试论起重机变频器调试及维护中常见故障

摘 要：本文对起重机在应用变频器期间所具有的故障问题进行探讨，并分析其发生原因，提出相应的解决措施，以期为起重机变频器在今后的维护工作、调试工作中提供帮助。

关键词：变频器；起重机；常见故障；维护

中图分类号：TH21 文献标识码：A

1 过热故障

变频器的过热故障发生原因有多种，例如负载过重、杂物堵塞了通风口罩栅、内部的冷却风扇出现异常、环境温度高等。

2 低电压故障

导致低电压故障的相关因素主要有3个：一是变频器的整流桥二极管受损，因此降低了整流电压；二是由于供电变压器的容量过小而线路阻抗则过大，带载后，变压器与线路的压降过大，进而导致变频器的输入电压出现偏低的情况；三是交流电压具有过低、缺相的情况。

3 过电压故障

变频器机构在减速制动期间，常有过电压故障的情况发生，而导致该故障发生的原因是被制动环节、中间回路等影响。其一，就安川变频器（CIMR-G5A4）而言，因为工厂现场的电源通常为AC380V，因此需对变频器、制动斩波器等的电源电压进行重新设定，以预防变频器在制动期间出现过电压故障；其二，减速设定时间过短；其三，中间回路滤波器的电容失效、容量过小、检测电路出现故障等，引起过电压故障；其四，制动电阻的阻值过大，未能在第一时间释放回馈能量，引起过电压；其五，电源电压高出10%或更多。

4 过电流故障

在起重机变频器的调试期间、运行期间，若是具有电流故障的情况发生，可通过多个方面查找原因，例如振荡干扰、变频器、负载、电源等方面。

（1）振荡干扰方面：该问题通常发生于转速期间。一方面，机械频率以及电气频率之间出现共振；另一方面，受纯电气回路的影响所引起，例如：①中间直流回路的电容电压发生波动；②功率开关管的死区时间；③电机滞后电流影响；④外界干扰源干扰；其中，由频率共振而引起的振荡干扰，可通过降低载波的频率来缓解。在寻找出共振频率范围后，对跳跃频率功能加以利用，以跳过共振频率。其中需要注意的是，在应用大车机构等大容量变频器驱动时，应将单个变频器驱动转变为多个电机，通过v/f进行控制。若起制动过快，那么大车的起制动常会产生剧烈的震动，并带有变频器过流的情况。所以，在减少机械间隙期间，还需采取相应的减震措施。

（2）变频器容量方面：变频器的容量过小也容易引起过电流故障，因此应考虑给予变频器扩大容量。

（3）变频器的设定值方面：首先，设定的减速制动时间太短，可使机组迅速进行再生发电以回馈予中间回路，导致制动回路过流、中间回路电压太高等情况；其次，加速时间太短，间接加大了加速转矩，引起过流故障；最后，当电压频率曲线中，电压在提升方面大于频率，则会使得U1/fi之间的比例关系被破坏，形成低频率，引起过流故障。

（4）负载过重、负载侧短路方面：在此问题上，需对机组进行重点检查，查看有无卡滞、振动以及异声，检查是否是因为操作方法、工艺条件等的变化而引起超载。另外，可通过兆欧表检测有无负载侧短路（接地）的情况。逆变器同一个桥臂的2只晶体管若同一时间导通，也会引起短路。

（5）电源电压的超限、缺相：电源缺相、变频器缺相等均会使得电动机的转矩减小，进而引起过流故障。

5 无输出电压

变频器在输入启动指令后仍无输出电压。一方面，可能是因为主回路尚未接通，从其原理图上看，应对电力电子器件、接触器、熔断器、各个开关等进行检查，以查看其完好性，确保导线接头不存在松脱、接触不良的问题。另一方面，可能是因为控制回路在接线上出现出错，使变频器无法正确启动，从变频器的说明书看，应以接线图、原理图等作为对照，对控制回路的各个接线认真检查与核对，从而寻出错误，进行纠正。

6 接地故障

变频器中常见的接地故障有3种：一是线路受损接地；二是电机受潮（进水），导致电机出现接地短路；三是变频器的输出滤波器与其不相符，进而引起侧高频短路。

7 电动机升速异常

导致电动机出现升速异常的原因有3个：首先，未能对变频器正确输入信号。相关元件受损、调速电位器以及凸轮接触点等的接触不良、端子松动（断线）、变频器定值无法升高等，均会导致升速异常的情况；其次，变频器、交流电源等具有输出缺相的的问题。由于电源缺相，导致变频器的输出电压下降，变频器的输出缺相使得三相电压失衡，引起负序转矩，进而减小电动机的电磁转矩，使其无法驱动负载加速。在此情况下应对熔丝进行检查，查看导线的接头是否存在松脱情况、逆变桥晶闸管有无受损或是触发脉冲，以及时进行维修；最后，变频器的频率参数、电流参数等设定值过低。若频率的设定值高于低值点，频率将会由于受限而无法上升，导致电机不能实现高速。而电流设定值若偏低，则会限制最大转矩能力的发挥，导致电动机无法加速。反之，电流设定值以达到变频器最大值时，则可能缩小变频器的容量，此时则需要采取措施扩大区其容量。

8 谐波干扰

起重机以变频器作为驱动期间，多是采用PLC系统作为控制系统，从而提高其自动化水平。而该系统极容易被变频器的谐波干扰，产生错误动作，尤其是操作性高、限位开关信号等处。其中，电气线路过长属于最为常见的原因，由于变频电机的动力线和操作信号、限位开关等控制线的敷设距离过长，因此PLC系统在输入触点信号后，受谐波干扰，加大了线路的漏电流，即便PLC的输出起点为（0），其也可能因为闭点而引起系统故障。而谐波干扰的解决方法有多种，其中包括：①将PLC装置安置在单独PLC室内，以减轻PLC装置由于降低变频器而受到的影响；②以屏蔽电缆作为控制信号线；③加装滤波器在变频器的输出端，并采用屏蔽电缆做变频电机的动力线；④将控制线路的长度缩短。

9 机构运转异常

机构运转异常情况主要有以下几种：①受外界噪音影响，导致变频器的信号受到干扰而产生变化，对于此情况，可通过屏蔽电缆、增加进线滤波器等措施来解决；②负载具有不稳定与不正式的情况；③电源属于临时电，并且现场有不少设备（如电焊机）的工作无规律可言，导致电压不稳定，而机构工作也失去稳定性。

结语

在变频技术日益进步的影响下，其在起重机中的应用情况将会日益广泛，而变频器的故障维修工作也将会成为起重机维修中的常见问题。起重机变频器的常见问题有多种，本次研究通过总结当中较为常见的故障问题，并提出相应的解决建议，从而为今后的变频器故障维修工作提供帮助。

参考文献

[1]赵江涛.浅析化工企业变频器常见故障及维护[J].江西化工，2011（01）.