福建福清核电有限公司 福建福清 350318
摘要：变频调速已成为如今电动机调速的潮流，它具有体积小、转矩大、精度高、可靠性好、操作简便等优点。变频器在电厂有着广泛的应用，吊车、闸门、三废处理中都使用了变频器对电动机进行调速。文章介绍了变频器的原理，并根据系统调试过程中MM40变频器出现的问题，指出变频器出现故障的原因及处理方法。变频器使用时，要注意日常检查；定期对变频器进行保养、维护。只有正确与合理的使用变频器，才能提高变频器使用寿命，降低故障率。
关键词：变频器；故障；维护
1低压变频器原理
把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。变频器（Variable-frequency Drive，VFD）应用变频技术与微电子技术，调整输出电源的电压和频率。为了产生可变的电压和频率，变频器首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC），然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC）。
—整流部分：将交流电变换成直流的电力电子装置。
—逆变器部分：将直流电转换成交流电的电力电子装置。
变频调速能够应用在大部分的电机拖动场合，由于它能提供精确地速度控制，因此可以方便地控制机械传动的上升、下降或前进、后退和变速运行。变频应用可以大大地提高工艺的高效性，同时可以比定速运行电机更加节能。
1.1三废处理系统中MM440型变频器的使用
某电厂三废处理系统中使用的变频器为西门子公司的MicroMaster440系列（简称MM440），它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，以满足广泛的应用场合。
在三废处理系统中，采用一台变频器拖动一台电动机（“一拖一”）的方式，如图2所示。上位机的命令通过串行电缆的连接，实现变频器的远程控制和监视。该控制方式实现了转速给定的高精度和高稳定性，而且上位机可以从变频器方面得到充足的信息，实现机械系统的有效运行。
2变频器控制的电动机无法启动故障处理
在电厂三废处理系统调试过程中，曾出现过电动机无法启动的问题：故障现象：电动机9TES056MO无法启动；现场检查：变频器面板无报警显示。
故障处理过程：
对电动机的直阻与绝缘进行检查，结果均正常；
现场查看变频器的参数设置，无问题；
查看参数P1000=6，即频率由上位机经通讯给出；P0700=6，即命令来自COM链路的通讯板（CB）设置；
进行上电测试，频率给定后，变频器不启动，电机不转；
再次检查，发现变频器无启动的命令，修改P0700=2，即通过端子排输入实现变频器的启动、停止；
检查变频器端子5、9接线，连接在接触器的辅助触点；
设定P0701=1，即选择端子5、9的通断来控制变频器的启停；设定P0725=1，即高电平有效；进入R0722界面中对端子通断状态进行监测；
短接变频器端子5、9，R0722显示正确；
再次进行上电测试，电动机控制正常，故障处理完成。
3变频器故障及对策
3.1变频器参数设置不合理及对策
变频器使用中，是否能满足传动系统的控制要求，变频器的参数设置非常重要，如参数设置不正确，轻者控制效果不好，重者变频器不能正常运行。对于一台新购置的变频器，一般在出厂时，厂家对每一个参数都设有一个默认值，在这些参数值的情况下，变频器是能以面板操作方式正常运行的，但仅此，并不能满足绝大多数传动系统的要求。如要获得更好的控制效果，用户必须根据传动系统的实际情况，参考其使用说明书，修改变频器的参数。
3.2过压故障及预防措施
变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压：
Ud= 1.35 U线＝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很可能损坏变频器，常见的过电压主要有以下两类：
3.2.1输入交流电源过压
这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在负载较轻，电压升高而线路出现故障，此时最好断开电源，检查、处理。
3.2.2发电类过电压
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，有两种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，而负载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，因而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值，出现故障。
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。增加再生制动单元功能包括能量消耗型，并联直流母线吸收型、能量回馈型。
2)多个电动机拖同一个负载时，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。处理这种故障，最好选用同型号的两台电动机，并且控制信号要一致，最好有转速探测装置。
3.3过载故障及预防
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，直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般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。
3.4过流故障
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。如果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。
4结束语
只有正确与合理的使用变频器，并加强对变频器使用中的检查及定期维护，才能使变频器充分发挥其优越性，延长使用寿命，降低故障率，节约电力，实现自动化控制。
作者简介：孔凡华（1986-12-14），男，汉族，籍贯：福建省福清市，当前职务：员工，当前职称：工程师，学历：大学本科，研究方向：电气维修
论文作者:孔凡华,宣宏斌,尚艳菲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/5
标签：变频器论文; 电动机论文; 电压论文; 过电压论文; 负载论文; 故障论文; 转速论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;