變頻器的日常維護與保養(yǎng)是變頻器安全工作的保障,日常維護與保養(yǎng)工作做得好,問題可及時發(fā)現和處理,可使變頻器長期工作在較佳狀態(tài),減少停機故障的發(fā)生,提高變頻器的使用效率。
變頻器在日常運行中,可以通過耳聽、目測、觸感和氣味等判斷變頻器的運行狀態(tài)。一般巡視內容有:
1)周圍環(huán)境、溫度、濕度是否符合要求。
2)變頻器的進風口和出風口有無積塵,是否被積塵堵死。
3)變頻器的噪聲、振動、氣味是否在正常范圍之內。
4)變頻器運行參數及面板顯示是否正常。
低壓小型變頻器指工作在低壓電網380V (220V)上的小功率變頻器。這類變頻器多以垂直壁掛形式安裝在控制柜中,其定期維護和保養(yǎng)主要包括:
(1)定期檢查除塵
變頻器工作時,由于風扇吹風散熱及工作時的靜電吸附作用,很容易在變頻器內部及通風口積塵,特別是工作現場多粉塵及絮狀物的情況下,積塵會更加嚴重。積塵可造成變頻器散熱不良,使內部溫度增加,降低變頻器的使用壽命或引起過熱跳閘。視積塵情況,可定期進行除塵工作。除塵時應先切斷,待變頻器的儲能充分放電后(5~10min),打開機蓋。在打開機蓋后不要急于除塵,要認真觀察內部結構,必要時畫出簡圖,做文字記錄,以免在除塵時不小心將微動開關移位、插頭松動等影響變頻器除塵后的正常工作。除塵時用毛刷或壓縮空氣對積塵進行清理。操作要格外小心,不要碰觸機心的元器件及微型開關、接插件端子等,以免除塵后變頻器不能正常工作。
(2)定期檢查電路的主要參數
變頻器的一些主要參數是否在規(guī)定的范圍內,是變頻器安全運行的標志。如主電路和控制電路電壓是否正常;濾波電容是否漏液及容量是否下降等。此外,變頻器的主要參數大多通過面板顯示,因此面板顯示清楚與否,有無缺少字符也應為檢查的內容。
(3)定期檢查變頻器的外圍電路和設施
主要檢查制動電阻、電抗器、、等是否正常;連接導線有無松動;柜中風扇工作是否正常;風道是否暢通;各引線有無破損、松動。
(4)根據維護信息判斷元器件的壽命
變頻器主電路的濾波電容隨著使用時間的增長,其容量逐漸下降。當下降到初始容量的85%,即需更換。通風風扇也有使用壽命,當使用時間超過(3~4)×104h時,也需更換。在高檔變頻器中,面板顯示器可顯示主電路的容量和風扇的壽命,以提示及時更換。控制電路的電解電容器無法測量和顯示,要按照累計工作時間乘以由變頻器內部溫升決定的壽命系數來推斷其壽命。運行累計時間以h為單位,一般最低定為6×104h。
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西門子作為較早進入我國的控制設備生產商,其產品在我國的各個行業(yè)中都有著廣泛的應用。作為一種交流的速度控制設備在工業(yè)生產領域中發(fā)揮著巨大的作用。西門子的變頻器分為通用、工程、專用三種不同的種類,其中通用型應用多且廣泛。西門子的變頻器具有種類多、通訊和配套軟件全、性價比高的特點。變頻器在我國的眾多的機械設備中都有著廣泛的應用。
1.西門子變頻器常見故障分析
變頻器常見的故障根據其故障類型的不同可以分為外部故障和變頻器內部故障兩種類型的故障,其中外部故障發(fā)生時應當注意檢測變頻器的外部參數、外部、電機等所引起的故障,變頻器內部故障則分為軟故障和硬件故障兩個方面。變頻器的外部故障主要有以下幾中類型:
