隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,新型大功率電力電子元器件的誕生,集成電路和微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,交流變頻調(diào)速技術(shù)已日趨完善和成熟。交流變頻調(diào)速系統(tǒng)以調(diào)速范圍寬、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、調(diào)速精度高、保護(hù)功能完善和操作簡單等優(yōu)點(diǎn),已在冶金、石化、電力、機(jī)械、民用電器等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。 變頻器在正常使用6-10年后,就進(jìn)入故障的高發(fā)期,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)元器件燒壞、失效、保護(hù)功能頻繁動(dòng)作等故障現(xiàn)象,嚴(yán)重影響其正常運(yùn)行。在長期從事設(shè)備維修工作中,本人遇到過許多不同的變頻器故障,在對(duì)其處理過程中,發(fā)現(xiàn)其故障類別有一定的共性和規(guī)律。在實(shí)際維修中,只要抓住其特征,掌握故障處理的規(guī)律,就能做好變頻器的維修工作,使變頻器在實(shí)際中出現(xiàn)的各種故障得到及時(shí)處理和解決,并延長其使用壽命。首先,要根據(jù)變頻器的使用技術(shù)規(guī)范要求,制定完善的日常維護(hù)措施和檢修周期,使故障隱患在初期得到解決,尤其是在惡劣環(huán)境條件下使用的變頻器,這項(xiàng)措施更為重要。其次,專業(yè)維修人員必須全面了解其原理、結(jié)構(gòu)和控制方式等常識(shí)。此外,還要有豐富的實(shí)踐維修經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的電氣理論知識(shí)。
1.變頻器應(yīng)用現(xiàn)狀 在實(shí)際設(shè)備維修中,遇到最多的是進(jìn)口變頻器。如富士、三星、ABB、AB、西門子等廠家。特別是在大、中型企業(yè)舊設(shè)備技術(shù)改造中,應(yīng)用最為廣泛。其原因是由于十多年前國內(nèi)生產(chǎn)變頻器的廠家很少,其產(chǎn)品功能簡單、性能低、質(zhì)量不高。而進(jìn)口變頻器機(jī)型多、技術(shù)成熟、功能齊全、性能優(yōu)越、質(zhì)量高、耐用的特點(diǎn),并且適合不同設(shè)備拖動(dòng)需求,故占據(jù)著國內(nèi)變頻器市場的主要部分。在多年的實(shí)際使用中,發(fā)現(xiàn)進(jìn)口變頻器也存在著一個(gè)很大的問題,就是國內(nèi)多數(shù)代理商和經(jīng)銷商在推銷進(jìn)口變頻器時(shí),一般是以國外已開始淘汰的機(jī)型為主,由于這類產(chǎn)品的價(jià)格不高,國內(nèi)企業(yè)普遍能夠接受。另外,國企在設(shè)備技術(shù)改造中,因改造資
