由于變頻器能適應生產(chǎn)工藝的多方面要求，尤其是在工業(yè)自動(dòng)化控制應用上，交流變頻調速技術(shù)已經(jīng)上升為工業(yè)自動(dòng)化控制的主流。交流調速系統的性能已經(jīng)可以和直流調速系統相匹敵，甚至可以超過(guò)直流系統。它采用的全數字控制方式，使信息處理能力大幅度地增強。同時(shí)它將實(shí)用經(jīng)驗和技巧不斷地融入軟件功能中，采用模擬控制方式無(wú)法實(shí)現的復雜控制在今天都已成為可能，使變頻器的可靠性、可使用性、可維護性功能得以充實(shí)。由于變頻器具有調速性能好、調速范圍寬和運行效率高，使用操作方便，且宜于同其它設備接口等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以應用越來(lái)越廣泛。多年來(lái)，我們在生產(chǎn)實(shí)際應用中不斷學(xué)習，積累了一些變頻器的維護保養和維修的經(jīng)驗。
1、維護保養
由于電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，變頻器改型換代速度也比較快，不斷推出新型產(chǎn)品，性能不斷提高，功能不斷充實(shí)、增強�，F在國內市場(chǎng)銷(xiāo)售的變頻器品牌比較多，如Danfoss、ABB、SIEMENS、GE、Schneider等等，國產(chǎn)變頻器品牌比較多，雖然種類(lèi)繁多，但功能及使用上卻基本類(lèi)似�？偟膩�(lái)講，其使用、維護保養及故障處理方法是基本相同的。在實(shí)際應用中，變頻器受周?chē)臏囟�、濕度、振�?dòng)、粉塵、腐蝕性氣體等環(huán)境條件的影響，其性能會(huì )有一些變化。如使用合理、維護得當，則能延長(cháng)使用壽命，并減少因突然故障造成的生產(chǎn)損失。如果使用不當，維護保養工作跟不上去，就會(huì )出現運行故障，導致變頻器不能正常工作，甚至造成變頻器過(guò)早的損壞，而影響生產(chǎn)設備的正常運行。因此日常維護與定期檢查是必不可少的。
1.1日常維護與檢查
對于連續運行的變頻器，可以從外部目視檢查運行狀態(tài)。定期對變頻器進(jìn)行巡視檢查，檢查變頻器運行時(shí)是否有異�，F象。通常應作如下檢查：
(1)環(huán)境溫度是否正常，要求在-10℃～+40℃范圍內，以25℃左右為好；
(2)變頻器在顯示面板上顯示的輸出電流、電壓、頻率等各種數據是否正常；
(3)顯示面板上顯示的字符是否清楚，是否缺少字符；
(4)用測溫儀器檢測變頻器是否過(guò)熱，是否有異味；
(5)變頻器風(fēng)扇運轉是否正常，有無(wú)異常，散熱風(fēng)道是否通暢；
(6)變頻器運行中是否有故障報警顯示；
(7)檢查變頻器交流輸入電壓是否超過(guò)最大值。極限是418V(380V×1.1)，如果主電路外加輸入電壓超過(guò)極限，即使變頻器沒(méi)運行，也會(huì )對變頻器線(xiàn)路板造成損壞。
1.2定期檢查
利用每年一次的大修時(shí)間，將檢查重點(diǎn)放在變頻器日常運行時(shí)無(wú)法巡視到的部位。
(1)作定期檢查時(shí)，操作前必須切斷電源，變頻器停電后待操作面板電源指示燈熄滅后，等待4min(變頻器的容量越大，等待時(shí)間越長(cháng)，最長(cháng)為15min)使得主電路直流濾波電容器充分放電，用萬(wàn)用表確認電容器放電完后，再進(jìn)行操作。
(2)將變頻器控制板、主板拆下，用毛刷、吸塵器清掃變頻器線(xiàn)路板及內部IGBT模塊、輸入輸出電抗器等部位。線(xiàn)路板臟污的地方，應用棉布沾上酒精或中性化學(xué)劑擦除。
