摘要：  本文以某品牌變頻器為例，簡(jiǎn)要介紹了變頻器及其電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試步驟與注意事項(xiàng)、變頻器的保養(yǎng)與維護(hù)、常見(jiàn)故障分析與處理以及主回路故障簡(jiǎn)易判斷方法。
關(guān)鍵詞： 變頻器  調(diào)試  維護(hù)
 
Abstract： To a certain brand inverter for example, gave a briefing on the frequency converter and motor system debugging steps and pay attention to issues, Drives maintenance and maintenance, failure analysis and treatment of common methods and the main circuit fault summary judgement.
Keywords： Converter  Debugging  Maintenance
1 引言
        進(jìn)入21世紀(jì)來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)變頻調(diào)速技術(shù)的不斷成熟和提高，變頻器由于調(diào)速范圍寬、精度高、穩(wěn)定性高、電機(jī)調(diào)速特性硬、節(jié)能效果顯著等特點(diǎn)，已取代了傳統(tǒng)的直流調(diào)速及液力耦合、液阻和電磁等調(diào)速成設(shè)備，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。其中變頻器的安裝、調(diào)試、維護(hù)以及故障處理問(wèn)題，困擾了許多變頻器代理商、電氣工程師、直接用戶。為了便于讀者理解和具有可操作性，結(jié)合本人的工作實(shí)踐，以某品牌變頻器為例，對(duì)變頻器及其電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、故障分析與處理、保養(yǎng)與維護(hù)等積累的經(jīng)驗(yàn)與同行分享。

2  變頻器的調(diào)試及注意事項(xiàng)
2.1調(diào)試前的注意事項(xiàng)
（1）掌握和熟悉面板操作鍵
         變頻器都有操作面板，品牌不同，功能大同小異。舉例變頻器操作面板由四位LED數(shù)碼管監(jiān)視器、發(fā)光二板管指示燈、操作按鍵組成。如圖1所示。
 

圖1  操作面板圖
        操作按鍵有：運(yùn)行鍵（RUN）、停止/復(fù)位鍵（STOP/ RESET）、編程鍵（PRG）、退出鍵（ESC）、多功能鍵/點(diǎn)動(dòng)鍵(M）、移位鍵(>>)、正反轉(zhuǎn)鍵（FWD/REV）等七個(gè)鍵，以及一個(gè)電位器旋鈕組成(注:電位器旋鈕也可以做為編程鍵使用)。在開(kāi)始調(diào)試前，現(xiàn)場(chǎng)人員首先要結(jié)合操作手冊(cè)，掌握和熟悉變頻器操作面板各功能鍵的作用。
（2）通電前檢查
變頻器調(diào)試前首先要認(rèn)真閱讀產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)，特別要看是否有新的內(nèi)容增加和注意事項(xiàng)；
① 對(duì)照技術(shù)手冊(cè)，檢查它的輸入、輸出端是否符合技術(shù)手冊(cè)要求；
② 檢查接線是否正確和緊固，絕對(duì)不能接錯(cuò)與互相接反；
③ 屏蔽線的屏蔽部分是否按照技術(shù)手冊(cè)規(guī)定的那樣正確連接；
（3）通電檢查與調(diào)試
變頻器在斷電檢查無(wú)誤的基礎(chǔ)上，確立變頻器通電檢查和調(diào)試的內(nèi)容、步驟。應(yīng)采取的基本步驟有：
① 帶電源空載測(cè)試
② 帶電機(jī)空載運(yùn)行
③ 帶負(fù)載試運(yùn)行
④ 與上位機(jī)聯(lián)機(jī)統(tǒng)調(diào)等
2.2接電源空載試運(yùn)行
         接入三相交流電源后，先按點(diǎn)動(dòng)鍵（M）試運(yùn)行，再按運(yùn)行鍵（RUN）運(yùn)行變頻器到50HZ，用萬(wàn)用表測(cè)量變頻器的三相輸出（U/T1、V/T2、W/T3），相電壓應(yīng)平衡（370V～420V）；測(cè)量直流母線電壓應(yīng)在（500V～600V）。然后按停止鍵（STOP/ RESET），待頻率降到0HZ時(shí)，再接上電機(jī)線。
2.3 帶負(fù)載試運(yùn)行
（1）設(shè)置電機(jī)的極數(shù)、額定功率、額定轉(zhuǎn)速、額定電流，要綜合考慮變頻器的工作電流；
（2）選擇參數(shù)自整定功能的執(zhí)行方式：
 ① 靜止參數(shù)自整定，在電機(jī)不能脫開(kāi)負(fù)載的情況下進(jìn)行參數(shù)自整定。
