摘 要：变频器由于其在使用控制和节能维护方面的优势在工业生产中备受欢迎。变频器在企业生产中发挥高效率的运行作用的同时难免会出现故障、问题，影响变频器的使用情况。因此，本文笔者从变频器的含义与基本结构入手，着重分析了变频器的日常故障以及如何进行日常维护与保养，希望能够对变频器的实际使用情况有所帮助。
关键词:变频器；基本结构；故障分析；维护保养
1.引言
随着现代化技术的迅速发展，近年来，我国各行各业的企业、工厂发展的自动化越来越明显。自动化的控制与操作离不开变频器的协调，当越来越多的工业企业将变频器引入生产过程中的同时，诸多造成变频器出现故障的现象也随之增多。并且，由于变频器在工业生产中属于高成本装置，减少变频器的故障概率成为更加需要解决的问题。所以，想要真正发挥变频器的作用，提高工业生产的效率，应当通过了解变频器的结构和日常故障处理更好地采取维护检查措施保养变频器。
2、变频器的含义与基本结构
2.1变频器的含义
变频器是一种利用微电子技术与变频技术，发挥电力半导体器件的通断作用，从而改变电机工作频率来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，能够改变施加于交流电动机的电源频率值和电压值，有特殊运算需求时还需要一个转矩计算的CPU和相应电路。变频器是由整流、滤波、逆变电流以及制动单元、驱动单元、检测单元等微处理单元组成的，因此除了主要的调节功能外，还具有节能、过流、过压及过载保护等功能，应用广泛。
2.1变频器的基本结构
变频器的基本结构包括主电路、控制电路、操作显示电路以及保护电路四大部分，各个部分在变频器工作中发挥自身作用，并相互联系、相互协调，大大提高工作效率，减少故障损失，具体结构工作原理如下：
首先，主电路将工频电源处的电流进行整流电路、直流中间电路以及逆变电路三个环节的工作，从而限制电路、滤波电路及制动电阻，保护电路，光电隔离电路，使电流电压变频输出；其次，通过检测电路的电流、电压及温度检测，进行主控制电路的系统控制和信号处理，通过数据通信、速度调节以及运行命令等进行电路的保护，此处的电路保护主要包括变频器、电动机以及系统的保护；再次，通过操作显示电路的运行操作、参数设置以及故障显示进行变频器故障的发现与处理；最后，与外部控制信号、运行操作、运行指令、频率指令及程序指令等操作进行交流，最终完成变频器内部的整个结构操作与联系。
3.变频器常见故障的分析及处理
变频器出现故障的影响因素较多，我们无法一一分析阐述，因此我们着重对变频器在工作中出现频率较高的故障现象进行分析与处理。
3.1变频器过电流故障
变频器的过电流故障包括加速过电流、减速过电流、恒速过电流三个类型，主要原因可分为外部环境原因和设备本身原因两个方面。外部环境原因主要指变频器容易受到电磁的干扰，使电机漏电流大，控制信号容易发生错误从而造成信号丢失等现象；设备本身原因则主要包括电源侧缺相、输出侧断线以及容量选择不当、参数设定不准确等问题，容易造成匝间或相间对地短路、过电流等故障。出现此类故障，应当注意在故障检查时首先断开负载，若断开负载后过电流故障仍然存在则表示变频器内部元件出现故障，需进一步检查与维修。
3.2变频器过电压故障
变频器的过电压故障主要发生在机组减速制动时，由于减速时间太短，制动电阻及制动单元出现问题，无法及时释放回馈能量，从而造成过电压故障。对于此故障的处理，首先应当检查输入的电源电压是否稳定以及电动机有无外力拖动；其次，应当在保证输入电源电压稳定的基础上在电源输入侧增加吸收装置；最后，应当认真检查电容器有没有出现变色、异味，甚至安全阀胀出的现象。需要注意的一点是，变频器减速时间参数的设定不能过短，且电容器5年左右需更换一次。有的技术人员在变频器发生过电压故障时设定时间参数骤降，并不能解决过电压故障的问题。
3.3变频器过载故障
变频器过载故障主要是由于直流制动量过大、负载过重、加速时间过短以及电网电压过低等原因造成的。加之变频器电源容易出现缺相、低电压甚至停电的问题，进一步加大了变频器出现过载故障的频率。对于此故障，技术人员可以通过多种方式进行处理。针对直流制动量过大的现象可以适当延长制动，针对加速时间过短可以通过延长加速时间来处理，针对负载过重则可以通过更换大频率的电机和变频器来拖动负载。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总的来说，变频器的过载故障发生因素较为繁多，但也同时具备了较为容易辨别的特点，处理措施的针对性较强。此外，变频器再出现过载故障时还应当进行润滑维护的加强。
