摘要：在当前现有的各类港口机械中，变频器应当属于其中不可或缺的典型电气驱动设备。然而不应忽视，某些变频器经过持续性与长期性的运行，其很有可能表现为多种多样的变频器故障。从电力系统本身的视角来看，全面监控变频故障的举措有助于提升当前现有的输出功率，同时也能够显著提升港口设备的可靠性。因此针对港口机械变频器而言，技术人员有必要全面着眼于探究其中的故障根源，在此前提下给出可行性较强的故障应对举措。
关键词：港口机械；变频器；故障问题；应对措施
近些年以来，变频调速日益受到了更多行业的关注，而与之密切相关的调速器整体结构也获得了全方位的优化与改进。对于港口机械设备的变频器应当能够保障其具备更优的稳定性，确保从源头上杜绝频发性的变频器故障。针对变频器设备只有在根源上消除某些故障隐患，那么才能突显更优的变频稳定性以及设备的可靠性，同时也能够符合动态化的变频调速趋势。因此在应对多种多样的变频器故障时，有关部门应当遵照因地制宜的思路来查找故障源头，确保将隐患与故障消除于萌芽状态。
一、港口机械变频器的基本运行原理
从系统设计的整体视角来讲，针对港口变频器应当着眼于全面进行灵活设计，在此前提下优化了当前现有的变频器运行模式。在目前状况下，对于变频器装置通常可以将其分成交流变频器以及直流变频器。相比而言，直流变频器使用直流电机在日常维修保养上工作量较大、故障点较多，随着交流变频器技术的日趋完善，港口起重机械的直流驱动器已逐渐被交流驱动器所取代。交流驱动器在应用上维护简便，能适应恶劣工况，对电机的要求低，使用带PG矢量控制方式，控制精度更可达0.002%,在港机应用上还有很高的储备精度，能适应港机对控制要求的不断提高。
以安川变频器为例变频器的组成为：PG卡:把编码器的信号转化为驱动器可识别的信号，完成电机速度信号的反馈；通迅板：变频器器与PLC之间建立通迅信号，完成变频器与PLC之间进行信号传输；主控板：变频器各种信号的集中处理，储存驱动器的各种参数；手操器：变频器参数的操作面板和显视面板；驱动板：供给驱动器内部各线路板的工作电源和IGBT的触发极电源。
二、探析安川变频器常见故障以及应对举措
（一）变频器常见故障处理：
报PUF处理方法：A：更换保险 B：IGBT成组更换 C：更换驱动板。报UV故障：A:接触器没吸合 B:驱动器损坏 C：DS5上的三个保险熔断。报PGO故障：A：编码器开路（接线脱掉， 插针松脱， 或有断线）；B：屏蔽干扰（处理方法有1：单端接地 2：双端接地 3：两端都不接地）； C:PG卡松动。ZDV故障：ZDV是起升编码器的故障，起升编码器区别于TT/GT的编码器，起升编码器是3相的（A、B、Z），TT/GT的编码器是2相的（A、B），是检测Z相脉冲异常时报的故障。首先要检查编码器的接线是否有松动、虚接、断股的现象，测量编码器的DC5V电源，是否有电压下降的情况，如没有问题，再检查编码器的屏蔽线的接地情况是否良好。变频器通讯故障：检查通讯线，通讯板的安装情况和拨码开关的设置是否正常。
（二）变频器输出侧短路的原因分析
变频器数字操作器显示PUF（熔断器断开），当报PUF故障时，快速熔断器损坏的同时，IGBT也会损坏，甚至损坏驱动板。这是因为IGBT是高频开关元件，工作频率高，动态相应快，以保证变频器的良好的输出特性，当故障发生时，因短路或误触发产生一个瞬时尖峰电流，变频器监测回路从监测，判断，到执行虽然很快，但速度还是低于IGBT的动态响应，IGBT一般在这个过程损坏击穿，IGBT击穿后，直流母线与输出相之间的快速熔断器会动作，来避免故障范围的扩大，但熔断器是热熔元件，参数特性一致性不是很好，所以当熔断器的动作时间稍有延迟，会造成短路电流急剧上升，IGBT炸裂，输出极（C极）与控制极（G极）短路损伤驱动板。在维修中，要仔细测量，认真分析，准确判断出故障发生的原因，以免更换元件再次损坏。
