摘要：随着电子技术的发展，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，使得变频技术逐步具备了宽的测速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应等良好的技术性能。其中以变频器应用最为广泛。如何实现节能环保是当今世界的焦点，而高压变频调速技术作为目前电机调速节能最有效的方式之一在工业领域得到广泛的应用，但变频器在生产现场使用时故障率非常高，变频器的日常维护良好可以有效的避免故障的发生。
关键词：高压变频器；故障；处理；防范措施
引言
变频器是把工频电源变换成各种频率的交流电源，以实现电机变速运行的设备。采用变频器控制的电动机系统，有着节能效果显著、可远程控制、可网络化集中等优点。因而变频器在工业自动控制系统、电力电子系统等领域得到了广泛的应用。但变频器在使用过程中经常遇到一些很难处理的问题。
1.变频器调速节能原理
按照电机学的基本原理，交流异步电机的转速满足如下的关系式：
n=60ƒlp（1一s）=no（1-s）
式中：n—电机的实际转速
n。一一申机的同步转速
p一一电机的极对数
ƒ一电机当前的运行频率
s—电机的滑差
从式中看出，电机的同步转速n。正比于电机的运行频率（n o=6 0./}/P），由于滑差、一般情况下比较小（（0一0.05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速no，所以调节了电机的供电频率ƒ，就能改变电机的实际转速。
电机的滑差、和负载有关，负载越大则滑差增加。在电源频率不变的情况下，电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。由，=60ƒlp（1一，）可知，电机转速。与频率ƒ成正比。图1显示电机转速n与频率ƒ成线性关系，当频率ƒ在正常的变化范围内（0一50Hz），转速调节有很大的空间。
图1 变频调速过程中转速与频率关系曲线
1. 1高压变频器的结构
高压变频器是通过改变电机电源的频率来实现电机调速，高压变频器主要由三部分组成，主电源连接端、工频网输入端、输出端直接与电机相连，输出端电压和频率可调；控制终端包括变频器的工作状态指示终端、外部信号控制终端和转换器与外围设备之间的通信接口。操作面板，包括键盘和显示屏。在高压变频器中，由整流电路、中间直流环节和逆变器组成的主电路负责实现异步电动机电源的电压调节和调频。
1.2工作原理
高压变频器通过改变高压、低压电流状态来改变电源频率，实现电机调速的目的。根据高压变频器内部结构的功能，分析了高压变频器的工作原理。
1.3整流器
整流器是电网侧的转换器。整流器的作用是将电源转换为直流电源。三相交流电源需要通过压敏电阻网络才能进入整流桥的输入端。压敏电阻网络可以吸收电源侧的浪涌过电压，从而避免浪涌过电压对逆变器造成的危害。
1.4逆变器
与整流器的功能相反，逆变器的主要功能是将直流电源转换为交流电源。逆变器通常由六个半导体开关元件组成，组成三相桥式逆变电路，通常安装在逆变器的负载侧。直流电源与交流电源的直接转换。
1.5平波回路
平波回路也称为中间直流链路.平波回路的主要功能是保持直流电压的稳定，为逆变器提供平滑的直流输入。滤波和制动单元可以配置在平波回路中，以改变高压变流器的性能参数。
2.高压变频器的常见故障
2.1通电开机无响应
高压变频器内部有大量的开关元件和变频线圈，结构非常复杂。变频器在开机时没有响应，这是一个常见的故障。这种故障的主要原因是插头和保险丝松动。当变换器的电源模块打开且没有响应时，应检查逆变器的电源模块以确定电路中没有断路，并检查变换器的电源模块以确保没有开路。同时，要经常检查电路板上积尘的情况，及时清理。
2.2不能带负载启动
