论电动机变频器故障类型及分析
时间：2020-12-13 08:04:34 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
(北方联合电力有限责任公司 呼和浩特金桥发电厂，内蒙古 呼和浩特 010000)
摘 要：文章结合发电厂内大型电动机的变频装置，详细 说明了高压电机变频器容易出现的故障并提出与之相符的处理方案，供电厂及厂矿企业电气 运行及检修人员学习参考。
关键词：电动机；
变频器；
故障
中图分类号：TM346∶TN773 文献标识码：A 文章编 号：1007—6921(2009)13—0074—02
现代大型发电厂，随着单机容量的不断扩大，厂用电机的容量也在不断增大，发电厂内自 用电的耗电已成为不可忽视的问题，在社会提倡节能环保型企业的大环境下，各生产企业相 继对本企业大型电机进行节能改造，如发电厂给水泵采用气动给水泵，可调整出力电机加装 变频设备等，如某单位自去年相继在凝结泵，锅炉一次风机及热网循环泵等电机安装了变频装置，厂用电率由原来的8.8%降为7.6%。给电机加装变频装置后，体现出的优点是很多的， 但新设备的出现也给运行和检修带来新的问题，尤其对于运行人员来说，了解变频装置原理 及保护，及时发现异常并进行简单处理，是保证变频装置安全运行的前提。
1 变频器轻故障
1.1 UPS输入掉电
解释：指UPS输入侧交流220V电源消失。这种情况下电源必须及时恢复，因为单靠UPS只能维 持30min左右，一旦UPS电能耗尽，控制系统将停止工作，变频器就会停机。
原因分析：上级电源失电，短路，电缆短路，变频器控制柜空气开关跳开，UPS或控制系统 存在短路现象致使QF1跳开。
另外，如果UPS自身出现故障没有输出，控制系统将失去电源而造成停机。
1.2 直流电源掉电
解释：指控制系统输入侧直流220V电源消失。原因分析：上级电源失电，短路，电缆短路，变频器控制柜空气开关跳开，控制系统存在短 路现象致使空气开关跳开。
1.3 变压器轻度过热
解释：当变压器的三相温度有任一相超过变压器报警温度后，就会发出变压器超温报警。原因分析：变压器柜顶风机停转；
变压器冷风机故障；
冷风机启动参数设置不当；
温度探头 断路；
温控仪故障造成误报；
变压器绕组接触不良。
2 变频器重故障
变压器严重过热。解释：变压器严重过热节点闭合。原因：变压器副边接线绝缘不良，装置过载运行，环境温度是否过高，变压器的冷却风机不 正常，风路不通畅，变压器温度探头接线接触不良或断路，温度控制仪故障，温度控制仪过 热保护参数不合理，参数被非法复位或修改。系统缺省设定的变压器过热保护温度为140℃ 。
3 变频器过流
解释：变频器输出电流超过内部整定电流。软件整定：变频器实际电流值超过额定电流值12 0％并超过一分钟或过载150％超过三秒造成变频器跳闸。硬件整定：实际反馈电流值超过主 控板硬件电路调整值。
原因分析：变频器主控板硬件检测回路故障或整定值漂移；
模拟接口板检测回路故障；
霍尔 电流传感器故障；
电流传感器到模拟接口板之间的接线不良；
变频器软件检测参数设置不当 ；
电机过载；
功率单元存在重故障；
变频器输出到电机的电缆故障或输出接线柜螺钉烧断造 成缺相。
4 功率单元重故障
解释：分为旁路和不可旁路两种类型。可旁路故障包括单元欠电压，缺相，驱动故障，过热 ，循检故障等。不可旁路故障包括，光纤故障，单元过流。
4.1 单元过电压
解释：功率单元检测输入侧电压超过内部整定值。原因分析：电网侧电压过高或瞬间电压波动过大；
功率单元单元控制板内过压整定值漂移；
功率单元控制板故障；
同一级内其他功率单元故障无输出且未旁路运行，造成该功率单元直 流母线电压偏高；
主控箱光纤板故障或CPU板故障。
4.2 单元欠电压
解释：功率单元检测输入侧电压低于内部整定值。原因分析：电网侧电压偏低或瞬间网侧电压波动太大；
功率单元单元控制板内过压整定值漂 移；
功率单元控制板故障；
功率单元输入侧整流回路故障；