(3)檢查變頻器內部導線(xiàn)絕緣是否有腐蝕過(guò)熱的痕跡及變色或破損等，如發(fā)現應及時(shí)進(jìn)行處理或更換。
(4)變頻器由于振動(dòng)、溫度變化等影響，螺絲等緊固部件往往松動(dòng)，應將所有螺絲全部緊固一遍。
(5)檢查輸入輸出電抗器、變壓器等是否過(guò)熱，變色燒焦或有異味。
(6)檢查中間直流回路濾波電解電容器小凸肩(安全閥)是否脹出，外表面是否有裂紋、漏液、膨脹等。一般情況下濾波電容器使用周期大約為5年，檢查周期最長(cháng)為一年，接近壽命時(shí)，檢查周期最好為半年。電容器的容量可用數字電容表測量，當容量下降到額定容量的80%以下時(shí)，應予更換。
(7)檢查冷卻風(fēng)扇運行是否完好，如有問(wèn)題則應進(jìn)行更換。冷卻風(fēng)扇的壽命受限于軸承，根據變頻器運行情況需要2－3年更換一次風(fēng)扇或軸承。檢查時(shí)如發(fā)現異常聲音、異常振動(dòng)，同樣需要更換。
(8)檢查變頻器絕緣電阻是否在正常范圍內(所有端子與接地端子)，注意不能用兆歐表對線(xiàn)路板進(jìn)行測量，否則會(huì )損壞線(xiàn)路板的電子元器件。
(9)將變頻器的R、S、T端子和電源端電纜斷開(kāi)，U、V、W端子和電機端電纜斷開(kāi)，用兆歐表測量電纜每相導線(xiàn)之間以及每相導線(xiàn)與保護接地之間的絕緣電阻是否符合要求，正常時(shí)應大于1MΩ。
(10)變頻器在檢修完畢投入運行前，應帶電機空載試運行幾分鐘，并校對電機的旋轉方向。
1.3變頻器本身的保護：
變頻器本身具有各種保護功能，如：負載側接地保護、短路保護、電流限制、逆變器過(guò)熱、過(guò)載等，其自診斷功能、報警警告功能也特別完善。了解這些功能對于正確使用變頻器及故障查找是非常重要的。
2、故障判斷及處理
變頻器在使用中因受環(huán)境條件等因素的影響而陸續出現一些故障現象，在維修過(guò)程中，筆者積累了一些故障判斷和處理經(jīng)驗。
下面以Danfoss變頻器為例作一介紹：當變頻器出現故障時(shí)，保護功能動(dòng)作，變頻器立即跳閘，電機由運行狀態(tài)到停止，報警指示紅色發(fā)光二極管變亮，液晶顯示部分提示報警信息代碼或故障內容。這時(shí)可以根據信息代碼來(lái)分析判斷變頻器的故障范圍，如果是軟性故障，可將變頻器進(jìn)行斷電復位。如還不能恢復正常，只能采用手動(dòng)或自動(dòng)初始化，初始化正常后按照參數表重新將數據輸入設定。這樣，變頻器就可以在故障較輕的情況下恢復正常使用。若經(jīng)以上操作后變頻器仍不正常，就要根據故障現象來(lái)檢查變頻器損壞的部位，更換元器件或電路板。故障查找時(shí)必須按變頻器的提示順序進(jìn)行。例如：
(1)故障代碼36，提示為主電源故障，則三相整流橋模塊可能擊穿短路或開(kāi)路。
(2)故障代碼14，提示接地故障，可用兆歐表檢查電機繞組、查看電纜絕緣是否損壞。 (3)故障代碼37，提示逆變器故障，則IGBT模塊可能擊穿短路。IGBT模塊短路，主回路熔斷器也將熔斷。當IGBT模塊某一相門(mén)極損壞時(shí)，變頻器會(huì )出現過(guò)流保護現象，這時(shí)應對IGBT模塊進(jìn)行檢查。
