高壓變頻器維修技術(shù)分析案例
隨著變頻調(diào)速技術(shù)的深入研究,高壓變頻器作為電機(jī)節(jié)能和調(diào)速裝置被廣泛應(yīng)用于冶金、電力、供水、石油、化工、煤炭等領(lǐng)域,并取得企業(yè)界的高度認(rèn)可。高壓變頻器的研發(fā)有著共同的特征,主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用高-低-高型、低-高型、還有高-高型3種,輸入側(cè)采用中性點(diǎn)不接地的多副邊移相變壓器,通常為18副邊輸出,36路脈沖整流,按照電流源型和電壓源型進(jìn)行分類,中間引入直流電感或電容濾波環(huán)節(jié),功率單元模塊為4個(gè)一組,分別輸出波形的正負(fù)兩個(gè)周期。觸發(fā)采用高速PWM系統(tǒng)控制技術(shù),與普通PWM不同的是施加在電機(jī)端子上的電壓是由較小幅度的電壓疊加而成,這樣得到兩個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn),電機(jī)的絕緣保護(hù)和電機(jī)電流質(zhì)量的明顯提高。串聯(lián)波形疊加輸出,采用中性點(diǎn)漂移技術(shù),故障時(shí)可切換到旁路控制使用技術(shù),維護(hù)全系統(tǒng)持續(xù)輸出。 故障排除和檢修案例分析: 1、接地故障Input Ground & Output Ground: 故障原因:輸入側(cè)三相有故障現(xiàn)象,輸出線路故障,系統(tǒng)控制模式異常。 措施:用多通道數(shù)字示波器分別測(cè)量接口板上的檢查點(diǎn)是否平衡,正常時(shí)應(yīng)有三路3.8~4.2V電壓輸入。斷開變頻器輸出電纜,測(cè)量輸出系統(tǒng)接口板上的電壓應(yīng)平衡,用兆歐表測(cè)量電纜絕緣,切勿將表直接測(cè)量變頻器的輸出而燒壞儀表,同時(shí)檢查輸出側(cè)電纜是否有劃痕。 2、負(fù)載運(yùn)行中報(bào)過壓 Over Voltage,電流升不上去: 故障原因:系統(tǒng)過壓,輸出感抗過大。 措施:減小系統(tǒng)輸入磁通給定值,將100%磁通降到90%左右,將磁通比例降低。電機(jī)限幅菜單應(yīng)為90%是否有改動(dòng),電機(jī)跳閘電壓設(shè)定不當(dāng)。計(jì)算選擇合適感抗值可以電流達(dá)到額定值,并可以提高系統(tǒng)的功率因數(shù),降低諧波產(chǎn)生。 3、電機(jī)過載故障Motor Overload: 故障原因:電機(jī)運(yùn)行環(huán)境通風(fēng)差,功率模塊異常保護(hù),電機(jī)過載超出設(shè)定時(shí)間。 措施:選擇合適的電機(jī)負(fù)載,同時(shí)加強(qiáng)通風(fēng),使變頻器的內(nèi)部溫度符合使用溫度。保證電機(jī)溫度不超過允許保護(hù)溫度,功率模塊保護(hù)元件性能失效,臨界點(diǎn)保護(hù)誤動(dòng)作。 4、轉(zhuǎn)矩限幅 In Torque limit: 原因:系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩給定超過輸出轉(zhuǎn)矩,輸出電能超過系統(tǒng)最大功率。轉(zhuǎn)矩限幅的速度反饋時(shí)間超過1分鐘。 措施:修改系統(tǒng)程序,減小負(fù)載轉(zhuǎn)矩給定不超過系統(tǒng)最大輸出功率,減少系統(tǒng)諧波干擾。 5、開關(guān)電源故障 Switch Power Supply: 原因:供電輸出異常,±12V輸出穩(wěn)壓管擊穿。開關(guān)振蕩電路異常。 措施:檢查電源輸出5V到主控板的電壓,查看輸出電容是否短路,風(fēng)扇內(nèi)部有無短路或卡死,開關(guān)輸出整流二極管有無擊穿現(xiàn)象,穩(wěn)壓電阻是否開路。更換開關(guān)振蕩芯片,電路板有無燒壞斷線現(xiàn)象,電路板和外殼的絕緣隔離是否有小孔擊穿現(xiàn)象。