
較高運(yùn)行頻率:一般的變頻器較大頻率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),這對普通電機(jī)來說,其軸承不能長時(shí)間的**額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。
故障現(xiàn)象:一臺西門子MM440變頻器,上電后顯示過電流故障信息,并跳停。
故障分析與處理:針對過電流故障,首先應(yīng)區(qū)分過流跳閘是由負(fù)載還是變頻器引起的。如果通過變頻器的故障歷史記錄,查詢到跳閘時(shí)的電流**過了變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設(shè)定值,而三相電壓和電流是平衡的,則應(yīng)考慮是否過載或負(fù)載突變,如電動機(jī)堵轉(zhuǎn)等。在負(fù)載慣性較大的場合,可適當(dāng)加速時(shí)間。若跳閘時(shí)的電流在變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設(shè)定值范圍內(nèi),可判定IGBT模塊或相關(guān)部分發(fā)生故障。
如果是減速時(shí),IGBT模塊過流或變頻器對地短路跳閘,一般是逆變橋的上半橋的模塊或其驅(qū)動電路部分發(fā)生了故障,而加速時(shí)IGBT模塊過流則說明下半橋的IGBT模塊或其驅(qū)動電路部分發(fā)生了故障。因本例的故障表現(xiàn)為上電后過電流跳閘,故對下半橋的IGBT模塊及其驅(qū)動電路進(jìn)行檢查。首先通過測量變頻器主回路輸出端子U、V、W分別與直流側(cè)的P、N端子之間的正、反向電阻來判斷IGBT模塊是否損壞。經(jīng)檢查判斷IGBT模塊已損壞。再對驅(qū)動電路進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)驅(qū)動電路工作正常。更換下半橋的IGBT模塊后,變頻器上電運(yùn)行正常。
常用變頻器分為四大類:?
(1)通用變頻器
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顧名思義,通用變頻器的特點(diǎn)是其通用性。通用性指的是通用變頻器可以對普通的異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。隨著變頻器技術(shù)的發(fā)展和市場需要的不斷擴(kuò)大,通用變頻器也在朝著兩個(gè)方向發(fā)展:低成本的簡易型通用變頻器和高性能多功能的通用變頻器。這兩類變頻器分別具有以下特點(diǎn)。
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簡易型通用變頻器是一種以節(jié)能為主要目的而削減了一些系統(tǒng)功能的通用變頻器。例如它主要應(yīng)用于水泵、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)等對于系統(tǒng)的調(diào)速性能要求不高的場所,并具有體積小、價(jià)格低等方面的優(yōu)勢。
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高性能多功能通用變頻器在設(shè)計(jì)過程中,充分考慮了在變頻器應(yīng)用中可能出現(xiàn)的各種需要,并為滿足這些需要在系統(tǒng)軟件和硬件方面都做了相應(yīng)的準(zhǔn)備。在使用時(shí),用戶可以根據(jù)負(fù)載特性選擇算法并對變頻器的各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,也可以根據(jù)系統(tǒng)的需要,選擇廠家所提供的各種選件來滿足系統(tǒng)的特殊需要。高性能多功能變頻器除了可以應(yīng)用于簡易型變頻器的所有應(yīng)用領(lǐng)域之外,還廣泛應(yīng)用于傳送帶、升降裝置以及各種機(jī)床、電動車輛等對調(diào)速系統(tǒng)的性能和功能有較求的許多場合。 ??
(2)高性能專用變頻器
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隨著控制理論、交流調(diào)速理論和電力電子技術(shù)的發(fā)展,異步電動機(jī)的矢量控制方式得到了充分的重視和發(fā)展,采用矢量控制方式高性能變頻器和變頻器專用電動機(jī)所組成的調(diào)速系統(tǒng)在性能上已經(jīng)達(dá)到和**過了直流伺服系統(tǒng)。此外,由于異步電動機(jī)還具有對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)簡單等許多直流伺服電動機(jī)所不具備的優(yōu)點(diǎn),在許多需要進(jìn)行高速高精度控制的應(yīng)用中,這種高性能交流調(diào)速系統(tǒng)正在逐步替代直流伺服系統(tǒng)。
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同通用變頻器相比,高性能專用變頻器基本上采用了矢量控制方式,而驅(qū)動對象通常是變頻器廠家專用電動機(jī).并且主要應(yīng)用于對電動機(jī)的控制性能要求較高的系統(tǒng)。
(3)高頻變頻器
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在**精密加工和高性能機(jī)械區(qū)域中常常要用到高速電動機(jī)。為了滿足這些,出現(xiàn)了采用PAM控制方式的高速電動機(jī)驅(qū)動用變頻器。這類變頻器的輸出頻率可以達(dá)到3kHz,所以在驅(qū)動兩較異步電動機(jī)時(shí)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到180000r/min。
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(4)單相變頻器和三相變頻器
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交流電動機(jī)可以分為單相交流電動機(jī)和三相交流電動機(jī)兩種類型,與此相對應(yīng),變頻器也分為單相變頻器和三相變頻器。二者的工作原理相同,但電路的結(jié)構(gòu)不同。
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電機(jī)參數(shù):變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、較大頻率,這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。
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(qiáng)。現(xiàn)在國內(nèi)市場銷售的變多,如Danfoss、ABB、SIEMENS、GE、Schneider等等,雖然種類繁多,但功能及使用上卻基本類似。總的來講,其使用、維護(hù)保養(yǎng)及故障處理方法是基本相同的。在實(shí)際應(yīng)用中,變頻器受周圍的溫度、濕度、振動、粉塵、腐蝕性氣體等環(huán)境條件的影響,其性能會有一些變化。如使用合理、維護(hù)得當(dāng),則能延長使用壽命,并減少因突然故障造成的生產(chǎn)損失。如果使用不當(dāng),維護(hù)保養(yǎng)工作跟不上去,就會出現(xiàn)運(yùn)行故障,導(dǎo)致變頻器不能正常工作,甚至造成變頻器過早的損壞,而影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。因此日常維護(hù)與定期檢查是必不可少的。
定期對變頻器進(jìn)行巡視檢查,檢查變頻器運(yùn)行時(shí)是否有異常現(xiàn)象。通常應(yīng)作如下檢查:
(1)環(huán)境溫度是否正常,要求在-10℃~+40℃范圍內(nèi),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(shù)據(jù)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熱,是否有異味;?