變頻器運行時(shí)，如頻繁出現限流報警或過(guò)流保護，應檢查負載部分以及變頻器IGBT模塊是否正常，如正常，則此故障為變頻器主板霍爾磁補償式電流傳感器損壞�；魻柎叛a償式電流傳感器是一種測量正弦與非正弦周期量的電流值，能真實(shí)反映電流的波形，給變頻器提供一個(gè)控制與保護信號。變頻器上使用的該元件大部分為瑞士LEM公司LA系列的產(chǎn)品，其LA系列霍爾磁補償式電流傳感器可分為三端引出腳和五端引出腳兩種。變頻器容量不同，主板上LA系列霍爾磁補償式電流傳感器規格也不相同。
生產(chǎn)運行表明，粘膠纖維生產(chǎn)現場(chǎng)含硫化氫的腐蝕性氣體會(huì )給變頻器電路板的電子元器件帶來(lái)相當大的危害，我們通過(guò)給電氣控制室送正壓新鮮風(fēng)來(lái)改善環(huán)境條件，并采用樂(lè )泰電子線(xiàn)路板用噴涂膠，對變頻器線(xiàn)路板表面作防腐涂層處理，有效地降低了變頻器的故障率，提高了使用壽命。
電子元器件對靜電是非常敏感的，如被靜電放電破壞后，將造成電子元器件軟擊穿，軟擊穿會(huì )導致線(xiàn)路板無(wú)法正常工作。所以在更換線(xiàn)路板時(shí)必須注意，一定要確保工作之前戴好接地手環(huán)，將腕帶直接接地，確保人體處于零電位，以防止人體的靜電對線(xiàn)路板造成損壞。如沒(méi)有接地手環(huán)，在更換線(xiàn)路板時(shí)可用手摸一下變頻器金屬外殼，使人體的靜電通過(guò)變頻器外殼放掉(其金屬外殼導靜電)。為確保變頻器線(xiàn)路板備件的安全，在保管期間，應放在有防靜電材料的袋中存放。
3、元器件好壞的簡(jiǎn)易測試法
在維修過(guò)程中，根據故障情況要用萬(wàn)用表來(lái)檢測電子元器件的好壞，如測量方法不正確就很可能導致誤判斷，這將給維修工作造成困難，甚至造成不必要的經(jīng)濟損失。測量方法分為元器件測試和線(xiàn)路板在路測試兩種方式。在路測試：斷開(kāi)變頻器電源，在不拆動(dòng)線(xiàn)路板元器件的條件下，測量線(xiàn)路板上的元器件。對于元器件擊穿、短路、開(kāi)路性故障，這種檢測方法可以方便快捷的查找出損壞的元器件，但還應考慮線(xiàn)路板上所測元器件與其并聯(lián)的元器件對測量結果所產(chǎn)生的影響，以免造成誤判斷錯誤。下面介紹元器件好壞的判斷方法：
3.1普通二極管的檢測
用MF47型萬(wàn)用表測量，將紅、黑表筆分別接在二極管的兩端，讀取讀數，再將表筆對調測量。根據兩次測量結果判斷，通常小功率鍺二極管的正向電阻值為300－500Ω，硅二極管約為1kΩ或更大些。鍺管反相電阻為幾十千歐，硅管反向電阻在500kΩ以上(大功率二極管的數值要小的多)。好的二極管正向電阻較低，反向電阻較大，正反向電阻差值越大越好。如果測得正、反向電阻很小均接近于零，說(shuō)明二極管內部已短路；若正、反向電阻很大或趨于無(wú)窮大，則說(shuō)明管子內部已斷路。在這兩種情況下二極管就需報廢。
在路測試：測試二極管PN結正反向電阻，比較容易判斷出二極管是擊穿短路還是斷路。
3.2三極管檢測
將數字萬(wàn)用表?yè)艿蕉䴓O管檔，用表筆測PN結，如果正向導通，則顯示的數字即為PN結的正向壓降。
先確定集電極和發(fā)射極；用表筆測出兩個(gè)PN結的正向壓降，壓降大的是發(fā)射極e，壓降小的是集電極c。在測試兩個(gè)結時(shí)，紅表筆接的是公共極，則被測三極管為NPN型，且紅表筆所接為基極b；如果黑表筆接的是公共極，則被測三極管是PNP型，且此極為基極b。三極管損壞后PN結有擊穿短路和開(kāi)路兩種情況。
在路測試：在路測試三極管，實(shí)際上是通過(guò)測試PN結的正、反向電阻，來(lái)達到判斷三極管是否損壞。支路電阻大于PN結正向電阻，正常時(shí)所測得正、反向電阻應有明顯區別，否則PN結損壞了。支路電阻小于PN結正向電阻時(shí)，應將支路斷開(kāi)，否則就無(wú)法判斷三極管的好壞。
