300F型变频器常见故障分析与维修

徐红强

（四川红华实业有限公司，四川乐山 614200）

0 引言

伴随工业自动化水平的不断提高和电力电子元器件不断更新换代，同时各类集成电路和微机技术的深入应用，变频器技术已日趋完善和成熟[1]。变频器以调速范围大、响应快、精度高、保护功能完善和操作简单等优点，已在冶金、石化、电力、核电等重要行业得到广泛应用[2-3]。

受变频器安装质量、所处工作环境以及当地电网等因素的影响，变频器在使用过程中会出现一些故障，如运行不稳定、过电压、过电流、过热及异常报警等；同时变频器使用6年后，电器也会出现老化现象，导致如电子元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作等，严重影响其正常运行。

某厂房内设置有100 多台300F 变频器，在设备长期运行中，出现过许多不同类型故障，本文主要讨论300F型变频器的3 类常见故障和解决方案。

1 300F型变频器运行模式与组成

300F型变频器采用的是交—直—交的变频模式，如图1 所示。

图1 交—直—交变频运行原理

300F型变频器由功率柜和负荷柜组成。功率柜主要由监控单元和功率单元组成，监控单元是完成变频电源启动、停机、故障检测、模拟量采集处理和显示、及给定等功能。负荷柜由工作回路、备用回路、检修回路、冲击车回路和补偿回路组成，如图2所示。

图2 300F型变频器组成框图

2 300F型变频器故障分析与维修

2.1 变频器连接部位发热故障

变频器在投入使用前两年频繁出现连接部位发热现象，经过多次检排查，发现频发故障的原因主要有两方面：一是变频器运输过程中，内部部分连接螺丝松动，到厂后对变频器内部没有进行全面检查，造成局部接触电阻增大；二是设备安装期间，由于工程量大、工期紧张，安装人员交叉作业较多，而且该变频器为大功率设备，各种进出线母排、通信连接线、控制连接线多达几百根，安装完成后全面检查未到位，造成电气连接线固定不牢。

分析故障原因后，针对变频器连接部位发热故障提出了分台分批次专项小修计划，对所有连接部位进行紧固。紧固后，在变频器运行中利用红外测温仪对所有变频器连接部位进行测温，记录温度参数，如出现温度异常的变频器，在不影响生产的情况下再次对连接部位进行排查。目前300F型变频器已经投用6 年，连接部位发热故障得到有效控制。

2.2 变频器液晶屏显示状态不正确故障

300F型变频器就地设置有触摸功能的液晶屏，该液晶屏用于各刀闸、断路器状态显示，运行参数的显示与设置，保护参数的设置。工作人员可以现场在液晶屏上看到变频器的运行参数、运行状态。在实际运行过程中多次发生刀闸、断路器状态显示不正确的情况，如工作人员断开刀闸时，液晶屏显示刀闸合闸，导致使工作人员无法确定刀闸准确状态，无法继续操作。

联合厂家共同分析后，发现造成变频器液晶屏显示刀闸、断路器状态不正确故障的原因，主要是传输信号的微动开关开合不到位造成。主要由于变频器功率大，采用的刀闸要满足额定的大电流，选用的刀闸为内置弹簧刀闸，弹簧动作下刀闸断合时振动较大，导致固定在刀闸框架上的微动开关固定螺丝松动，使得微动开关在刀闸断合时无法准确发出合断信号。

分析出原因后，使用AB 胶对微动开关的固定螺丝进行加固，使螺丝不容易发生松动；在微动开关前后固定挡板，夹住微动开关使之无法移动。采用这种方法维修后，经过长时间观察，设备运行正常，设备操作状态显示正确。

2.3 冷却水流量异常故障分析与维修

300F型变频器功率大，核心部件IGBT（大功率晶体管模块）发热量巨大，该变频器采用的是主动水冷却方式。300F型变频器有IGBT 温度保护，温度到达50 C°时会过热保护停机；同时当冷却水流量变小，发出流量异常报警信息，如冷却水流量没有恢复正常流量超过120 s，变频器会自动停机保护。

变频器所在地气候湿润，夏季多雷雨，当地电网波动很大；同时变频器所带负载为单位重要设备，对变频器的保护设定多，尤其是对电压要求比较高，如外电网发生波动时电压值上下波动过大，使得电压保护动作，变频器停机，同时供给变频器冷却水的水泵也会因电网波动停机。水流量异常报警故障对变频器供电质量影响很大，变频器所带负荷为高频电机，来回停机启动降低负荷高频电机转速影响企业生产安全，同时变频器自动多次启停对变频器自身冲击很大，减短了变频器运行寿命。

以往的处理方法是倒换故障变频器负荷，停机后检查变频器冷却水流量开关，这个方法比较简单方便；然而在公司主工艺生产线满载荷运行时，采用倒换故障变频器负荷方法，须与主工艺生产人员协调，用时很长，如多台变频器出现水流量异常报警时，操作过程麻烦耗时，如遇特殊情况，故障变频器来回启停10多次，变频器带载启动电流很大，对变频器冲击很大。

经过多次处理水流量异常故障，发现故障变频器的水流量开关内部活动触点不灵活，如当水流量恢复正常压力时没有正确复位，造成假故障发出水流量异常信号。后经多次试验表明：在这种故障情况下，不用停机倒换负荷，只要检查前端进水压力是否正常，直接调节水流量开关，同时轻敲水流量开关外壳振动活动触点，使其触点复位，变频器自检后自动消除报警，恢复正常。

这种处理方法有两个注意事项：一是变频器水流量开关在柜子后面，开柜门后里面有无绝缘带电母排，且水流量开关安装位置十分狭小，操作时一定注意安全距离，必须一人操作一人监护；二是轻敲水流量开关外壳时一定要注意力度，防止损坏水流量开关。

3 结语

本文主要介绍了300F型变频器结构组成，结合实际分析3类易出现故障的成因，并提出解决方案。目前公司100 多台300F型变频器经投入使用6 年，运行时易出现的3 类故障得到有效控制，确保了主工艺安全稳定生产，对今后300F 变频器设备状态检修及运行管理工作有良好的借鉴意义。