 ② 旋轉(zhuǎn)參數(shù)自整定，在電機(jī)可脫開(kāi)負(fù)載的情況下進(jìn)行參數(shù)自整定。
注：?jiǎn)?dòng)參數(shù)自整定時(shí)，請(qǐng)確保電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，自整定過(guò)程中若出現(xiàn)過(guò)流過(guò)壓故障，可適當(dāng)延長(zhǎng)加減速時(shí)間。
（3）設(shè)定變頻器的上限輸出頻率、下限輸出頻率、基頻、設(shè)置轉(zhuǎn)矩特性；
（4）將變頻器設(shè)置為自帶的鍵盤(pán)操作模式，按手動(dòng)鍵、運(yùn)行鍵、停止鍵，觀察電機(jī)是否反轉(zhuǎn)，是否能正常地啟動(dòng)、停止；
（5）熟悉變頻器發(fā)生故障時(shí)的保護(hù)代碼，觀察熱保護(hù)繼電器的出廠值，觀察過(guò)載保護(hù)的設(shè)定值，需要時(shí)可以進(jìn)行修改。
2.4系統(tǒng)調(diào)試
（1）手動(dòng)操作變頻器面板的運(yùn)行、停止鍵，觀察電機(jī)運(yùn)行、停止過(guò)程以及變頻器的顯示窗口，看是否有異?，F(xiàn)象。如果有現(xiàn)象，相應(yīng)的改變預(yù)定參數(shù)后再運(yùn)行；
（2）如果啟動(dòng)、停止電機(jī)過(guò)程中變頻器出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，應(yīng)重新設(shè)定加速、減速時(shí)間。電機(jī)在加、減速時(shí)的加速度取決于加速轉(zhuǎn)矩，而變頻器在啟、制動(dòng)過(guò)程中的頻率變化率是用戶設(shè)定的。若電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量或電機(jī)負(fù)載變化，按預(yù)先設(shè)定的頻率變化率升速或減速時(shí)，有可能出現(xiàn)加速轉(zhuǎn)矩不夠，從而造成電機(jī)失速，即電機(jī)轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào)，從而造成過(guò)電流或過(guò)電壓。因此，需要根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和負(fù)載合理設(shè)定加、減速時(shí)間，使變頻器的頻率變化率能與電機(jī)轉(zhuǎn)速變化率相協(xié)調(diào)。
        檢查此項(xiàng)設(shè)定是否合理的方法是先按經(jīng)驗(yàn)選定加、減速時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，若在啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)流，則可適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間；若在制動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)流，則適當(dāng)延長(zhǎng)減速時(shí)間。另一方面，加、減速時(shí)間不宜設(shè)定太長(zhǎng)，時(shí)間太長(zhǎng)將影響生產(chǎn)效率，特別是頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的場(chǎng)合。
（3）如果變頻器在限定的時(shí)間內(nèi)仍然保護(hù)，應(yīng)改變啟動(dòng)/停止的運(yùn)行曲線，從直線改為S形、U形線或反S形、反U形線。電機(jī)負(fù)載慣性較大時(shí)，應(yīng)該采用更長(zhǎng)的啟動(dòng)停止時(shí)間，并且根據(jù)其負(fù)載特性設(shè)置運(yùn)行曲線類型。
（4）如果變頻器仍然存在運(yùn)行故障，應(yīng)嘗試增大電流限定的保護(hù)值，但是不能取消保護(hù)，應(yīng)留有至少5%-10%的保護(hù)余量，此功能對(duì)速度或負(fù)載急劇變化的場(chǎng)合尤其適用。
（5）如果變頻器帶動(dòng)電機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中達(dá)不到預(yù)設(shè)速度，可能有兩種情況：
