變頻調速技術是現代電力傳動技術的重要發展方向，隨著電力電子技術、微電子技術和現代控制理論在交流調速系統中的應用，變頻交流調速已經逐漸取代了過去的滑差調速、變極調速、直流調速等調速系統。變頻器作為交流調速的主要裝置，不僅調速平滑，調速范圍大，啟動電流小，而且節能效果明顯，在工業領域內應用越來越廣泛。因此，對于變頻器的狀態監測和故障診斷的研究，確證設備的正常運行對工業生產具有重要意義。

2 變頻器基本結構

通用型變頻器大致包括幾個部分：a整流電路；b直流中間電路；c逆變電路；d控制電路。其中產生可調電壓和可調頻率的逆變電路是變頻器的核心技術。變頻器從結構上分為交-交變頻器與交-直-交變頻器，從變頻性質上主要分為電壓源型變頻器與電流源型變頻器。目前國內生產的變頻器主要以電壓源型交-直-交變頻器為主，其主電路結構如圖2-1所示。

圖2-1 變頻器主電路圖

其中IGBT構成了變頻器主要硬件，圖2-1中主電路功能有整流電路、濾波電路、逆變電路、限流電路、制動電路、驅動電路、保護電路七個部分。

2.1整流電路

由 ～ 組成三相橋式全波整流電路，將三相交流電整流為直流電。

2.2濾波電路

整流電路輸出的直流電壓為脈動的直流電壓，因而需濾波電路濾去電壓波紋，同時它還在整流電路與逆變電路中起到儲能作用。

2.3逆變電路

由開關管 ～ 構成逆變電路將直流電壓逆變成三相頻率、電壓可調的交流電以驅動三相電動機，是變頻器實現變頻的關鍵環節。

2.4限流電路

由限流電阻R及開關 構成，由于上電瞬間濾波電容端電壓為零，上電瞬間電容充電電流較大，過大的電流可能損壞整流電路，為保護整流電路在變頻器上電瞬間限流電阻串聯到直流回路中，當電容充電到一定時間后通過開關 將電阻短路。

2.5制動電路

由制動電阻 及開關管 構成，主要作用是用于消耗電動機反饋回來的能量，避免過高的泵升電壓損壞變頻器；變頻器功率在18.5 kW以下的機型，主電路主要采用集整流、逆變、制動電路和溫度檢測為一體的七單元模塊構成，22 kW及以上的機型采用整流模塊和三路兩單元逆變模塊構成。

2.6驅動電路

驅動電路是將主控電路中CPU產生的六個PWM信號，經光電隔離和放大后，作為逆變電路的換流器件提供驅動信號。驅動電路因換流器件的不同而異。目前，一些開發商開發了許多適宜各種換流器件的專用驅動模塊。大部分的變頻器采用驅動電路。圖2-2是較常見的驅動電路，從修理的角度考慮，驅動電路由隔離放大電路、驅動放大電路和驅動電路電源組成。三個上橋臂驅動電路是三個獨立驅動電源電路，三個下橋臂驅動電路是一個公共的驅動電源電路。

圖2-2  驅動電路

2.7保護電路

每個品牌的變頻器都有保護功能，有常規的檢測保護電路，軟件綜合保護功能。有些變頻器的驅動電路模塊、智能功率模塊、整流逆變組合模塊等都具有保護功能。圖2-3所示的電路是較典型的過流檢測保護電路。由電流取樣、信號隔離放大、信號放大輸出三部分組成。

圖2-3  電流檢測保護電路(U相)

3 變頻器故障類型及產生原因

3.1故障類型

盡管變頻器已采用多種新型部件和優化結構，但從目前的元件技術水平和經濟性考慮，仍不可避免的采用了壽命相對較短的零部件。與此同時，還不排除零部件受到安裝環境的影響，其壽命可能要比預期的時間要短。變頻器的故障率與使用時間的關系曲線如圖3-1所示。

圖3-1  變頻器故障率與使用時間關系曲線

在圖3-1中，初期故障是指變頻器在安裝調試和初期運行階段，由于元器件的某種缺陷或某種外部原因而發生故障。元器件經過器件制造廠家出廠檢測，變頻器生產廠家進廠入庫前的抽樣檢測，以及變頻器出廠前經過嚴格的整機檢測，能使變頻器故障率降低到比較低程度。由于個別器件存在隱患和現場安裝及初期運行時誤操作，致使這一期間變頻器故障率較高。

　  當變頻器投入正常使用后，在較長的一段時間內出現故障的情況明顯減少，這時的故障可能有變頻器內部某個器件發生突發性故障，也可能是由于使用環境差，使變頻器內部引起的故障。由于這種故障偶然性強、較難預料，故稱為偶發故障。一般來說，在開發設計階段有針對性地增加零部件的額定余量，在使用階段加強維護保養是解決偶發故障的主要手段。

磨損故障是臨近使用壽命后期而發生的故障，主要特征是隨著時間的推移故障率明顯的增加。為了延長變頻器的使用壽命，需要對變頻器進行定期的檢查和保護，在預計零部件即將到達使用壽命時進行更換，做到有備無患。

