变频器在斜胶巨胎成型生产工艺中的常见故障、预防措施及解决办法

摘要：本文主要讲述变频器的常见故障、预防措施及解决办法，以三菱变频器E540系列在巨胎成型分厂成型生产各工艺中所遇到的故障为例证。

变频器是交流电动机主要调速方式的变频调速技术设备，它以其优异的控制性能在成型工序中得到大量地使用，再加上与PLC 或DCS 控制相结合，使成型机的调速平滑、动作平稳、效率高、启动电流小、节能效果明显，同时对电气维护人员的技术要求也更高；作为一名维修技术人员，在工作中时常会遇到一些变频器的故障，其实许多问题都是由于使用方法不正确或设置的不合理，才造成变频器误动作及故障报警，因此，对故障原因进行认真分析，并采取相应的预防措施和解决办法就显得尤为重要。下面就个人遇到的一些常见故障及预防措施和解决办法，结合实例进行浅显的分析：

一、电源故障

变频器供电电源故障主要有三种形式：缺相、低电压、停电。有时它们甚至混合出现，出现时，除电压波动外，还会出现频率波动，有时在短时间内重复出现，为保证设备的正常运行，首先应对供电电源采取以下预防措施：

（1） 对于供电电源瞬时停电后，仍要求能继续运行的场合，除选择合适规格的变频器外，还应预先考虑负载电机的降速比，变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式，当电压恢复后，通过速度追踪和测速电机的检测来防止再加速中的过电流；

（2） 对于要求必须连续运行的设备，对变频器加装自动切换UPS不间段电源装置；

（3） 如果附近有直接起动电动机和大功率大电流的设备，为防止这些设备投入运行时造成电压降低，应使变频器供电系统与其分离，减少相互影响；

例：3#巨胎成型机在X轴、Y轴、Z轴改造成用变频器调速时，扩布器工作时X轴不能工作故障，检查发现X轴变频器电源与液压电机电源并接于同一空开下端（同一个电源供电），当扩布器工作时液压电机负荷增加，从而使变频器电源供电不足引起，另取一个电源单独供电给变频器，变频器工作正常，故障排除。

二、谐波干扰故障及预防措施

凡是在变频器电源侧有整流回路，都将产生非线性引起的谐波，变频器产生谐波时，由于功率较大，就成了一个强有力的干扰源了，这种谐波干扰：首先是辐射干扰，其谐波电流按各自的阻抗大小分流到电网系统并联的负载和电源，对设备产生不良影响，如对补偿电容产生并联谐振，使补偿电容发生故障；第二是传导干扰，使直接驱动的电动机产生电磁噪声，铁损和铜损增加；第三是传导电源对电源输入端所连接的电子传感器产生影响；第四是对变频器平行敷设的其他线路产生磁耦合。为了防止干扰，变频器本身用铁壳屏蔽为好，输出线用钢管屏蔽（或采用屏蔽线），并与其他弱电信号分别配线，电源线采用隔离变压器或滤波器以避免传导干扰。为了减少电磁噪声，可配置输出滤波器，为减少对电源污染，可配置输入滤波器或零序电抗器，以减少对电源的污染。另外， 在变频器输出侧设置滤波器以减少电磁噪声和损耗，需要指出的是：滤波器的输出侧接电动机，输入接变频器，决不能接错，否则会烧毁变频器。

例：3#巨胎成型机由原来的电路板控制改造为变频器控制后，频繁出现Y轴电机误动作下滑，引起后压辊底座箱体爆裂故障。检查发现几点问题：首先改造时没有使用带屏蔽的电缆（RVVP），而是用普通的电缆（RVV）进行安装；其次接地点选择不对，接在了动力电源的接地点上；第三线路铺设与主电源线路在一起；第四变频器输入端没有安装滤波器。处理方法：首先将普通电缆（RVV）改为带屏蔽的电缆（RVVP）；其次重新布线时远离主电源线路；第三改换接地点；第四加装滤波器避免由电源进线引入干扰；经过以上四点改动后故障排除。

三、变频器控制电机发热故障

（1） 高次谐波引起电机的效率和功率因数变差电机损耗增加，变频器大多用交- 直- 交控制，输出的电压，电流均有高次谐波。由于普通电机是按正弦波电源制造的，当有高次谐波流过电机绕组时，铜损增大，并引起附加损耗，从而引起绕组发热；

（2） 电机低转，散热能力变差，使用变颇器调速后，电机往往处于低于额定转速的运行状态，标准电机的冷却风扇装在转子轴上，因电机转速降低而使冷却效果大幅度下降；

（3） 电压变化率dv/ dt 增加，电机故障机率增加由于大部分变频器逆变部分将直流电压转换为三相交流电压，通过控制六个桥臂的开关元件导通、关断来实现三相交流电压的输出；由于电机绕组匝间电压变化率dv/ dt很高，绕组电压分布变得很不均匀，使绕组匝间短路的故障机率增加；对由以上原因引起的电动机发热我们可以采取的主要预防措施有：首先合理选用变频控制电机，尤其对于恒转矩负载要适当加大电动机功率和极数，以提高其带负载的能力；其次有条件的最好采用变频专用电机；第三将变频器的电子过热保护器整定值调小；第四变频器外加装热继电器对电动机进行二次保护；第五提高电动机的绝缘材料等级以及尽可能提高电动机的运行频率，避开低速区运行；

例：2#巨胎成型机改造后Y轴电机变频器经常跳闸，变频器屏幕显示“0L”过流报警故障，电机温度过高，改造前的电机为900W的直流电机，改造后的电机为1.1KW的鼠笼式电机，变频器是三菱E540-1.5KW-CHT，更换1.5KW电机后，“E.0C1（加速中过流）”、“E.0C3（减速中过流）”不时出现，问题应该出在加减速时间及转矩提升上，Y轴带动整个后压辊及底座，负载很大，起动转矩就要大，转矩提升要设定大些，加减速时间设定要小些，再调转矩提升和加减速时间的设定数值时，不要调整太多，只要能满足电机的正常起动即可，否则，会造成设备的损坏。