① 系統(tǒng)發(fā)生機(jī)電共振，可以從電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音進(jìn)行判斷。采用設(shè)置頻率跳躍值的方法，可以避開(kāi)共振點(diǎn)。一般變頻器能設(shè)定三級(jí)跳躍點(diǎn)。V/f控制的變頻器驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)時(shí)，在某些頻率段，電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，甚至在加速過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)使得電機(jī)不能正常啟動(dòng)，在電機(jī)輕載或轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小時(shí)更為嚴(yán)重。普通變頻器均備有頻率跨跳功能，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點(diǎn)，在V/f曲線上設(shè)置跨跳點(diǎn)及跨跳寬度。當(dāng)電機(jī)加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。
② 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出能力不夠，不同品牌的變頻器出廠參數(shù)設(shè)置不同，在相同的條件下，帶載能力不同，也可能因變頻器控制方法不同，造成電機(jī)的帶載能力不同；或因系統(tǒng)的輸出效率不同，造成帶載能力會(huì)有所差異。對(duì)于這種情況，可以增大轉(zhuǎn)矩提升值。如果達(dá)不到，可用手動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升功能，不要設(shè)定過(guò)大，電機(jī)這時(shí)的溫升會(huì)增加。如果仍然不行，應(yīng)改用新的控制方法，比如采用V/f比值恒定的方法，啟動(dòng)達(dá)不到要求時(shí)，改用無(wú)速度傳感器矢量控制方法，它具有更大的轉(zhuǎn)矩輸出能力。對(duì)于風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載，應(yīng)減少轉(zhuǎn)矩的曲線值。
2．5變頻器與上位機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試
在自動(dòng)化系統(tǒng)中，變頻器與上位機(jī)串行通訊的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，通過(guò)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的連接，可以實(shí)現(xiàn)：
① 變頻器控制參數(shù)的調(diào)整。
② 變頻器的控制及監(jiān)控。
③ 變頻器的故障管理及其故障后重新起動(dòng)。
因而，許多用戶在選擇變頻器時(shí)，對(duì)變頻器的通訊功能提出了更多嚴(yán)格的要求，需要變頻器與上位機(jī)控制系統(tǒng)、PLC控制器、文本顯示器人機(jī)界面和觸摸屏人機(jī)界面等設(shè)備實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)交換，以保證控制系統(tǒng)功能的完整。注意事項(xiàng)如下：
（1）在手動(dòng)的基本設(shè)定完成后，如果系統(tǒng)中有上位機(jī)，將變頻器的控制線直接與上位機(jī)控制線相連，要考慮并將變頻器的操作模式改為上位機(jī)運(yùn)行命令給定。根據(jù)上位機(jī)系統(tǒng)的需要，調(diào)定變頻器接收頻率信號(hào)端子的量程0-5V或0-10V，以及變頻器對(duì)模擬頻率信號(hào)采樣的響應(yīng)速度。如果需要另外的監(jiān)視表頭，應(yīng)選擇模擬輸出的監(jiān)視量，并調(diào)整變頻器輸出監(jiān)視量端子的量程。
（2）變頻器與上位機(jī)聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)可能會(huì)遇到如下問(wèn)題：
①上位機(jī)給出控制信號(hào)后，變頻器不執(zhí)行或不接收指令；
②上位機(jī)給出控制信號(hào)后，變頻器能執(zhí)行指令但有誤差或不精確。
原因：有的上位機(jī)（如PLC）一般輸出的是24V的直流信號(hào)，而變頻器的主控板端子只接收無(wú)源信號(hào)，如果直接從PLC端子放線到變頻器的主控板端子，變頻器是不會(huì)有動(dòng)作的，這時(shí)應(yīng)考慮外加24V直流繼電器，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)到變頻器的主控板端子，同時(shí)也能提高抗干擾能力。同時(shí)檢查變頻器的支持協(xié)議與接口方式是否正確。
        以上是變頻器-交流電動(dòng)機(jī)V/F控制模式的基本調(diào)試過(guò)程。系統(tǒng)能否安全可靠運(yùn)行，變頻器及帶載的整個(gè)安裝調(diào)試過(guò)程十分重要。這里要特別提醒的是，首先要認(rèn)真閱讀產(chǎn)品技術(shù)