一臺(tái)富士5000 G9型90kW變頻器，在運(yùn)行中跳欠電壓故障送修。
經(jīng)檢測，變頻器無明顯故障，上電測試直流回路電壓，在輸入電壓為380V時(shí)，直流電壓為540V左右（輕載），也正常，檢查不出變頻器故障的具體原因。然后在公司帶負(fù)載測試一天也未跳故障。但是回到生產(chǎn)現(xiàn)場，當(dāng)變頻器滿載運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行一段時(shí)間又跳欠電壓故障停機(jī)，檢測直流回路電壓，已跌至430V，這說明變頻器確實(shí)存在軟故障。
閱讀更多變頻器在運(yùn)行當(dāng)中報(bào)欠電壓，往往涉及到多個(gè)故障點(diǎn)的潛在故障。
1） 三相380V 供電電源電壓偏低， 或有斷相故障， 這是電源方面的原因；
2） 直流回路主電容的電容額定容值減小或失效，使主回路直流電壓降低，當(dāng)電壓檢測電路發(fā)現(xiàn)時(shí)，變頻器會(huì)報(bào)警并停機(jī)保護(hù)；
3） 啟動(dòng)接觸器的主觸點(diǎn)接觸不良， 形成一定的接觸電阻， 使主回路電壓嚴(yán)重跌落報(bào)警；
4） 因檢測電路或控制回路本身故障， 產(chǎn)生誤報(bào)
一、變頻器輸入電抗器和濾波器
進(jìn)線電抗器的主要目的是為了減小變頻器的整流單元和整流/回饋單元的諧波電流，限制由于電源電位的突降而產(chǎn)生的電流沖擊。
濾波器的作用是對特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除。
進(jìn)線電抗器可以抑制變頻器對電網(wǎng)的干擾，在同一電源有多臺(tái)電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，由其是大功率變頻器，需要加裝輸入電抗器來抑制對輸入電源的干擾。 輸入側(cè)電抗器還有助于改善電源側(cè)的功率因數(shù)。
閱讀更多在對變頻器的故障進(jìn)行檢測時(shí)，很多時(shí)候我們上來就針對故障報(bào)警來進(jìn)行測試，但是，這種方法一般效率并不高。我們可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來快速定位故障，提高檢測效率。
現(xiàn)在主流的變頻器基本使用的都是交-直-交的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部的電路原理也基本相同，我們可以通過對主電路分析，來了解變頻器的內(nèi)部原理。
主電路中，我們分三部分介紹，分別是：
ABB變頻器的控制方式可以分很多種：
從控制方式上看，有本地控制盤控制，控制盤控制就是在變頻器上直接用操作面板控制或者是PC工具軟件控制?？刂票P控制是在控制面板上給定，在控制面板上啟動(dòng)/停止。PC工具是專用的一些軟件，通過傳輸電纜也可以控制變頻器。這些控制也叫作本地控制。
除了本地控制，還有外部控制。外部控制在變頻器之外，由外部發(fā)送控制邏輯控制變頻器。變頻器可以通過控制面板的本地/遠(yuǎn)程切換鍵切換本地控制和外部控制。
外部控制也包括很多種類：
1.外部I/O端子控制，外部I/O端子控制包括模擬量輸入端子、數(shù)字量輸入端子、模擬量輸出端子、繼電器輸出端子等
2.現(xiàn)場總線適配器控制?，F(xiàn)場總線適配器控制就是通過PIC或者是電腦，通過不同的通訊協(xié)議卡，連接成控制鏈路，具有接線簡單的特點(diǎn)。
3.DDCS通訊模塊控制，DDCS控制也是通過電腦控制變頻器。
4.外部控制也可以通過控制面板完成對變頻器的控制
5.主從鏈路控制，主從控制就是一個(gè)主機(jī)，多個(gè)從機(jī)的控制。一般主機(jī)是轉(zhuǎn)速控制，從機(jī)可以是轉(zhuǎn)速控制，也可以是轉(zhuǎn)矩控制。一個(gè)主機(jī)最多可以帶10個(gè)從機(jī)。
參見下面示意圖：
從對電機(jī)的控制來看，有對電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制、對電機(jī)的頻率控制以及對電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制。
電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，就是要保證在一定負(fù)載范圍內(nèi)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是恒定不變的。當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，變頻器會(huì)減小輸出給電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，當(dāng)負(fù)載重時(shí)，變頻器增加給電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，來保證電機(jī)的速度不變。所以，變頻器速度控制就是轉(zhuǎn)矩變化，速度不變的控制。轉(zhuǎn)速控制可以在標(biāo)量模式下使用，也可以在DTC模式下使用。