2.變頻器的常見故障及維修對(duì)策 目前,大多數(shù)國內(nèi)企業(yè)中,由于維修人員素質(zhì)、能力、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及設(shè)備管理不到位等原因,在設(shè)備維修工作上,主要采取設(shè)備元部件整體更換的維修工作方式。對(duì)于設(shè)備中變頻器維修,也普遍采取整機(jī)報(bào)廢、更換(或更新)維修方式。故企業(yè)內(nèi)廢舊整機(jī)變頻器數(shù)量很多,每年要花費(fèi)大量資金購置新的變頻器,以維持實(shí)際設(shè)備運(yùn)行需要。另外,由于變頻器在使用中故障頻繁,從維修人員到管理層普遍認(rèn)為只有進(jìn)口機(jī)型,才有高質(zhì)量、低故障的保障。對(duì)變頻器使用環(huán)境、維護(hù)不重視,將各類異常故障歸結(jié)于質(zhì)量問題,故出現(xiàn)了設(shè)備完成變頻器技術(shù)改造的幾年后,又提出了新的設(shè)備變頻器技改項(xiàng)目(這種技改其實(shí)是變頻器更新工作),使一臺(tái)設(shè)備多次實(shí)施技改,浪費(fèi)了大量資金,影響著企業(yè)生產(chǎn)成本降低和效益的提高。
3.變頻器故障分類 根據(jù)變頻器發(fā)生故障或損壞的特征,一般可分為兩類; 一種是在運(yùn)行中頻繁出現(xiàn)的自動(dòng)停機(jī)現(xiàn)象,并伴隨著一定的故障顯示代碼,其處理措施可根據(jù)隨機(jī)說明書上提供的指導(dǎo)方法,進(jìn)行處理和解決。這類故障一般是由于變頻器運(yùn)行參數(shù)設(shè)定不合適,或外部工況、條件不滿足變頻器使用要求所產(chǎn)生的一種保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)象; 另一類是由于使用環(huán)境惡劣,高溫、導(dǎo)電粉塵引起的短路、潮濕引起的絕緣降低或擊穿等突發(fā)故障(嚴(yán)重時(shí),會(huì)出現(xiàn)打火、爆炸等異常現(xiàn)象)。這類故障發(fā)生后,一般會(huì)使變頻器無任何顯示,其處理方法是先對(duì)變頻器解體檢查,重點(diǎn)查找損壞件,根據(jù)故障發(fā)生區(qū),進(jìn)行清理、測量、更換,然后全面測試,再恢復(fù)系統(tǒng),空載試運(yùn)行,觀察觸發(fā)回路輸出側(cè)的波形,當(dāng)6組波形大小、相位差相等后,再加載運(yùn)行,達(dá)到解決故障的目的。本文主要闡述第二類故障的分析和處理方法。 主電路故障 根據(jù)對(duì)變頻器實(shí)際故障發(fā)生次數(shù)和停機(jī)時(shí)間統(tǒng)計(jì),主電路的故障率占60%以上;運(yùn)行參數(shù)設(shè)定不當(dāng),導(dǎo)致的故障占20%左右;控制電路板出現(xiàn)的故障占15%;操作失誤和外部異常引起的故障占5%。從故障程度和處理困難性統(tǒng)計(jì),此類故障發(fā)生必然造成元器件的損壞和報(bào)廢。是變頻器維修費(fèi)用的主要消耗部分。
4.輔助控制電路故障 變頻器驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)信號(hào)檢測及處理電路、脈沖發(fā)生及信號(hào)處理電路等控制電路稱為輔助電路。輔助電路發(fā)生故障后,其故障原因較為復(fù)雜,除固化程序丟失或集成塊損壞(這類故障處理方法一般只能采用控制板整塊更換或集成塊更換)外,其他故障較易判斷和處理.