3.3三相整流橋模塊檢測
以SEMIKRON(西門(mén)子)整流橋模塊為例。將數字萬(wàn)用表?yè)艿蕉䴓O管測試檔，黑表筆接COM，紅表筆接VΩ，用紅、黑兩表筆先后測3、4、5相與2、1極之間的正反向二極管特性，來(lái)檢查判斷整流橋是否完好。所測的正反向特性相差越大越好；如正反向為零，說(shuō)明所檢測的一相已被擊穿短路；如正反向均為無(wú)窮大，說(shuō)明所檢測的一相已經(jīng)斷路。整流橋模塊只要有一相損壞，就應更換。
3.4逆變器IGBT模塊檢測
將數字萬(wàn)用表?yè)艿蕉䴓O管測試檔，測試IGBT模塊C1.E1、C2.E2之間以及柵極G與E1、E2之間正反向二極管特性，來(lái)判斷IGBT模塊是否完好。
以德國eupec25A/1200V六相IGBT模塊為例。將負載側U、V、W相的導線(xiàn)拆除，使用二極管測試檔，紅表筆接P(集電極C1)，黑表筆依次測U、V、W(發(fā)射極E1)，萬(wàn)用表顯示數值為最大；將表筆反過(guò)來(lái)，黑表筆接P，紅表筆測U、V、W，萬(wàn)用表顯示數值為400左右。再將紅表筆接N(發(fā)射極E2)，黑表筆測U、V、W，萬(wàn)用表顯示數值為400左右；黑表筆接N，紅表筆測U、V、W(集電極C2)，萬(wàn)用表顯示數值為最大。各相之間的正反向特性應相同，若出現差別說(shuō)明IGBT模塊性能變差，應予更換。IGBT模塊損壞時(shí)，只有擊穿短路情況出現。
紅、黑兩表筆分別測柵極G與發(fā)射極E之間的正反向特性，萬(wàn)用表兩次所測的數值都為最大，這時(shí)可判定IGBT模塊門(mén)極正常。如果有數值顯示，則門(mén)極性能變差，此模塊應更換。當正反向測試結果為零時(shí)，說(shuō)明所檢測的一相門(mén)極已被擊穿短路。門(mén)極損壞時(shí)電路板保護門(mén)極的穩壓管也將擊穿損壞。
3.5電解電容器的檢測
用MF47型萬(wàn)用表測量時(shí)，應針對不同容量的電解電容器選用萬(wàn)用表合適的量程。根據經(jīng)驗，一般情況下，47μF以下的電解電容器可用R×1K檔測量，大于47μF的電解電容器可用R×100檔測量。
將萬(wàn)用表紅表筆接電容器負極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬(wàn)用表指針即向右偏轉較大幅度，接著(zhù)逐漸向左回轉，直到停在某一位置(返回無(wú)窮大位置)。此時(shí)的阻值便是電解電容器的正向漏電阻。此值越大，說(shuō)明漏電流越小，電容器性能越好。然后，將紅、黑表筆對調，萬(wàn)用表指針將重復上述擺動(dòng)現象。但此時(shí)所測阻值為電解電容器的反相漏電阻，此值略小于正向漏電阻。即反相漏電流比正向漏電流要大。實(shí)際使用經(jīng)驗表明，電解電容器的漏電阻一般應在幾百千歐以上，否則將不能正常工作。
在測試中，若正向、反相均無(wú)充電現象，即表針不動(dòng)，則說(shuō)明電容器容量消失或內部短路；如果所測阻值很小或為零，說(shuō)明電容器漏電大或已擊穿損壞，不能再使用。
在路測試：在路測試電解電容器只宜檢查嚴重漏電或擊穿的故障，輕微漏電或小容量電解電容器測試的準確性很差。在路測試還應考慮其它元器件對測試的影響，否則讀出的數值就不準確，會(huì )影響正常判斷。電解電容器還可以用電容表來(lái)檢測兩端之間的電容值，以判斷電解電容器的好壞。
3.6電感器和變壓器簡(jiǎn)易測試
