变频器常见干扰故障分析及对策研究与探讨

摘要：近年来，随着我国经济水平的不断提高以及科学技术的不断进步，在一定程度上推动了工业自动化的发展速度。与此同时，变频器以其自身诸多的优点，使之应用范围越来越广。由于变频器在使用过程中，经常会遇到一些干扰问题，从而导致变频器出现故障，严重影响其使用效果。因此，必须对变频器的常见干扰故障进行认真分析，并采取相应的措施加以处理。基于此点，本文首先对变频器进行概述，进而对变频器常见干扰故障进行分析，并给出相应的解决措施。

关键词：变频器干扰故障主回路控制回路

1、变频器概述

变频器属于电力控制设备，主要应用的是微电子及变频技术，它是通过改变电机的电源频率来对交流电动机进行控制的，其可以实现对交流电动机的变频调速、改变功率因数、增加运转精度、过电流保护、过电压保护、过载保护以及软启动等功能。

1.1工作原理

变频器的主回路是为电动机提供调频及调压电源的主要电力变换部分，大致可将变频器归纳为以下两大类：(1)电流型。此种类型的变频器直流回路滤波为电感，可将电流源由直流转变为交流，该变频器由逆变器、整流器以及平波回路这三部分组成。(2)电压型。该类型的变频器直流回路滤波为电容，可将电压源由直流转变为交流。

1.2变频器的主要作用

软启动节能。通常情况下，异步电动机的硬启动过程会对整个电网造成比较严重的冲击，并且对电网的容量也十分高，在电动机启动时会出现振动及较大的电流，有可能导致阀门和挡板的损坏，从而使得设备及线路的使用寿命缩短。安装变频器后，其自身的软启动功能可以使电动机的启动电流由零开始，而且可将最大电流值控制在额定电流范围内，有效地降低了电动机启动过程对电网的冲击，也相应的减轻了对供电容量的要求，进而使设备及线路的使用寿命延长，既起到了节能作用，又降低了维护费用。

降低无功损耗。无功功率是影响功率因数最主要的因素之一，其不仅会是线损增加，而且还会造成电网中的有功功率下降，线路中大量的无功损耗会降低设备的使用效率，从而导致电能严重浪费。而在使用变频器后，在其滤波电容的作用下，能够有效地降低无功损耗，提高电网中的有功功率。

2、变频器常见干扰故障及解决措施

2.1变频器干扰的主要类型及抗干扰方法

静电感应。此种类型的干扰主要是指由电气回路中产生的磁通量变化在电网的电缆中感应出的电势。这种干扰的强度大小取决于磁通量的大小、闭环面积等。抗干扰的方法是尽量减小干扰源电缆中的磁通量。

静电耦合。该干扰主要是指电气回路的静电容耦合在控制电缆中产生的电势。较为有效地解决方法为增大距离，当距离达到导体直径的40倍以上时，则基本不会出现干扰，还可以采用在电缆间安装屏蔽导体，并将其安全接地。

接地干扰。这种干扰一般是指由信号或机体接地产生的干扰。对于电流回路及弱电压而言，一旦接地不合理便会引发干扰，如当接地点为两个或两个以上时，此时的接地位置会形成电位差，进而产生干扰。解决措施为可将预先给定好速度的控制电缆取其中一点进行接地，由该点引出的接地线不作信号的通路使用，可在变频器侧进行控制电缆的接地，并采用专设的接地端子，不得与其它接地端子共用。

接触不良。该干扰类型较为常见，其主要形成原因是变频器控制电缆的继电保护器触电以及电接点接触不良导致的，由于接触不良致使电阻发生变化，进而在电缆中形成干扰。对于此类干扰的解决方法比较简单，可通过提高电器元件的等级或是将触点进行并联即可，同时应定期对连接点进行维护加固，防止其出现接触不良。

2.2变频器常见故障及处理措施

变频器主回路故障。引起主回路故障的主要原因是由于电解电容器件的故障所导致的。电解电容器件的实际使用寿命通常取决于其内部温度及施加在其上的直流电压，一般在主回路的设计过程中，电容器的型号是预先选定的，因此，最终决定其使用寿命的因素为内部温度。对于此类故障的处理措施如下：其一，安装时应选择适宜的环境温度，以此来确保其内部温度的稳定；其二，可采取一定的技术措施降低主回路中的脉动电流，进而使电容器的使用寿命延长。此外，在对电容器进行维护时，若绝缘阻抗小于5 MΩ或静电容量低于额定值的80%时，必须对电容器进行更换。

控制回路故障。(1)变频器控制回路中的IPM电路板上的缓冲电容器以及电源上的平滑电容器都是影响变频器使用寿命的主要因素。由于在控制回路中通过的脉冲电流是固定不变的，与主回路负载的影响无直接关系，所以决定其使用寿命的因素是通电时间及内部温度。电容器一般都是被焊接在电路板上的，若是相对静电容量进行准确的测量是十分困难的，因此，可按照具体的使用时间及其所在环境的温度来对电容器的使用寿命加以推算；(2)电源部分的电路板主要是为风扇、显示板、驱动回路以及控制回路等提供电源，由于电源都是经由主电路输出获得的，这就导致若一处发生电源短路情况，势必会对其他部分的电源造成影响。此时可通过对电源电路板进行观察，便可发现故障的原因，然后采取相应的措施处理即可。

冷却系统故障。变频器的冷却系统主要由冷却风扇和散热片两部分构成。为了起到冷却的效果，冷却风扇必须持续运转，其使用寿命一般都比较短。冷却风扇即将达到使用寿命时，其会出现噪声增加、振动等现象，直至最终停止转动，一旦冷却风扇停止工作，逆变模块则无法进行散热，最终结果会使变频器出现跳闸。解决措施为定期对冷却风扇进行检查，并每隔2-3年对风扇更换一次。

3、结语

总而言之，变频器具有可靠性高、节能等诸多特点，但在实际使用过程中，必须对各种常见干扰故障进行认真分析，并采取相应的措施加以处理，以此来确保变频器的使用效果。为了能够更好地使用变频器，相关技术人员应充分了解并掌握变频器的结构原理，并熟知其常见的干扰故障及解决措施。只有这样，才能使变频器起到应有的作用。

参考文献

[1] 赵振明,马燕.一起变频器谐波干扰引发故障的处理[J].硅谷,2010(4).

[2] 白桂红.变频器的控制电路及几种常见故障分析[A].黑龙江省机械工程学会2007年年会论文集[C],2007(7).

[3] 刘建国.变频器的控制电路及几种常见故障分析[J].电工技术杂志,2010(6).

[4] 邹六省,王占儒,刘绪洪.变频器对PLC干扰常见故障的分析与处理[A].变频技术研讨会论文集[C],2011(4).