变频器缺相故障维修检测分析

      变频器缺相故障维修是常见的故障之一,要知道变频器产品中主要有单相220V与三相380V的区分,当然输入缺相检测只存在于三相的产品中。图1所示为变频器主电路,R、S、T为三相交流输入,当其中的一相因为熔断器或断路器的故障而断开时,便认为是发生了输入缺相故障。

图1 变频器主回路

变频器缺相故障除了输入缺相外,还有一种是输出缺相,这将直接导致电机缺相运行。缺相时,电机静止时启动,电机就转不起来。若是在运行中缺相十分危险,电机电流增大1.2倍,发热严重,震动加剧,急易烧坏电机。变频器通过检测输出电流,就可以判断三相输出是否缺相。

变频器输入缺相的检测方法

当变频器不发生缺相的正常情况下工作时,Udc上的电压如图2所示,一个工频周期内将有6个波头,此时直流电压Udc将不会低于470V,实际上对于一个7.5kW的变频器而言,其C的值大小一般为900uf,当满载运行时,可以计算出周期性的电压降落大致为40V,纹波系数不会超过7.5%。而当输入缺相发生时,一个工频周期中只有2个电压波头,且整流电压最低值为零。此时在上述条件下,可以估算出电压降落大致为150V,纹波系数要达到30%左右。

图2 Udc上的电压波形

由此可以看出,在变频器输入缺相后仍在运行时,电容C将被反复大范围的充电,这种情况是不允许的,它必然将使电容器损坏,从而造成整台变频器的损坏。并且,若负载较轻,虽然不会造成电容的损坏,但是直流电压的纹波系数相比于正常时将会增大很多,而且目前变频器一般具有恒电压控制功能,这将造成开关占空比的振荡和负载电流的振荡。而负载较重时,则进一步损坏整流桥,促使变频器故障几率增大,如在送电时就发生缺相,由于单相大电流运行极易造成变频器烧毁。

检测变频器输入缺相,最简单的一种方法就是使用硬件检测,如图3所示是其中的一种方法。该电路中C0上的电压高低将反映R、S、T三相输入有无缺相,当发生缺相时,C0上的电压降低,光藕器件将不导通,A点的信号为高电平,对应缺相的发生。

图3 变频器输入缺相的硬件检测方法

当然,还可以从软件上进行输入缺相的检测,这是因为Udc在正常情况下,除直流成分外,其主要交流成分的周期为3.33ms,而在缺相的情况下,其主要交流成分的周期将变为10ms,因此通过检测Udc的交流成分的周期,就可以判断其是否缺相。

变频器缺相故障的对策

对于变频器发生缺相故障时,可以从以下几方面进行检查:首先,通过电压表或钳型表来判断变频器输入输出是否正常。主回路电气测量的说明如表1所示。

表1 主回路电气测量

(1)检查变频器的输入和输出线路是否正常。

变频器的很多故障是来自于外围线路,如断路器、接触器、电抗器、滤波器等,只有确保外围线路是正确无误的情况下,才能使变频器工作在安全可靠的电气环境中。

(2)检查变频器内部的主回路,包括整流桥、IGBT和驱动板

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