3.2故障原因

（1）外部原因。如操作錯誤、參數設定不正確、負載過重、外部冷卻風扇損壞、溫度過高、外界干擾、電網本身有問題等。

（2）內部原因。如電路短路、接地元件損壞、絕緣破壞、接插件接觸不良、模塊損壞等。

4 變頻器的故障診斷與維修

由于使用方法的不正確或設置環境的不合理，將容易造成變頻器誤動作及發生故障，常用的故障診斷方法有：（1）故障樹診斷法；（2）人工與自診斷結合法；（3）對比診斷法。但是在實際的故障中，應當對故障原因進行認真分析，排除變頻器外圍電路和機械部分故障后，針對變頻器的電路結構，結合故障現象和變頻器主電路結構框圖，對實際電路故障進行分析和診斷。

4.1主回路跳閘

該故障表現為變頻器運行過程中有大的響聲，或開機時送不上電，變頻器控制用的斷路器或空氣開關跳閘。這種情況一般是由于主電路(包括整流模塊、電解電容或逆變橋)直接擊穿短路所致，在擊穿的瞬間強烈的大電流造成模塊炸裂而產生巨大響聲。引起這類故障的主要原因有以下幾種情況：

4.1.1整流模塊損壞的原因

整流模塊損壞的主要原因有：（1）器件本身質量不好；（2）后級電路，逆變功率開關元件損壞，導致整流橋流過短路電流而損壞；（3）電網電壓太高，電網遇雷擊和過電壓浪涌。電網內阻小，過壓保護的壓敏電阻已經燒毀，不起作用，導致全部過壓加到整流橋上；（4）變頻器與電網的電源變壓器太近，中間的線路阻抗很小，變頻器沒有安裝直流電抗器和輸入側交流電抗器，使整流橋處于電容濾波的高幅度尖脈沖電流的沖擊狀態下，整流橋損壞；（5）三相輸入缺相，使整流橋負擔加重而損壞。

為保證整流模塊的正常作用，要解決這類電網波形畸變的有效方法是：（1）在配電變壓器后面的變頻器的總負載容量不要太大，一般應小于配電變壓器容量的1/10以下；（2）變頻器要配置直流電抗器和輸入側交流電抗器，而且選擇電抗器的電感數值應當大一些為好。直流電抗器電感量越大，電流連續性越好，對功率因數改善越有利。

4.1.2 IGBT損壞的原因

IGBT的損壞主要是由于均壓造成的，這包括動態均壓和靜態均壓。具體包括：（1）在使用較久的變頻器中，由于某些電容的容量減少而導致整個電容組的不均壓，分擔電壓高的電容容易炸裂。IGBT的損壞主要是由于母線尖峰電壓過高而緩沖電路吸收不利造成的。在IGBT導通與關斷過程當中，存在著極高的電流變化率，當母線設計不合理，造成母線電感過高時，就會使模塊承擔的電壓過高而被擊穿，擊穿的瞬間大電流造成模塊炸裂，所以減小母線電感是保護變頻器的關鍵；（2）在IGBT的前級光電隔離器件因擊穿導致功率器件也被擊穿，或印制板在隔離器件部位因塵埃、潮濕造成打火擊穿，導致IGBT損壞；（3）雷擊、房屋漏水人浸，異物進入、檢查人員誤碰等意外，也會可能導致IGBT被擊穿。只有先查找損壞的根本原因，才能決定是否更換逆變模塊，消除再次損壞的可能。

為保證IGBT工作正常，相應的解決辦法有：（1）使IGBT同絕緣柵場效應管一樣避免靜電損壞，在裝配焊接中防止損壞的根本措施是：使要修理的機器、IGBT模塊、電烙鐵、人、操作工作臺墊板等全部處在同一電場電位下進行操作。全部連接的公共點如果都能接地就更好，特別是電烙鐵頭上不能帶有示電高電位，示波器電源要用隔離良好的變壓器隔離。IGBT模塊在未使用前要保持控制極G與發射極E接通，不得隨意去掉該器件出廠前的防靜電保護GE連通措施；（2）功率模塊與散熱器之間涂導熱硅脂，保證涂層厚度為0.1mm～0.25 mm，接觸面80％以上，緊固力矩按緊固螺釘大小施加(M4 13 kg 主站蜘蛛池模板： 中文字幕在线视频一区| 91在线蜜桃臀| 黄污视频网站| 草湿影院| 欧美成人一级视频| 91免费公开视频| 久久久这里有精品| 伊人青草| 国产成人一区二区| 午夜视频在线观看国产www| 久久精品视频播放| 2020国产精品自拍| 久久97久久97精品免视看清纯| 最新国产一区二区精品久久| 激情综合在线| 性开放网站| 91区国产| 国语自产自拍秒拍在线视频| 色又色| 日本a在线看| 韩国一大片a毛片| 色婷婷中文字幕| 2021精品国内一区视频自线| 男女牲交一级毛片| 99热国产在线| 久久成年人视频| 深夜小视频在线观看| 日本www免费| 国产图片综合| 深夜一级毛片| 成人观看天堂在线影片| 国产视频三区| 看全色黄大色大片免费久久| 亚洲天堂视频在线观看| 国产一区二区三区在线观看免费| 手机在线成人精品视频网| 201天天爱天天做| 国产一二三| 久久精品视频一区| 七七七久久久久人综合| 亚洲一区二区精品视频|