通过使用诊断来解决变频器性能问题并排除相关流程的故障，变频器可以成为维护流程的强大工具。了解变频器如何与过程相互作用可以帮助您提高整体生产和产品质量(图 1)。

　　变频器并非万无一失;有时它们需要修理或更换。变频器通常是过程变更或应用问题的第一个指示器。

　　许多变频器使用 LCD 或 LED 显示器进行通信，或者通过打开的互锁或故障指示进行通信。在大多数应用中，变频器与操作员控制、过程控制信号和 PLC 交互。变频器与这些外部控制之间的交互问题可能看起来是变频器问题，而实际上问题出在过程中。通常与机器操作员讨论过程和变频器症状有助于确定问题区域。

　　如果外部控件工作正常，请使用变频器系统地识别问题。如果显示状态指示灯不工作，请检查输入的交流电源。如果在验证或恢复交流电源后状态指示灯仍未显示，则验证控制电源，并在必要时恢复。

　　如果 变频器一直运行成功，突然启动失败，或变频器启动但运行不正常，检查诊断状态显示是否有故障。变频器的使用说明书应有故障说明和故障排除步骤。使用诊断或键盘控制来监控输入电压、直流总线、载波频率、输出频率、电压、电流以及 I/O 和控制状态等变量。这些参数显示在最常见的变频器上。

　　I/O 状态使用位来监控所需的启动条件，以确保它们已启用并确定可能阻止启动的因素。控制状态指示速度参考的来源，可用于验证输入的速度或方向信号。

　　高位总线故障

　　高位总线是由外部因素引起的常见故障。交流线路中的瞬时电压尖峰或由机器惯性产生的“检修负载”会导致高母线故障。负载继续以比电机指令速度更快的速度旋转。发生这种情况时，变频器通过在高总线故障时跳闸并关闭绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 来保护自己。

　　如果指示高母线故障，请确保交流电源一致，并调整减速时间以匹配负载能力。如果过程需要快速减速，可以增加动态制动或再生功率控制电路。

　　过流故障

　　另一个常见故障是过流。在排除过流故障时，首先检查所有电源连接以确保它们正确连接。当发生过电流和控制问题时，连接松动或导体断裂经常是罪魁祸首。电源连接松动会导致过压和过流情况、保险丝熔断和变频器损坏。

　　控制接线松动会导致变频器性能不稳定，从而导致不可预测的速度波动或无法控制变频器。

　　如果变频器提供自动调谐功能，请使用该功能。许多变频器上的自动调谐功能使变频器能够识别连接的电机，从而允许在处理器算法中使用转子信息以实现更准确的电流控制。变频器还可以补偿磁通电流，从而更好地控制产生扭矩的电流。

　　电机的过流和欠流都可能很麻烦。

　　第二步是检查磨损或损坏零件的机械负载，或过度摩擦。根据需要修理或更换组件。

　　最后，检查输入电压和加速度。如果输入电压过低，或加速度设置过快，则可能发生过流故障。降低加速度或稳定输入电压以纠正此故障。

　　高启动负载电流

　　高电流/负载读数可能表明过程速度或负载出现机械束缚或无法解释的变化。许多泵和风扇的功率需求与转速 (S3) 的三次方成正比。以每分钟几转的速度运行负载会使变频器过载。

　　启动前应检查组件以避免过载情况。在非工作时间装载的传送带应在启动前卸载。应通过清除泵不使用时沉淀的固体来避免泵堵塞。避免可能在负载上形成冰或湿气。湿物料比干物料重，可以在传送带上放置更多负载，导致电机和变频器过载。

　　降低高启动负载的一种方法是使用具有扩展加速度的变频器。此功能缓慢而平稳地启动负载，而不是使其猛然启动。这种类型的启动在机械组件上更容易，并且线路要求更低，因为变频器仅消耗 100% MDASSML 150% 的负载。