?。?)參數設置錯誤,變頻器內部所設置的參數需要與所驅動的電機相匹配,如變頻器參數設置不當或是設置錯誤將會導致變頻器無法正常啟動。
?。?)外部接線故障,在變頻器的使用過程中其外部接線在長時間的使用后會出現斷線、插頭損壞等的問題從而影響變頻器的正常運行。
?。?)變頻器外部供電出現問題,當變頻器的外部電源出現“欠壓、過壓、過流、過頻”等的問題時將導致西門子變頻器無法正常運行。
(4)過載,造成西門子變頻器過載主要是由于加速時間過短、制動量過大或是電網電壓過低等的原因所導致的。針對這一問題可以采用延長電機啟動加速時間、延長電機制動時間等的方式予以解決。由電機所導致的過載可著重檢查電機是否存在卡死等的問題。
(5)過流,造成西門子變頻器外部過流問題的原因可能是由于電機負載突變從而引起較大的沖擊、電機或是供電線纜的絕緣遭到破壞短路等所導致的。
西門子變頻器的軟、硬件故障則主要針對的是西門子變頻器自身,由于西門子變頻器需要長時間承受高電壓、高電流從而導致其內部的硬件(控制板類的控制部件、IGBT等功率部件)等的燒毀損壞,從而影響西門子變頻器的正常運行。
2.西門子變頻器常見故障的排查與解決
當西門子變頻器出現故障時,首先查看西門子變頻器上的數碼管上所顯示的報警信息,針對報警信息查看西門子變頻器的報警說明以此來對西門子變頻器的故障進行定位。如直接對一臺故障的西門子變頻器進行檢查,在上電檢查之初則首先需要使用來對西門子變頻器進行測量。使用萬用表對西門子變頻器中的整流橋、IGBT模塊等功率部件進行檢查并注意查看西門子變頻器中是否有明顯的燒毀痕跡。在使用萬用表對功率部件進行檢查時,將萬用表打到1K的電阻檔,將黑表筆與西門子變頻器的直流(-)極連接,而后使用萬用表的紅表筆分別連接西門子變頻器的三項輸入、輸出端來測量電阻,測量所得出的電阻值應當在5-10K之間且輸入、輸出三相之間要相互一致,輸出端的三相電阻值要略小于輸入電阻值,完成了(-)測的電阻測量后繼續(xù)將黑表筆放置在(+)測繼續(xù)進行三相測量,測量方法與上述一致,如測量電阻值正常其并未有充放電現象則表明西門子變頻器能夠上電測量,如若不然則意味著西門子變頻器功率部件損壞需要對測量存在問題的部件進行更換,尤其是西門子變頻器中的功率部件上存在明顯燒毀痕跡的不得將西門子變頻器直接上電。
完成了對于西門子變頻器的初步測量后需要對西門子變頻器進行上電測量,以西門子變頻器中MM4變頻器為例:
?。?)上電后西門子變頻器上的數碼管顯示的是F231故障時,則意味著西門子變頻器的電源驅動板或是主控板存在問題,則可以更換西門子變頻器中的電源驅動板或是主控板來進行測試。
(2)在西門子變頻器上電后如面板無顯示或是面板下的指示燈不亮,則意味著西門子變頻器的整流供電部分存在問題,應當對西門子變頻器中的供電部分進行檢測,可以使用萬用表對西門子變頻器中的整流部分中的整流二級管進行檢測,發(fā)現存在問題的直接進行更換即可解決問題。
(3)如西門子變頻器上電后顯示的是(------),多數意味著西門子變頻器中的主控板存在問題,可以通過更換西門子變頻器主控板的方式予以解決,造成此類故障的原因主要是由于西門子變頻器外部接入線中存在著較大的雜波,從而使得西門子變頻器主控板上的電阻、等遭到沖擊后損壞所造成的,此外,在西門子變頻器工作的過程中也會產生較大的熱量,如西門子變頻器主控板散熱不好也會造成主控板上的部件燒毀。
