第15章 高压变频器故障与维护

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1、第8章高压变频器常见故障发生的原因12高压变频器一般具有高度的智能化水平和完善的故障检测电路，并能对所有的故障提供精确的定位，在主控界面上做出明确的指示。在实际的运用中我们发现，常见的故障可以分为光纤故障、过电电压故障、欠电压故障、缺相故障、过热故障、驱动故障、变压器故障、控制器故障、脱机故障等。工矿企业的技术人员需要了解高压变频器的这些常见故障发生的原因和处理方式，这里就高压变频器常见的故障及产生的原因和处理方法——进行分析。由于高压变频器的种类较多，拓扑结构各不相同，本章以国内市场主流的单元串联多电平型高压变频器为主进行分析。38.1光纤故

2、障在高压变频器中，功率单元属于高压部分，控制器属于低压部分。为了实现低压部分与高压部分完全可靠地隔离，以保证极高的安全性。同时控制器与功率单元有一定的安全距离，为保证在远距离信号传输中仍然具有很好的抗电磁干扰性能，控制器与功率单元之间采用光纤通信技术，光纤及光纤信号发送／接受接收器作为控制器与功率单元的通信介质。高压变频器出现光纤故障一般有以下几种情况：4①功率单元与控制器之间的光纤连接头脱落或者接触不良；②光纤信号发送／接收器内部堆积灰尘；③光纤折断；④光纤通信电路控制板上部分器件损坏或者受温度影响工作不稳定，如器件老化，芯片插座松动。晶振起

3、振不稳定，振幅降低等；⑤光纤电路控制电源输出不正常。5在出现光纤故障的情况，首先需要判断是功率单元侧出现故障还是控制器侧出现故障。在不能明确故障出现在哪一侧的情况下，应在高压变频器断电后，根据监按界面的故障记录用备用功率单元替换下被怀疑有故障的功率单元，然后重新给变频器通电，此时如果故障消失则可以判定属于功率单元故障，如果故障仍然存在则应是控制器有故障，此时可以考虑更换控制器中小的光纤通信板。6当然在没有备用模块的情况下又要确定是控制器还是功率单元的故障，需要慎重考虑是否对变频器重新上电。因为盲目上电可能会对变频器造成二次损坏。此时，可以根据上

4、面列举的光纤故障可能发生的原因逐一进行检查，然后再确认功率单元内部是否有打火痕迹，整流桥、SCR是否有击穿现象，电解电容是否爆裂，熔断器是否己断裂等，逐一检查未发现异常时可以考虑重新上电。同时将在控制器中光纤板上的同一相的其他任意一个功率单元对应的光纤与进行对调，再次上电时监控界面定位的光纤故障如果仍然在原位置，说明是光纤板损坏。反之，监控界面显示的光纤故障已经更换位置。则说明是功率单元故障，此时可以考虑与厂家联系更换或维修故障功率单元。78．2过电压故障高压变频器过电压故障保护是各功率单元内直流母线电压达到危险程度后采取确保护措施，在高压变频

5、器的实际运行中引超此故障的原因较多，可以采取的措施也绞多。在处理此类故障时要分析清楚故障原因，有针对性地采取相应的措施去处理。正常情况下直流母线电压为三相交流输入线电压的蜂值。以AC700V输入电压等级的功率单元为例计算，直流母线电压Ud＝1.414×700＝899V。过电压发生时，直流母线的储能电容电压将上升，当电压上升至一定的值时，(通常为正常值的10％～20％)，高压变频器过电压保护动作。因此，对于变频器来说，有一个正常的工作范围，当电压超过这个范围时很可能损坏功率单元。88.2.1过电压故障的危害高压变频器过电压主要是指其中间直流回路过

6、电压，中间直流回路过电压的主要危害表现在以下几个方面。对功率单元直流回路电解电容器的寿命有直接有影响，严重时会引起电容器爆因而高压变频器厂家将中间直流回路过电压值限定在一定范围内，一旦其电压超过限定范围，变频器将按限定要求跳闸保护。9②对功率器件如整流桥、IGBT、SCR寿命有直接影响，直流母线电压过高，功率器件的安全裕量减少。例如对于AC700V左右，输入电压等级的功率单元来说，其功率器件的额定电压一般选定在DC1700V左右，考虑器件处在开关状态时dv/dt比较大，因此在直流母线电压过高时，再叠如功率器件的额定电压而造成器件击穿损坏。③对功

7、率单元的控制板造成损坏。一般功率单元中控制板上的DC/DC变换器需从直流母线取电，DC/DC变换器的输入电压也有一定范围，直流母线电压过高，则DC/DC变换器中开关管如MOSFET也会损坏。108．2．2引起过电压故障的原因一般能引起中间直流回路真正过电压的原因主要来自以下两的个方面。1．来自电源输入侧的过电压正常情况下电网电压的波动在额定电压的-10%～+10％以内，，但是，在特殊情况下，电源电压正向波动可能过大。由于直流母线电压随着电源电压上升，所以当电压上升到保护值时。变频器会困过电压保护而跳闸。电源输入侧的过电压主要是指电源侧的冲击过电

8、压，如雷电引起的过电压、补充电容在合闸或断开时形成的过电压等。其主要特点是电压变化率du／dt和幅值都很大；当然，还有同一个电源所带的负载突然减小，引