系統(tǒng)故障檢測(cè)線路有無開路。 6、IGBT故障 IGBT OOS: 原因:模塊和驅(qū)動(dòng)電路故障。 措施:測(cè)量IGBTQ1~Q4 集射之間有無短路,4路驅(qū)動(dòng)光耦輸出封鎖電壓應(yīng)平衡,用示波器檢查CMOS門極驅(qū)動(dòng)板波形。穩(wěn)壓鉗位電路是否正常。 7、電容分壓故障 Cap Share: 原因:電容故障。 措施:查看電容兩端電壓一般450V的電容電壓要保持再425V以上,電容方向是否裝反,容量是否降低,濾波上下兩個(gè)電容電壓應(yīng)相同,如有上述情況,應(yīng)測(cè)量容量或更換電容,強(qiáng)制運(yùn)行會(huì)致使電容炸毀,功率模塊對(duì)地電位增加或降低,引起模塊上電時(shí)拉弧,輸出異常,損害模塊。 8、變頻器損耗過大 Excessive Drive losses: 原因:變頻器功耗過大,功率模塊運(yùn)行異常,輸入、輸出電壓電流檢測(cè)比值誤差過高。 措施:斷開高壓開關(guān),放電掛接地線后等待功率單元放電時(shí)間5分鐘后,檢查輸入CT和衰減電阻,發(fā)現(xiàn)CT接線錯(cuò)誤或比值誤差過高應(yīng)更換CT,通常在25%的運(yùn)行負(fù)載下的系統(tǒng)效率應(yīng)在95%以上。 9、單元旁路應(yīng)答故障 Cell Bypass Acknowledge 原因:旁路主控CPU向旁路單元發(fā)命令時(shí),旁路單元不執(zhí)行命令。 措施:檢查旁路輸出IC光耦比較器輸出信號(hào)是否正常,測(cè)量比較器輸出電壓信號(hào)。如異應(yīng)更換比較器和光耦。旁路雙絞線插頭插接是否斷線,絕緣是否良好,電源直流系統(tǒng)輸出整流器有無燒壞,參數(shù)旁路使能功能應(yīng)打開,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制模式。 案例分析: 一臺(tái)中壓6600V /2500KVA的在客戶現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)升不到滿載額定電流控制,系統(tǒng)電壓正常,只要在80%的電流運(yùn)行下系統(tǒng)就報(bào)過流故障,現(xiàn)場(chǎng)工程師分別將OC參數(shù)加大,然后更換系統(tǒng)檢測(cè)板和輸入輸出CT霍爾CT以及檢測(cè)電阻,都無濟(jì)于事,造成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備停機(jī)。 原因分析:系統(tǒng)過流應(yīng)在額定電流的150%下運(yùn)行1分鐘,而現(xiàn)在變頻器沒有到額定負(fù)載輸出的情況下上升后就突然過流,不能正常運(yùn)行。理論上系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)缺相過流報(bào)警跳閘情況時(shí)系統(tǒng)就無法再次啟動(dòng)運(yùn)行,目前情況相反。現(xiàn)場(chǎng)工程師將與之相關(guān)的元器件更換后無法將問題消除。 措施:綜上所述,電流升不上去所引起的過流故障,更換檢測(cè)元件后不能解決問題,經(jīng)深度檢查后發(fā)現(xiàn)變壓器的噪音有些大,已超過85 分貝以上,系統(tǒng)的溫度也持高不下,停機(jī)后再次測(cè)量發(fā)現(xiàn)變壓器穿心螺桿到地的絕緣電阻超過行業(yè)規(guī)定的歐姆值,變壓器下方對(duì)外殼間的絕緣板被壓壞,變壓器對(duì)地共模電壓增大,產(chǎn)生渦流,致使變壓器內(nèi)部的損耗過大,發(fā)熱嚴(yán)重,更換變壓器對(duì)地的絕緣板,將變壓器內(nèi)部發(fā)熱的風(fēng)道重新改善加強(qiáng),送電系統(tǒng)運(yùn)行正常。
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