(5)變頻器風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,有無異常,散熱風(fēng)道是否通暢;?
(6)變頻器運(yùn)行中是否有故障報(bào)警顯示;?
(7)檢查交流輸入電壓是否**過較大值。極限是418V(380V1.1),如果主電路外加輸入電壓**過極限,即使變頻器沒運(yùn)行,也會對變頻器線路板造成損壞。?
裝設(shè)西門子變頻器時(shí)安裝方向是否有限制。
西門子變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的,上下的關(guān)系對通風(fēng)也是重要的,因此,對于單元型在盤內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位,盡可能垂直安裝。
變頻器的設(shè)定參數(shù)多,每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍,使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng),導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。
變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、再次整流(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成的。
1、西門子通用型變頻器的特點(diǎn)
西門子變頻器進(jìn)入中國市場較晚,但是其增長速度較快。西門子變頻器主要分為通用型、工程型和專用型三類。西門子通用型變頻器快速增長的原因主要有以下幾個(gè)方面:
(1)不斷推出新產(chǎn)品,滿足不同用戶的特定要求。西門子產(chǎn)品一般的更新周期不**過5年。其產(chǎn)品能夠滿足不同用戶的特殊要求。
(2)強(qiáng)大的通訊功能和全面的配套軟件,是西門子自動化產(chǎn)品的一大特點(diǎn)。這在我國造紙、化工、鋼鐵、機(jī)械制造等諸多產(chǎn)業(yè)從技術(shù)改造向自動化控制全面推進(jìn)的飛速發(fā)展過程中,尤顯其競爭優(yōu)勢。
(3)近兩年推出的MM4新一代變頻器,不僅具有西門子工程型變頻器MasterDrive的良好架構(gòu),還具有較高的性能價(jià)格比,雖然價(jià)格不高卻有著比同類產(chǎn)品更強(qiáng)大的功能。利用BiCo功能可以為更為復(fù)雜的功能進(jìn)行編程,它可以在輸入(數(shù)字的,模擬的,串行通訊的等等)和輸出(變頻器的電流,頻率,模擬輸出,繼電器節(jié)點(diǎn)輸出等等)之間建立布爾代數(shù)式和數(shù)學(xué)關(guān)系式。
(4)MM4新一代變頻器不同于其他變頻器的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是:他給用戶提供的是一個(gè)完全開放的編程平臺,使用戶可以根據(jù)自己的需要較大限度的合理利用有限的實(shí)現(xiàn)盡可能復(fù)雜的控制特性。它的幾十個(gè)自由功能塊可以代替PLC實(shí)現(xiàn)一些簡單的編程操作。
(5)由于價(jià)格低廉,變頻器在制造時(shí)不得已選用了一些底端的原器件,或者說在選用原器件時(shí)考慮的量太小。比如:耐壓,耐溫,耐電壓、電流沖擊等。因此,在我國使用的實(shí)踐中出現(xiàn)問題相對較多,這是令我們感到非常遺憾的地方。
2、常見故障現(xiàn)象分析及處理方法
一般來說,當(dāng)你拿到一臺有故障的變頻器,再上電之前首先要用萬用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒有燒,線路板上有沒有明顯燒損的痕跡。
具體方法是:
用萬用表(較好是用模擬表)的電阻1K檔,黑表棒接變頻器的直流端(-)較,用紅表棒分別測量變頻器的三相輸入端和三相輸出端的電阻,其阻值應(yīng)該在5K-10K之間,三相阻值要一樣,輸出端的阻值比輸入端略小一些,并且沒有充放電現(xiàn)象。然后,反過來將紅表棒接變頻器的直流端(+)較,黑表棒分別測量變頻器三相輸入端和三相輸出端的電阻,其阻值應(yīng)該在5K-10K之間,三相阻值要一樣,輸出端的阻值比輸入端略小一些,并且沒有充放電現(xiàn)象。否則,說明模塊損壞。這時(shí)候不能盲目上電,特別是整流橋損壞或線路板上有明顯的燒損痕跡的情況下尤其禁止上電,以免造成更大的損失。
如果以上測量結(jié)果表明模塊基本沒問題,可以上電觀察。
上海聿晶自控設(shè)備有限公司本著“以人為本、科技先導(dǎo)、顧客滿意、持續(xù)改進(jìn)”的工作方針,致力于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)、工程配套和系統(tǒng)集成,擁有豐富的自動化產(chǎn)品的應(yīng)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及雄厚的技術(shù)力量,尤其以 PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)、傳動技術(shù)應(yīng)用、伺服控制系統(tǒng)、數(shù)控備品備件、人機(jī)界面及網(wǎng)絡(luò)/軟件應(yīng)用為公司的技術(shù)特長,幾年來,上海聿晶公司在與德國 SIEMENS公司自動化與驅(qū)動部門的長期緊密合作過程中,建立了良好的相互協(xié)作關(guān)系,在可編程控制器、交直流傳動裝置方面的業(yè)務(wù)逐年成倍增長,為廣大用戶提供了SIEMENS的較新 技術(shù)及自動控制的較佳解決方案。









