現代社會，各行業都提倡節能，因變頻器和交流電機組成的交流調速系統具有的優良的調速性能，可以大大降低能源的消耗。因此，變頻器的安全運行就成為了很關鍵的環節，掌握一些變頻器故障產生原因以及排除故障方面的知識，能夠第一時間察覺到變頻器的運行狀況，是非常必要的。

1 、引言

因變頻器和交流電機組成的交流調速系統具有的優良的調速性能，在其應用范圍不斷擴展的同時，也會使我們在工作中遇到各種原因造成的故障，導致生產停工，直接造成單位損失，因此，我們要不斷地通過積累經驗來提高處理變頻器故障的能力，提高設備利用率，從而提高生產效率[1-2]。本文就我在公司2800mm熱軋生產線設備調試及運行一年過程中遇到和學習到的幾種常見變頻器過壓 欠壓 過熱 過流故障進行簡單歸納與分析。

2、變頻器過電壓（OU）故障原因分析及對策

2.1 過電壓的危害

變頻器過電壓主要是指其中間直流回路過電壓，中間直流回路過電壓主要危害在于：

(1) 引起電動機磁路飽和。對于電動機來說，電壓主過高必然使電機鐵芯磁通增加，可能導致磁路飽和，勵磁電流過大，從面引起電機溫升過高；

(2) 損害電動機絕緣。中間直流回路電壓升高后，變頻器輸出電壓的脈沖幅度過大，對電機絕緣壽命有很大的影響；

(3) 對中間直流回路濾波電容器壽命有直接影響，嚴重時會引起電容器爆裂。因而變頻器廠家一般將中間直流回路過電壓值限定在DC800V左右，一旦其電壓超過限定值，變頻器將按限定要求跳閘保護[3]。

2.2 過電壓的原因

一般能引起中間直流回路過電壓的原因主要來自以下兩個方面：

(1) 來自電源輸入側的過電壓　　

正常情況下的電源電壓為380V，允許誤差為-5%～+10%，經三相橋式全波整流后中間直流的峰值為591V，一般電源電壓不會使變頻器因過電壓跳閘。電源輸入側的過電壓主要是指電源側的沖擊過電壓，如雷電引起的過電壓、補償電容在合閘或斷開時形成的過電壓等，主要特點是電壓變化率dv/dt和幅值都很大。

(2) 制動或減速時間過短或制動電阻損壞。

當變頻器拖動大慣性負載時，其減速時間設定的比較小，在減速過程中，變頻器輸出頻率下降的速度比較快，而負載慣性比較大，靠本身阻力減速比較慢，使負載拖動電動機的轉速比變頻器輸出的頻率所對應的轉速還要高，電動機處于發電狀態，從負載側向變頻器中間直流回路回饋能量，短時間內能量的集中回饋，可能會中間直流回路及其能量處理單元的承受能力引發過電壓故障。若變頻器沒有能量處理單元或其作用有限，因而導致變頻器中間直流回路電壓升高，超出保護值，就會出現過電壓跳閘故障。

實例：我廠在現場調試過程中有一組輥道電機的變頻器出現速度反饋值大于速度設定值，經仔細觀察發現：

a) 在軋鋼過程中不存在這種情況，當鋼離開輥道后，才出現這種情況；

 b) 當速度反饋值大于速度設定值時，直流回路電壓為額定電壓的125%，超過115%的極限設定值；

 c) 變頻器的進線電壓已超過上限；

在軋鋼過程中，該變頻器控制的輥道電機將升速，當鋼離開輥道后輥道電機速度降至原來的速度，若這臺變頻器未裝設制動裝置，因進線電壓過高，直流回路電壓超過了設定的極限值，變頻器報過壓故障。

2.3 過電壓的處理對策

(1) 在電源輸入側增加吸收裝置，減少過電壓因素

對于電源輸入側有沖擊過電壓、雷電引起的過電壓、補償電容在合閘或斷開時形成的過電壓可能發生的情況下，可以采用在輸入側并聯浪涌吸收裝置或串聯電抗器等方法加以解決。關于這一點，我廠設備在設計時就考慮到在輸入側裝有進線電抗器，增強變頻器抗電壓變化的能力。

(2) 在輸入側增加逆變電路的方法

處理變頻器中間直流回路能量好的方法就是在輸入側增加逆變電路，可以將多余的能量回饋給電網。關于這一點，我廠在設備設備選型時就考慮帶有回饋裝置。

(3) 從變頻器已設定的參數中尋找解決辦法

在滿足控制要求的條件下，適當增加或延長制動時間或減速時間（尤其針對大慣性負載的停機需考慮）。 

在工藝流程中如不限定負載減速時間時，變頻器減速時間參數的設定不要太短，而使得負載動能釋放的太快，該參數的設定要以不引起中間回路過電壓為限，特別要注意負載慣性較大時該參數的設定。如果工藝流程對負載減速時間有限制，而在限定時間內變頻器出現過電壓跳閘現象，就要設定變頻器失速自整定功能。