3.4变频器过热故障
变频器过热故障主要是由于风机的损坏、电机过热、变频器温度过高以及温度传感器性能不良等原因造成的。此故障发生的根本原因均为工作产生的大量热量积聚在设备内部，从而无法散热。对此，相关人员应当对电机进行强冷通风、更换变频专用电机以及限定运行范围等方式来降低温度，必要时还应当通过清除变频器防护罩的灰尘和油垢等方法排除热量无法散发是由于防护罩过脏被堵的可能性。与过热故障紧密相关的是变频器电动机运行范围的问题，工作中难免会出现运行范围的过大而导致变频器过热，因此应适当进行限定，避开低速区。
4.变频器的日常维护检查与保养
4.1对变频器工作环境的要求
变频器的工作环境主要包括其安装环境及运行环境。在安装环境方面，应当注意对环境温度、湿度的把握，只有环境温度处于正常范围内，才能解决好变频器的散热问题，防止出现变频器过热故障。其次，由于变频器在工作中容易因整流和变频而产生干扰电磁波，因此应注意在安装柜内仪器时采用金属外壳，减少变频器对仪器的电磁干扰，防止控制单元失灵或损坏，从而保证整个系统的正常工作。在运行环境方面，工作温度一般控制在0~55°C，40°C以下最佳。工作湿度则应当控制在90%以下，防止变频器因湿度过大而产生内部结露的现象，降低绝缘性，从而损坏内部零件，提高了变频器故障的发生率。
4.2变频器的日常维护与检查
变频器的日常维护与检查要求工作人员在实际生产过程中通过运行数据的记录、故障记录以及运行监测等方式确保变频器在一定时间范围内的安全可靠。只有确保变频器可靠运行的时间足够，才能降低工业生产中故障停机的时间，从而使变频器更好地发挥驱动和控制作用。具体到操作及过程中，要求工作人员对变频器的输出电压、输出电流、输出频率以及散热器温度等重要参数进行详细观察与记录，并进行周期性的数据对比工作，及时发现问题并加以解决。除了数据的记录和对比，还应当注意检查键盘面板的显示是否正常、仪表指示是否正确、电源开关是否缺陷以及控制系统是否积灰等。只有坚持对变频器的日常维护与检查，才能将故障发生遏制在最初，尽可能地减少因变频器运行问题造成的损失。
4.3变频器的定期保养
变频器在正常运行时，除了安排工作人员定期对其工作情况进行检查维护外，还应注意日常的保养。技术人员应当根据不同使用情况的变频器制定不同的保养方式，并且在每个使用周期后，都应当对变频器进行整体检查与维护，具体包含多个方面。首先，应定期对变频器进行整流模块、逆变模块及控制柜内线路板的除尘与紧固；其次，应当对变频器进行定期清理，主要包括主控板、开关电源板以及驱动板等，去除老化及到店物质；再次，应当对电源电压的导线及输入输出端的电流电压情况进行检查，主要控制部分注重加膜初拉力，防止进水、导电和腐蚀；最后，还应对变频器进行定期清理保养，着重对变频器内部和风路内的积灰和有误进行去除，并定期用电子清洁剂进行喷洗。
4.4变频器的零部件更换问题
由于变频器是长期、持续性的运行状态，因此其内部重要零部件会出现老化、性能降低等现象，如果不及时更换，会加大故障发生的可能性，从而影响设备的正常运行。但需要注意的是，变频器内部不同零件的标准更换周期各不相同，且更新方法也有所区别。例如冷却风扇应3年更新一次，更新的方法即直接换新品，但滤波电容器则5年更换一次即可，并先通过检查再决定是否需要更换新品。因此，在更换零部件时应当注意及时记录，防止零件的错误更换，且在操作过程中需要注意接线等重要步骤的精准，从根本上增强变频器运行的安全性。
5.结语
综上所述，我们对变频器的结构、故障处理与维护保养方面的知识有了更深层次的了解。变频器作为科技含量较高的设备，需要相关技术人员熟悉其内部结构原理，在加强维护的基础上减少变频器的工作故障出现，在实践中不断总结，在分析故障与处理故障的同时研究出更好的检查与保养方式。相信在企业工厂及相关工作人员的共同努力下，变频器将会逐渐提高工作效率，帮助企业提高生产效率，促进企业发展。
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论文作者:王浩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/27
标签：变频器论文; 故障论文; 电路论文; 过电压论文; 电流论文; 电压论文; 工作论文; 《电力设备》2017年第23期论文;