当高压变频器以负载启动时，首先要确定空载启动是否正常。如果是正常的话，这种故障的主要原因是变频器采用恒转矩启动方式。这种故障通常可以通过选择合理的加减速时间来消除。
2.3电机转速不随变频器功率提高而上升
高压变频器启动后功率迅速增加，但电机转速没有明显提高。故障是由频率增益的不合理设置引起的，通过改变频率增益可以消除故障。
2.4重载过流
在高压变频器正常运行过程中，当负载电流增大，电机转速下降时，意味着变换器处于过载、过流状态，容易导致变换器或电机的故障烧毁。造成这种故障的原因是电机本身的电气故障，另一方面，电机与变频器之间的传动比设置存在问题，通过提高传动比可以提高变频器的承载能力。
3.变频器常见故障防范措施
3.1变频器在安装环境上的防范措施
为了防止振动环境的发生，在避免一些大型工厂附近和矿山附近发生较大冲击的情况下，可以采用橡胶、固定、减振等措施进行混凝土防护。对于一些潮湿、腐蚀的环境，需要对电气设备的腐蚀、接触不良、绝缘性差、短路形成等问题进行密封和预防。此外，高温、高温主要导致电子器件寿命和可靠性的降低。特别是半导体器件，所以尽量安装凉爽或直接阳光，并避免各种来源可能造成高温，如空调。此外，还应定期检查变频器，以确定变频器的空气滤清器和冷却风扇是否正常工作。除了高温，我们应该尽量避免高寒。我们知道，在某些地区和特殊的环境中，由于温度过低，会导致微处理器不能正常工作，因此需要采取一些必要的措施，如设置空间加热器等。
3.2变频器在电源系统的措施
当停电后需要继续运行时，最好有独立的线路，以保证停电造成的损坏，满足负载电机的减速比。断电后，变频器和外部控制回路采用瞬时停止补偿方式，电压恢复正常后，通过对测速电机的速度跟踪和检测，防止过电流的发生。对于某些必须运行的设备，逆变器应该配备一个自动开关的非断电电源装置。常用的处理措施包括使用专用变压器向变频器供电，而现在使用专用变压器供电的变频器非常普遍，这主要是为了保护变频器，此外，还可以在变频器的输入端安装滤波电抗器或各种整流电路，以降低高次谐波分量。对于同相电容器的亚谐波电流，电容电流会增大电容电流，引起严重的发热，因此电容器前必须串联电抗器。为了降低谐波分量，应对电抗器的电感进行合理的分析和计算，以避免LC振荡的形成。
3.3防范电压冲击尖峰措施
其主要原因是脉冲电压会破坏过电压。通常，变换器的输入电压不高于变换器主电路期间的最大允许电压，如变换器输入端的电压敏感电阻和其它吸收器件。国外现在开始制造吸收网络，就是增加一个控制芯片，不像单一电阻来抵抗冲击，而且电阻不确定的使用寿命不长，这个道理和使用真空断路器，用冲击形成额外的RC避雷器有点相似，但是RC避雷器只是一种机械电阻设备，而不能检测和人工控制冲击，那么如果变压器的主侧有真空断路器，那么如果变压器的主侧有真空断路器，则RC浪涌吸收器只是机械电阻装置。因为在控制顺序上要保证真空断路器在移动前，变频器是断开的。应采取以下措施：尽可能缩短变频器与电机之间的距离：采用阻塞二极管的浪涌电压吸收装置对变频器的输出电压进行处理。
4.结束语
高压变频器不仅显着地节约了电能，而且使电机起动时的压力或风量更稳定，控制量的调整更及时、更准确。无启动对电机或机械的影响。它能有效地减少机械磨损，提高机械寿命，降低维修成本。加强高压变频器的维护，减少变频器的故障，缩短变频器故障的处理时间，对电厂的节能降耗具有积极的作用。
参考文献：
[1]成庆信．变频器电路维修与故障实例分析[M].北京：机械工业出版社．
[2]刘美俊．变频器应用与维修问答[M].北京：电子工业出版社．
论文作者:廖生,杨莉,罗镇宇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/5
标签：变频器论文; 电机论文; 变换器论文; 高压论文; 转速论文; 频率论文; 故障论文; 《电力设备》2019年第2期论文;