5、降低變頻器故障和延長使用壽命的措施 根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明,變頻器的使用環(huán)境溫度每升高10℃,則其使用壽命減少一半。為此在日常使用中,應(yīng)根據(jù)變頻器的實(shí)際使用環(huán)境狀況和負(fù)載特點(diǎn),制定出合理的檢修周期和制度,在每個(gè)使用周期后,將變頻器整體解體、檢查、測量等全面維護(hù)一次,使故障隱患在初期被發(fā)現(xiàn)和處理。
6 作好檢修工作
(1)定期(根據(jù)實(shí)際環(huán)境確定其周期間隔長短)對(duì)變頻器進(jìn)行全面檢查維護(hù),必要時(shí)可將整流模塊、逆變模塊和控制柜內(nèi)的線路板進(jìn)行解體、檢查、測量、除塵和緊固由于變頻器下進(jìn)風(fēng)口、上出風(fēng)口常會(huì)因積塵或因積塵過多而堵塞,其本身散熱量高,要求通風(fēng)量大,故運(yùn)行一定時(shí)間后,其電路板上(因靜電作用)有積塵,須清潔和檢查。
(2)對(duì)線路板、母排等維修后,要進(jìn)行必要的防腐處理,涂刷絕緣漆,對(duì)已出現(xiàn)局部放電、拉弧的母排須取除其毛刺,并進(jìn)行絕緣處理。對(duì)已絕緣擊穿的絕緣柱,須清除炭化或更換。
(3)對(duì)所有接線端檢查、緊固,防止松動(dòng)引起嚴(yán)重發(fā)熱現(xiàn)象的發(fā)生。
(4)對(duì)輸入(包括輸出)端、整流模塊、逆變模塊、直流電容和快熔等器件進(jìn)行全面檢查、參數(shù)測定,發(fā)現(xiàn)燒毀或參數(shù)變化大的器件應(yīng)及時(shí)更換。
(5)對(duì)變頻器內(nèi)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)狀況、要經(jīng)常仔細(xì)檢查,斷電后,用手轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)葉,觀察軸承有無卡死或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活現(xiàn)象,必要時(shí)更換處理。
(6)仔細(xì)檢查控制電路板上電子元器件,檢查和處理脫焊、變色、鼓肚、開裂、斷線(印刷板線路)等異常現(xiàn)象,必要時(shí)對(duì)外表異常的元器件,可從電路板上脫焊測量檢查或更換。
(7)由于變頻器在設(shè)計(jì)時(shí)其電子元器件考慮了使用老化引起的容量降低問題,故在維修中,不必對(duì)容量降低小的電容立即更換。在實(shí)際中,電容容量降低高低與變頻器使用環(huán)境、負(fù)載大小、工作制等狀況有直接的關(guān)系,惡劣環(huán)境、負(fù)載越大、停啟頻繁等運(yùn)行狀況,會(huì)加速直流主電容老化。另外,定期維護(hù)時(shí),要詳細(xì)檢查主直流回路電容器有無漏液、外殼有無膨脹、鼓泡或變形,安全閥是否沖開,并對(duì)電容容量、漏電流(漏電流大,會(huì)使電容器過熱,引起安全閥沖開,甚至電容爆炸)、耐壓等進(jìn)行測試,對(duì)容量降低30%以上、漏電流超過70mA、耐壓低于650V的電容應(yīng)及時(shí)更換。對(duì)新電容或長期閑置未使用的電容,應(yīng)進(jìn)行性能測試,滿足使用要求后才可替換使用。
(8)對(duì)整流塊、逆變GTR(或IGBT)等大載流量的器件要用萬用表、電橋等儀器、工具進(jìn)行檢測和耐壓實(shí)驗(yàn),測定其正向、反向電阻值,并做表格記錄,對(duì)參數(shù)相差較大的模塊要更換。
(9)對(duì)主接觸器及其它輔助繼電器進(jìn)行檢查,仔細(xì)觀察各接觸器動(dòng)靜觸頭有無拉弧、毛刺或表面氧化、凹凸不平,發(fā)現(xiàn)此類問題應(yīng)對(duì)其相應(yīng)的動(dòng)靜觸頭進(jìn)行更換,確保其接觸安全可靠。
(10)經(jīng)常檢查電源電壓波動(dòng)程度。改善變頻器使用環(huán)境和負(fù)載波動(dòng)大的現(xiàn)象,避免大電流對(duì)變頻器沖擊的影響。
7.結(jié)束語 在變頻器的應(yīng)用中,只有滿足其設(shè)計(jì)工作要求和正常使用的各項(xiàng)條件,才能使其長期、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。如果是在惡劣的工作環(huán)境下使用,就要加倍重視變頻器的日常維護(hù)和檢修工作,改善變頻器使用環(huán)境和負(fù)載波動(dòng)大的現(xiàn)象。才能保證變頻器可靠、平穩(wěn)、安全地發(fā)揮其各項(xiàng)性能,達(dá)到調(diào)速運(yùn)行、節(jié)約電能和降低維修費(fèi)用的目的。