3、變頻器欠電壓(Uu)故障原因分析及對策

3.1 電源缺相

      原因：當變頻器電源缺相后，三相整流變成二相整流，在帶上負載后，致使整流后的DC電壓偏低，造成欠壓故障[4]。

對策：檢查變頻器電源的空開或接觸器觸點是否接觸良好，觸點電阻是否太大，輸入電壓是否正常等。

3.2 同時工作或同時起動的變頻器過多

原因：當多臺變頻器同時起動或工作時，會造成電網電壓出現短暫的下降，當電壓下降持續時間超過變頻器允許的時間（一般變頻器都有一個允許壓降的最短時間）時，就會造成變頻器的欠壓故障[5]。

對策：盡量減少同時起動或工作的變頻器的臺數，變頻器輸入側加裝AC電抗器，實在不行就增加供電變壓器的容量。

4、變頻器過熱(OH)故障原因分析及對策

4.1周圍環境溫度過高

原因：變頻器內部是由無數個電子器件構成的，其工作時會產生大量的熱量，尤其是IGBT工作在高頻狀態下，產生的熱量會更多。如果環境溫度過高，也會導致變頻器內部元器件溫度過高，為保護變頻器內部電路，此時變頻器會報溫度高故障并停機。

對策：降低變頻器所在場所的溫度，如可以加裝空調或風扇等強制制冷措施。 

4.2 變頻器通風不良

原因：如變頻器本身的風道堵塞或控制柜的風道被阻塞時，會影響變頻器內部的散熱，導致變頻器過熱報警。

對策：定期檢修變頻器，清除其風道的垃圾，順暢風道。 

4.3 風扇卡阻或損壞

原因：變頻器風扇壞時，大量的熱量積聚在變頻器內部散不出去。 

 對策：更換風扇。

4.4 負載過重

原因：當變頻器所帶負載過重（小馬拉大車）時，會產生過大的電流，產生大量的熱量，有時變頻器也會過熱報警。

對策：減小負載或增加變頻器的容量（一般設備選型時都會考慮變頻器容量為負載功率的1.8倍）。

5、變頻器過流(OC)故障原因分析及對策

5.1變頻器過電流的現象

(1) 重新啟動時，一升速就跳閘，這是過電流十分嚴重的現象。主要原因有：負載短路，機械部位有卡住；逆變模塊損壞；電動機的轉矩過小等現象引起。

(2) 上電就跳，這種現象一般不能復位，主要原因有：模塊壞、驅動電路壞、電流檢測電路壞。

(3) 重新啟動時并不立即跳閘而是在加速時，主要原因有:加速時間設置太短、電流上限設置太小、轉矩補償(V/F)設定較高。

5.2變頻器過電流的原因及處理對策

(1) 變頻器輸出短路

原因：常常是由于負載短路而引起的，最常見的就是電機短路（電機振動引起接線松動短接而造成短路）。

對策：我們在平時生產期間，現場都設有機械、電氣巡檢人員，定期檢修期間，對各機械、電氣設備進行清掃和緊固螺絲。

 (2) 機械部位有卡住或軋鋼現場時常會出現“卡鋼"現象。此時負載突然增大時，電流也會隨之增大，當電流超過變頻器設定的過電流值時，為保護變頻器內部器件，會報“過電流"故障跳閘。

常見原因：傳動裝置損壞；工藝設定不合理板坯過寬，板型不好。

對策：經常巡檢機械裝置，改善工藝，提高操作工操作水平。

(3) 傳動機構的機械慣性過大，電機的容量相對偏小

 原因：當傳動機械慣性大時，電機容量又偏小，會（尤其在剛開始啟動時）出現“小馬拉大車"的現象，造成電機電流偏大，導致變頻器過流跳閘。

對策：對于大慣性負載，在保證電機和負載匹配的前提下，可適當提高變頻器低速啟動時的電壓提升，延長變頻器的加速時間等方法來防止變頻器過流故障的發生。 

(4) 變頻器啟動加速時間設定太短；V/F特性電壓提升設定太大。

原因：變頻器啟動加速時間設定太短變頻器輸出頻率的變化遠遠超過電機轉速的變化（失速）；V/F電壓提升太大，變頻器輸出頻率已經比較高了，而電機轉速還比較低（即電機轉速的變化滯后于變頻器頻率的變化），也會造成失速故障。這種“失速"就會導致變頻器過流故障。   對策：延長變頻器的加速時間設定；另外，低速電壓提升要也要在實際中反復實驗，不要設置太大，否則會導致變頻器一起動就發生過流故障。 

在變頻器的常見故障中，由其外圍電路引起的故障所占比例較大，在日常維護時，應注意檢查電網電壓，改善變頻器、電機及線路的周邊環境，定期清除變頻器內部灰塵，通過加強設備管理最大限度地降低變頻器的故障率。