　　运行不稳定

　　如果变频器运行不正常，但未指示故障，则可能是外部因素造成的，也可能是变频器本身出现故障。了解变频器故障的原因有助于您确定问题的根本原因。经常被忽视的根本原因通常是过程中的不稳定性，这迫使变频器在恶劣的条件下运行。

　　通过寻找变色或破裂的迹象，目视检查变频器是否有烧毁或过热的组件。烧毁或破裂的组件会妨碍变频器正常运行。更换有缺陷的组件并测试变频器，然后再将其恢复运行。

　　电能质量是另一个会影响变频器的电气问题。由于电风暴或系统过载，公用事业设备的变化或意外的电涌会影响变频器的性能。

　　污染引起的故障

　　污染是变频器故障的可预防原因。检查变频器是否受到灰尘、湿气或其他可能导电的空气传播颗粒的污染。跨组件或电路板迹线的跟踪或电弧标记表明存在污染故障。

　　如果污染严重，则必须通过改变环境或提供适当的 NEMA 等级外壳将变频器与污染源隔离。如果灰尘、湿气或腐蚀性蒸汽造成严重的空气污染，则变频器必须至少安装在 NEMA-12 外壳中。

　　还应检查变频器的内部冷却风扇和组件散热器是否受到污染。风扇阻塞会迫使变频器在其温度规格之外运行，这可能会因冷却不足而导致过早发生故障。检查风扇是否有可能导致轴承和风扇其他部件发生故障的油脂和其他污染物。

　　应每月清洁变频器的内部和外部，包括风扇、鼓风机、过滤器和散热片，以降低因污染物而导致故障的风险。

　　温度原因引起的故障 

　　所处的环境 必须在规定的温度范围内运行。测量外壳内部和外部的温度，以确保其在制造商确定的环境规格范围内。未能满足所需的温度规格可能会导致变频器过早出现故障，因为许多电源组件需要充分冷却才能正常运行。

　　如果环境温度过高，则应在机柜中增加额外的冷却或将变频器搬迁到环境温度在规格范围内的区域。低环境温度也可能导致问题。冷凝可能会形成并导致组件或变频器故障。

　　其他故障

　　很多故障都是由变频器误用引起的。过程变化，例如负载或速度的变化;电力问题，例如公用事业的容量切换;或环境操作条件的变化不会立即明显，但可能是导致变频器故障的主要原因。在尝试确定失败原因时评估过程的一致性和条件。

　　如果执行上述检查后变频器仍然无法运行，请联系制造商。大多数变频器供应商都拥有训练有素的技术支持人员，可以提供诊断问题所需的帮助。如果需要更换，技术支持人员可以帮助您选择更换部件或新的变频器。

　　作为嵌入在制造过程中的智能设备，变频器可以提供对应用和设备性能的洞察。通过向维护工人提供理解和解释问题所需的信息，可以快速识别变频器问题，有时还有过程或操作问题，从而可以恢复工厂运行并提高生产力。

　　与机器操作员

　　机器操作员交谈通常可以确定问题区域。要问的有用的问题是：

　　发生故障时机器发生了什么情况?

　　机器卡住了吗？

　　其他设备是否与变频器同时跳闸?

　　是否有因闪电风暴或电力不足而导致的电力关闭?

　　变频器周围是否有焊接等施工?

　　　当一个过程需要变频器和电机快速减速时，电机实际上可以作为发电机运行。以机械旋转的形式储存在电机内的能量必须去某个地方。动态制动电路用于容纳该能量。

　　动态制动电路是一个开关，用于监控直流总线并在总线电平超过某个设定点时打开。能量被传送到电阻器，并在热量中消耗，直到总线电平低于该设定点。

　　再生电源作为反向逆变器运行，允许 IGBT 点火电路与输入交流线路同步。使用再生电源允许与变频器分离并位于变频器外部的电路将来自电机的多余能量通过直流总线发送回电源。

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