就升机发生过流报警,通常过流保护系数为1.8-1.9,这一般是在几秒中(1-2秒),系数在1.5-1.6倍,可以在几分钟内

2、减速过程电流故障

这纯粹是负载电流过大引起的,标准同上。

3、恒速过流的故障

标准同上

4、变频器加速过压故障

是检测直流母线电压

设置失速过压保护值

1)         直流母线电压≥537V×系数,持续时间1-2分钟

2)         直流母线电压=失速过压值=760-800VDC,在出厂时设置,持续时间在1-2分钟就报警

5、变频器减速恒速运行过压故障

标准同上

6、控制电源过电压故障(有的厂家有,有的没有)

变频器检测辅助电源输出电压,当该输出电压超过设定值,就报警。

1)         小功率:接在直流母线上,通过开启电源分压为辅助电源。

2)         大功率:由交流输入经整流获得

因此,控制电源过电压的检测分两种

(1)        小功率:直接检测直流母线电压设置为:760-800VDC,大于上述值,持续1-2分钟,报警。

(2)        大功率:运行中或停机状态下检测。

检测两方面:a 直流母线电压是否过压;

       b 控制电源的电压是否过压;

7、输入侧缺相故障

变频器通过硬件电路检测三相输入电压,发生空载和控载情况下出现输入侧缺相,直流母线电压,能保证513VDC以上,不影响变频器正常工作。如果在重载情况下出现输入侧缺相,就会使直线母线电压下降到400VDC,并引起充电电阻的短路接触器跳闸,烧坏充电电阻。所以,在重载情况下,20ms内应获得缺相保护动作。

什么是重载,电流大?

8、输出侧缺相故障

变频器运行过程中,检测输出电流,如果某相输出电流和其它而相差别超过一定值时,就显示出输入侧缺相故障,常通过变频器软件设置,一般在输入电流大于变频器额定电流20%时,才进入输出缺相检测,延长1分钟后才报警。

9、  欠压故障

 

 

 

10、              电源缺相故障要检查和排除以下问题和原因

(端子)R.S.T是否连接良好?

端子螺钉是否紧固?

 

三相电源是否很不平衡?a 供电交流接触器  b空气开关接线

变频器内部输入接口插座间是否正常?

更换电源板?

11、              输出缺陷故障要检查和排除以下问题和原因

电机、电机线,输出端子 u.v.w连接是否正常?

拆除u.v.w连线,检测变频器三相输出电压是否平衡?

连接好电机线,运行,用钳表测三相输出电流是否平衡?

变频器电流检测问题,更换主控板,IGBT模块

12、              逆变单元模块故障要检查和排除以下问题和原因

电机及电机线间短路或对地短路

电机、变频器连线是否过长:加装电抗器或输出滤波器

环境温度是否过高

模块、散热板是否过热:风扇散热通道堵

模块损坏或模块与散热器的固定螺丝是否松动

变频器主控板后是否正常

更换电源板后是否正常

更换驱动板是否正常

更换逆变模块是否正常

13、              过热故障要检查和排除以下问题和原因

模块散热器过热,整流桥散热器过热

是否超过80

负载是否过大?

冷却风扇,散热通道是否堵

环境温度是否过高

更换主板

机型设置错误→参数重新设定

散热器温度传感器或组合逆变模块内温度传感器故障?

检测问题,更换主板

14、              过载故障要检查和排除以下问题和原因

变频器过流/过载,电动机过流

电子热继电器的设定值是否合适

负载是否过大

增大变频器容量

15、              外部设备故障要检查和排除以下问题和原因

连接的外部设备报警信号是否动作

拆除所有控制端子,故障是否解除?

是否在非键盘操作盒控制方式下,按STOP

 

16、              EEPROM读写故障

17、              通讯故障(485通讯)要检查和排除以下问题和原因

上位机是否工作

上位机波特率设置不匹配或设置过高:变频参数

通讯超时?→复位重试或不用或0.0秒失效

串行通讯信号道被干扰,如线过长,外部干扰

更换主板

18、              接触器吸合故障要检查和排除以下问题和原因

电缆接线及所有插座是否良好

电网电压是否低

接触器是否损坏或触头不良

19、              电流检测故障要检查和排除以下问题和原因

上电就显示电流故障

断电,电源指示灯熄灭,重接电源

是否还显示电流故障

扁平电缆连接是否正常

更换主板

20、              CPU异常要检查和排除以下问题和原因

切断电源,再通电试验

键盘显示是否正常

连接器和IC插座是否松动

主控板是否潮湿或粉尘太多?

更换变频器主控板

21、              闭环反馈断路故障

22、              上电就跳闸要检查和排除以下问题和原因

检查外部电路是否短路?

检查变频器内部短路,检查主回路,整流桥,滤波电容短路,更换相应损坏器件

清除变频器内部及板件上杂物,更换损坏的主控板,电源板,驱动板

参考其它排除故障操作

 

23、              上电键盘不显示要检查和排除以下问题和原因

检查电网及变频器外部供电电路是否正常

检查键盘与主控板插座,主控板与电源板间扁平电缆是否接触良好

检查变频器主回路,整流桥,充电电阻是否正常

测量变频器母线电压是否正常→更换电源板

更换操作键盘或主控板

24、              上电显示88888要检查和排除以下问题和原因

键盘是否与主控板连接不良

键盘是否与该变频器匹配

检测开关电源5V是否太低

主控板是否潮湿或粉尘太多

键盘或主控板故障

25、              上电显示P.OFF(欠压)

26、              电动机异常发热要检查和排除以下问题和原因

负载是否过大:1. 重新选型   2. 外部强制散热

电机是否长期连续低速运行

设定的V/F曲线及转矩提升是否合适

调整V/F特性和转矩提升量

变频器输出三相电压不平衡:检查电动机及电机线

\GBT功率块,驱动板,主控板故障

27、              电动机不能启动要检查和排除以下问题和原因,以及处理方法

① 变频器电源输入端连接不良或无输入电压

② 变频器出厂后,直流母线回路,没接直流电抗器也没有接短路片

③ 通电后显示故障

④ 运行命令参数设置不正常

⑤ 控制端子FWD.REV-COM.电路死线不正常

⑥ 设定频率参数设置不正确

⑦ 变频器主回路输出端没有输出电压

⑧ 电动机连接不正确

⑨ 负载过大

处理方法:

排除电源故障,连接好RRT端电源输入线

连接好短路片或接上直流电抗器

消除故障原因,重新复位后再投入运行

正常设置运行命令参数

控制端子运行,FWD.REV-COM,正常连线

正确设置频率参数

主回路如无输出电压,寻求技术支持

改下电机连线

减轻负载或增大变频器功率

28、              电动机能运行,但不能改变转速,检查和排除以下原因及处理方法

① 最高频率设置太低→改变设定值

② 频设定方式为端子模拟量输入接线不正常→检查端子接线,正常配线

③ 使用UP/DOW控制调速,外部端子接线不正确→检查端子正常配线

④ 设定键盘操作调速,键盘上电位器或键不起作用→检查键盘连线或换键盘

⑤ 可能是变频器故障或由于噪声造成变频器误动作→请求技术支持

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