(1)電感器的測試
用MF47型萬(wàn)用表電阻檔測試電感器阻值的大小。若被測電感器的阻值為零，說(shuō)明電感器內部繞組有短路故障。注意操作時(shí)一定要將萬(wàn)用表調零，反復測試幾次。若被測電感器阻值為無(wú)窮大，說(shuō)明電感器的繞組或引出腳與繞組接點(diǎn)處發(fā)生了斷路故障。
(2)變壓器的簡(jiǎn)易測試
絕緣性能測試：用萬(wàn)用表電阻檔R×10K分別測量鐵心與一次繞組、一次繞組與二次繞組、鐵心與二次繞組之間的電阻值，應均為無(wú)窮大。否則說(shuō)明變壓器絕緣性能不良。
測量繞組通斷：用萬(wàn)用表R×1檔，分別測量變壓器一次、二次各個(gè)繞組間的電阻值，一般一次繞組阻值應為幾十歐至幾百歐，變壓器功率越小電阻值越大；二次繞組電阻值一般為幾歐至幾百歐，如某一組的電阻值為無(wú)窮大，則該組有斷路故障
注意：這種測量方法只是一種比較粗略的估測，有些繞組匝間絕緣輕微短路的變壓器是檢測不準的。
3.7電阻器的阻值簡(jiǎn)易測試
在路測量電阻時(shí)要切斷線(xiàn)路板電源，要考慮電路中的其它元器件對電阻值的影響。如果電路中接有電容器，還必須將電容器放電。萬(wàn)用表表針應指在標度尺的中心部分，讀數才準確。
3.8貼片式元器件
(1)貼片式元器件種類(lèi)
變頻器電子線(xiàn)路板現在大部分采用貼片式元器件也稱(chēng)為表面組裝元器件，它是一種無(wú)引線(xiàn)或引線(xiàn)很短的適于表面組裝的微小型電子元器件。貼片式元器件品種規格很多，按形狀分可分為矩形、圓柱形和異形結構。按類(lèi)型可分為片式電阻器、片式電容器、片式電感器、片式半導體器件(可分為片式二極管和片式三極管)、片式集成電路。
(2)貼片式元器件的拆、焊
用35W內熱式電烙鐵，配長(cháng)壽命耐氧化尖烙鐵頭。將烙鐵頭上粘的殘留物擦干凈，僅剩有一層薄薄的焊錫。兩端器件的貼片式元器件拆卸、焊接操作比較容易。貼片式集成電路引腳細且多、引腳間距小，周?chē)骷帕芯o湊，拆裝不易。它們的拆卸和焊接，在沒(méi)有專(zhuān)用工具的條件下是有一定難度的，在此著(zhù)重介紹貼片式集成電路的拆卸、焊接操作。
(3)拆卸方法
如已判斷出集成電路塊損壞，用裁紙刀將引腳齊根切斷，取下集成電路塊。注意切割時(shí)刀頭不要切到線(xiàn)路板上。然后，用鑷子夾住斷腳，用尖頭烙鐵溶化斷腳上的焊錫，將斷腳逐一取下。
(4)焊接方法
焊接前，先用酒精將拆掉集成電路塊的線(xiàn)路板銅萡上的多余焊錫及臟東西清理干凈，將集成電路塊的引腳涂上酒精松香水，并將引腳搪上一層薄錫。然后，核對好集成電路引腳位置，將集成電路塊放在待焊的線(xiàn)路板上，輕壓集成電路塊，用電烙鐵先焊集成電路塊四個(gè)角上的引腳，將集成電路塊固定好，再逐一對其它各引腳進(jìn)行焊接。為了保證焊接質(zhì)量，焊接時(shí)，最好使用細一些的焊錫絲，如0.6㎜焊錫絲，焊出來(lái)的效果好一些。
4、結束語(yǔ)
變頻器的維修工作是一項理論知識、實(shí)踐經(jīng)驗與操作水平的結合的工作，其技術(shù)水平代表著(zhù)變頻器的維修質(zhì)量。所以我們要經(jīng)常閱讀一些有關(guān)的書(shū)報雜志，不斷了解這些電子元器件所具備的功能和特點(diǎn)，開(kāi)拓思路，給維修工作以啟迪，并將這些學(xué)到的知識應用于實(shí)際工作中，解決一些維修過(guò)程中無(wú)法解決的問(wèn)題，以使自已的技術(shù)水平不斷提高.
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