電機(jī)的頻率控制，就是要保證在一定負(fù)載范圍內(nèi)，電機(jī)的頻率是恒定不變的。當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，變頻器會(huì)減小輸出給電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，當(dāng)負(fù)載重時(shí)，變頻器增加給電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，來保證電機(jī)的頻率不變。所以，變頻器頻率控制就是轉(zhuǎn)矩變化，頻率不變的控制。這種控制只能在標(biāo)量模式下使用
電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制，轉(zhuǎn)矩控制是在一定負(fù)載范圍內(nèi)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是恒定的，當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速變快。當(dāng)負(fù)載重時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速變慢。所以，電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制就是轉(zhuǎn)矩不變，轉(zhuǎn)速變化的控制。轉(zhuǎn)矩控制只能在DTC模式下使用。
從ABB變頻器控制精度上看，變頻器控制分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。開環(huán)控制就是無外圍編碼器的控制。閉環(huán)控制是帶有外圍編碼器的控制。開環(huán)控制與閉環(huán)控制主要區(qū)別是控制的精度，閉環(huán)控制要比開環(huán)控制的精度高。對于一些控制精度高的場合，要加編碼器控制。
變頻器帶電機(jī)運(yùn)行期間，如果電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)使繞組絕緣和軸承壽命縮短，影響滑動(dòng)軸承的正常潤滑，而且振動(dòng)力促使絕緣縫隙擴(kuò)大，使外界粉塵和水分入侵其中，造成絕緣電阻降低和泄露電流增大，甚至形成絕緣擊穿等事故。
另外，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)，也容易使冷卻器水管振裂，焊接點(diǎn)振開，同時(shí)會(huì)造成負(fù)載機(jī)械的損傷，降低工件精度，導(dǎo)致所有遭到振動(dòng)的機(jī)械部分的疲勞，使地腳螺絲松動(dòng)或斷掉，并使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生很大噪音。
電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的原因很多，主要有三種情況：電磁方面原因；機(jī)械方面原因；機(jī)電混合方面原因。本文主要介紹一下與變頻器相關(guān)的原因及處理方法。
一、變頻器輸出不平衡變頻器三相電壓輸出不平衡，導(dǎo)致電機(jī)三相電流不平衡，從而導(dǎo)致電機(jī)振動(dòng)。這種情況有可能是變頻器IGBT、或控制IGBT觸發(fā)的回路出現(xiàn)問題，將故障元件更換就可解決問題。
二、電機(jī)發(fā)生共振這種情況，可以在變頻器中設(shè)定跳躍頻率來避免。以ACS510變頻器為例，假如電機(jī)的共振頻率為10-14HZ，則將參數(shù)2502危險(xiǎn)頻率低限設(shè)為10HZ，2503危險(xiǎn)頻率高限設(shè)為14HZ，如此變頻器將不會(huì)運(yùn)行在10-14HZ區(qū)間，從而避免電機(jī)發(fā)生共振。
三、諧波影響在變頻器中，通常使用晶閘管、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）等開關(guān)元件來控制電源的輸出電壓和頻率。這些開關(guān)元件在開關(guān)過程中會(huì)引入非線性特性，從而導(dǎo)致諧波的產(chǎn)生。當(dāng)電機(jī)受到諧波的作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生額外的力矩，導(dǎo)致電機(jī)的轉(zhuǎn)子振動(dòng)。高次諧波的產(chǎn)生與頻率范圍、傳輸路徑、環(huán)摬條件等相關(guān)。
我們通常可以通過加裝輸入、輸出電抗器等濾波裝置來減少諧波的產(chǎn)生。
四、參數(shù)設(shè)置問題變頻器的參數(shù)設(shè)置不合理會(huì)導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)。解決辦法是根據(jù)電機(jī)的特性和工作要求，合理設(shè)置變頻器的參數(shù)，如加速時(shí)間、減速時(shí)間等，如大力矩負(fù)載應(yīng)使用矢量控制或DTC控制等。
其實(shí)一臺(tái)變頻器的頻率設(shè)置和多臺(tái)變頻器頻率設(shè)置的原理一樣，都是根據(jù)轉(zhuǎn)速n=60f/p(1-s)這個(gè)公式，來進(jìn)行設(shè)置。
閱讀更多變頻器的“進(jìn)線缺相”故障，是一種常見的故障。“進(jìn)線缺相”故障也可以叫做“直流母線電壓脈動(dòng)”故障?！斑M(jìn)線缺相”故障可以由電源引起，也可以由負(fù)載引起，還可以由元器件不良引起，此故障的觸發(fā)因素很多，要根據(jù)不同的情況分別加以檢查。
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