?。?)在西門子變頻器上電運行后,不論是空載運行還是帶負載運行都會在西門子變頻器上顯示過流報警,當此類故障發(fā)生時一般意味著西門子變頻器中的IGBT功率部件損壞,應當對西門子變頻器中的功率部件及驅動部分進行詳細的測量,檢測存在問題的功率及驅動部件,更換新的部件后再詳細的測量后才能再次上電,如驅動部分存在問題將會導致西門子變頻器中新更換的IGBT在上電后再次燒毀。造成此類故障的原因主要是由于西門子變頻器在使用的過程中出現多次過載或是西門子變頻器長時間處于電壓波動較大的情況,從而導致西門子變頻器中的器件燒毀,針對這一情況需要對西門子變頻器的外側電路進行檢測,檢測電機是否正常,并在西門子變頻器的進線端加裝電壓保護裝置,以避免西門子變頻器燒毀。
?。?)某西門子變頻器在使用的過程中經常出現無征兆的“停機”,重新啟動后其有可能是正常的,將西門子變頻器拆下后經過檢測各器件均未能發(fā)現問題,通過對西門子變頻器上電后經過長時間的觀察后發(fā)現,在西門子變頻器工作的過程中其主在工作時會存在著吸合不正常的問題,從而導致西門子變頻器在工作一段時間后無法保持吸合狀態(tài)從而導致掉電、亂跳等問題,經過對西門子變頻器主接觸器進行拆開后發(fā)現造成這一故障的主要原因是由于西門子變頻器中的與主接觸器線包一路的濾波電容漏電,從而導致電壓偏低,導致無法正常吸合,如供電電壓較高這一問題還可以掩蓋過去而當電壓較低時問題則會較為明顯的暴露出來。通過對西門子變頻器常見故障進行分析后發(fā)現,西門子變頻器中的功率部件的損壞所占的比例并不高,而是其中的電阻、電容等的控制器件的損壞所占的比例較高,在故障排查時要予以注意。
由于過電壓產生的原因不同,因而采取的對策也不相同。對于在停車過程中產生的過電壓現象,如果對停車時間或位置無特殊要求,那么可以采用延長變頻器減速時間或自由停車的方法來解決。所謂自由停車即變頻器將主開關器件斷開,讓電機自由滑行停止。如果對停車時間或停車位置有一定的要求,那么可以采用直流制動(DC制動)功能。直流制動功能是將電機減速到一定頻率后,在電機定子繞組中通入直流電,形成一個靜止的磁場?! ‰姍C轉子繞組切割這個磁場而產生一個制動轉矩,使負載的動能變成電能以熱量的形式消耗于電機轉子回路中,因此這種制動又稱作能耗制動。在直流制動的過程中實際上包含了再生制動與能耗制動兩個過程。這種制動方法效率僅為再生制動的30-60,制動轉矩較小。由于將能量消耗于電機中會使電機過熱,所以制動時間不宜過長。而且直流制動開始頻率,制動時間及制動電壓的大小均為人工設定,不能根據再生電壓的高低自動調節(jié),因而直流制動不能用于正常運行中產生的過電壓,只能用于停車時的制動?! τ跍p速(從高速轉為低速,但不停車)時因負載的GD2(飛輪轉矩)過大而產生的過電壓,可以采取適當延長減速時間的方法來解決。其實這種方法也是利用再生制動原理,延長減速時間只是控制負載的再生電壓對變頻器的充電速度,使變頻器本身的20的再生制動能力得到合理利用而已。至于那些由于外力的作用(包括位能下放)而使電機處于再生狀態(tài)的負載,因其正常運行于制動狀態(tài),再生能量過高無法由變頻器本身消耗掉,因此不可能采用直流制動或延長減速時間的方法?! ≡偕苿优c直流制動相比,具有較高的制動轉矩,而且制動轉矩的大小可以跟據負載所需的制動力矩(即再生能量的高低)由變頻器的制動單元自動控制。因此再生制動轉為適用于在正常工作過程中為負載提供制動轉矩。