具体排除过程应严格按以下步骤实施：
当变频器报PUF时，先断开变频器输入电源，从操作器屏幕查看一下U3和U2参数判断出故障时电机的状态，然后断开控制电源，待变频器的充电指示灯熄灭，拆下变频器输出线，用万用表（最好是指针式）10K档分别测量变频器输出端（U，V，W三相）对直流母线（＋，-）的阻值，正常时U，V，W三相对直流母线的阻值（正向，反向）应平衡，若U，V，W其中任意一相对母线的阻值趋于零则说明此相桥臂的IGBT已击穿，应进一步检查变频器内部，观察IGBT是否炸裂，测量IGBT的G极对C极的阻值应不小于10欧姆，可初步判断出驱动板大致完好，下一步检查RC阻容吸收模块及浪涌吸收电阻（10欧姆），看有无击穿现象，只有这些环节全部检查完毕，确认后再更换损坏件，不可盲目更换熔断器，通电试车，以免造成更大损失。此过程中，驱动板的判断比较困难，若时间不允许测量无把握，且有备品的话，建议更换驱动板，送专业部门检修，以保证生产，避免故障扩大。元件更换完，测量无误后，不要急于送电，应找出故障原因，并彻底排除，这一重要环节极易被忽视，当变频器输出线路正常时，应仔细检查主控板接口部位元件管脚有无锈蚀痕迹，表面碳粉是否过多，以判断出故障原因，待变频器恢复后有针对性地采取措施。
IGBT的测量：按图1连接表笔与元件，正常时阻值无穷大，这时用手同时触摸C极与G极，表针应停在中间位置左右，再用手同时触摸G极与E极表针应回到无穷大位置，表明IGBT能触发导通和关断。反之如阻值趋于零，触发无效，关断无效，都说明IGBT已损坏。还应仔细检查IGBT的关联元件RC阻容模块，浪涌吸收电阻。RC模块结构如图2。
针对PUF故障可在日常定期检测电机及电缆的绝缘，户外电机接线盒的密封，电缆易磨损处的外观是否良好，提前发现并排除隐患。
（三）变频器使用环境对变频器故障的影响
变频器使用环境不当容易导致主控板因结露碳粉过多造成误触发，损坏IGBT，快速熔断器，驱动板。根据多次维修经验，在夏季的闷热天气，空气湿度大时，应将电气房内空调做除湿运转，并保证变频器柜内风扇运转正常，避免电气房空气过冷，造成潮湿空气在变频器内部冷凝结露，流入主控板或驱动板，造成误触发。在长时间停机时，应关闭空调器或使之工作在除湿状态。此类故障在夏季容易发生，但只要维护得当，是可以避免的。变频器一旦表现为相对明显的过载现象，则很有可能意味着系统过热。究其根源，就在于变频器保持了相对较长的持续运行。此外，技术人员针对变频器如果设置了不合适的电机参数，那么也将会引发系统过载。遇到此类故障，技术人员有必要着眼于全面查看现有的电机主体部位，在必要时还需完成转换器的更换处理。通过杜绝机身过热的隐患，就可以从全方位的角度入手来监控变频器的系统负荷。
结束语：经过上述分析，可以得知变频器在整个港口机械中占据了关键性的地位，因此针对变频器装置有必要运用灵活性的途径与方式来保障其稳定运行。在特殊状况下，某些变频器将会表现为特定的变频故障，技术人员对此就要致力于深入探析故障本质，通过运用适当的举措来杜绝再次出现此类变频器故障。在该领域的未来实践中，针对变频器涉及到的故障查找以及故障消除措施还需着眼于全面加以优化，在此前提下显著优化变频运行的具体工况。
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论文作者:肖巧
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/9
标签：变频器论文; 故障论文; 编码器论文; 熔断器论文; 阻值论文; 驱动器论文; 元件论文; 《电力设备》2018年第6期论文;