主控箱光纤板故障或PLC板故障 ；
电网断电。
4.3 缺相
解释：功率单元检测到输入侧电压低于缺相整定值。原因分析：功率单元输入侧保险故障断开；
网侧输入侧电压低于额定电压的65％或缺相；
变 压器到功率单元的绕组出现缺相；
绕组或接线柜接线不良或接线柜连接螺钉断开。
4.4 驱动故障
解释：功率单元检测输出回路有故障。原因分析：功率单元主回路输出部分故障(IGBT,输出整流桥，可控硅)；
单元驱动板故障 ；
单元控制板故障；
变频器输出到电机回路(包括相关元件)缺相或短路；
主控箱光纤板故 障或CPU故障；
变频器运行中带载拉闸。
4.5 过热
解释：功率单元检测到模块温度超过内部整定值。原因分析：环境温度超过允许值；
功率单元内功率元件质量不好；
单元柜风机没有正常工作 ；
进风口和出风口不畅通；
装置长时间过载运行；
功率单元温度继电器故障。
5 如何更换故障单元模块
所有功率单元模块是完全一致的，如果某一单元由于故障而不能正常工作，可以在允许设备 退出的时间用备用单元将其替换。更换功率单元模块可遵照以下步骤进行：①使用停机或急停按钮使变频器退出运行状态；
②切断输入高压电；
③打开单元柜门，等所 有单元的L1、L2指示灯熄灭；
④拔掉故障单元的J1、J2两根光纤头；
⑤用扳手卸下故障单元 的R、S、T、U、V五根连线；
⑥拆下故障单元与轨道的固定螺丝；
⑦将故障单元沿轨道拔出 ，注意轻拿轻放；
⑧按与上述拆卸相反的顺序将备用单元装上并接线；
⑨系统重新上电投入 运行；
10与厂家联系维修故障单元。
6 特殊故障现象分析及处理
6.1 DCS远程无法调节频率
DCS远程调节变频器频率的信号通路为：DCS给定4－20MA信号—PLC模拟输入模块(EM232)—PCL模拟输出模块(EM235)输出4－20M A信号—主控箱模拟接口板—CPU板—功率单元。
检查方法：先检查PLC的模拟输入信号是否与DCS相对应；
再检查PLC的模拟输出是否与模拟 输入相对应；
再检查到模拟接口板的信号是否正确；
如果上述都正常，再更换模拟接口板；
仍不正常，则更换主控板。
6.2 变频器一启动或运行不到10HZ时即报故障跳闸
通常出现这种情况有以下几种可能：①变频器输出到电机回路出现短路，缺相等故障。需要检查电机是否正常，工频运转电流是否正常；
输出电缆绝缘是否良好；
旁路柜输出 刀闸接触是否良好；
接线柜三颗输出螺栓是否有烧断现象；
输出电压互感器绝缘是否良好等 。②功率单元内部存在局部短路现象或因驱动板故障造成输出波形不良。
如果界面显示有功率单元报警，可先更换故障报警模块或其中的板件；
如果此方法没有效果 ，则可进行下面操作：确认高压电源已经断开，并做好保护措施；
拆开A、B、C三相功率单元所有输出连接铜排及输出电缆；
合上高压电，确认变频器处于待机状态；
将万用表或示波器夹到某一功率单元输出铜牌上；
设定固定的频率，启动变频器，观察输出电压值或波形；
停止运行，将万用表或示波器夹到另一功率单元输出铜牌上；
设定同一运行频率，启动变频器，观察输出电压值或波形是否正常，电压值应与前一功率单 元相近。依次方法，重复测量每个功率单元，找出故障功率单元。
7 利用光纤判断故障的技巧
当故障界面显示某一功率单元报光纤故障时，仍不能进行准确的故障定位，利用光纤判断是 一种很好的方法。
将报警故障功率单元的光纤状态线在功率柜处与相邻单元的对换，如果报警转移到相邻的功 率单元，则说明功率单元存在故障；
如果仍报此单元故障，则说明故障在光纤回路或光纤板 。将报警故障功率单元的光纤状态线在光纤板处与相邻单元的对换, 如果报警转移到相邻的 功率单元，则说明光纤线或光纤头存在故障；
如果仍报此单元故障，则说明故障在光纤板。
以上变频装置故障分析，以利德华福HARSVERT系列高压变频调速系统为例，以实际运行中较 容易出现的故障和异常现象进行分析，但变频装置厂家的不同，发生的故障和异常的表现也 不同，在故障处理过程中应结合现场设备。
