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機電理論知識大全范文1
【關鍵詞】電機拖動；變頻調速系統；常見故障；排除措施
電機是一種實現電能量轉換的電磁裝置，包括電動機和發電機。電機拖動是指由原動機帶動生產機械運動，以電動機作為原動機并且按照人們通常給定的規律帶動生產機械的運轉，就稱為電機拖動。電機拖動系統是用電動機來拖動機械運行的系統。
隨著計算機和電子技術的發展，PLC、變頻器等自動化產品在電機拖動領域得到了廣泛應用。電機拖動中采用PLC-變頻器調速在近幾年得到了推廣和普及。隨著變頻器使用的普及，在日常工作中會經常遇到變頻器報警跳閘等故障情況，為了更好地使用變頻器，減少設備停機時間，本文總結了一些變頻器常見故障及排除措施。
1.變頻調速系統的優點
調速范圍寬，可實現有精確控制；軟啟動、軟停止的功能降低了機械傳動沖擊；組件高度集成以及采用可靠性高的低壓電器，有效解降低設備故障率，而且容易維護。提高了系統的功率因數和工作效率而且有明顯的節能效果。
2.變頻器對工作環境的要求
變頻器的工作電源電壓應相對穩定，環境溫度為-10℃～45℃，濕度應在95%RH以下、無腐蝕性氣體和導電塵埃等清潔干凈的場所。當變頻器在電源電壓波動幅度大和潮濕高溫多塵的惡劣環境下工作時，容易出現過壓、欠壓、過流、短路等故障。
3.常見故障及排除措施
3.1過電流、過載
一般是由于變頻器的輸出電流超過過電流檢測值（約為額定電流的200%）、變頻器的輸出電流超過電機或變頻器的額定負載能力（約為額定值的160%）。應檢查輸入三相電源是否出現缺相或不平衡、電機接線端子（U、V、W）電路之間有無相間短路或對地短路；檢查電機和編碼器電纜及相序是否正確；檢查電機功率是否匹配、在電機電纜上是否含有功率因數校正電容或浪涌吸收裝置、變頻器輸出側安裝的電磁開關是否誤動作；檢查變頻器的加速時間以及變頻器的參數設定是否正確。
3.2過電壓
一般是由于變頻器的中間電路直流電壓高于過電壓的極限值。應檢查電源電壓是否在規定范圍內、變頻器的減速時間是否設置過短，如過短，延長減速時間；是否正確使用制動單元、降低負載慣量或放大變頻器容量。
3.3欠電壓
一般是由于變頻器的中間電路直流電壓低于欠電壓的極限值。檢查電源電壓是否在規定范圍內、電源是否存在停電、瞬間停電、主電路器件故障、接觸不良等情況、供電變壓器容量是否合適、系統中是否存在大啟動電流的負載。
3.4接地故障
一般是由于變頻器輸出側的接地電流，超出變頻器的整定值。檢查電機和電機電纜的對地絕緣是否正常。
3.5輸入電源缺相
一般是由于變頻器直流環節電壓波動太大輸入電源缺相。檢查變頻器的供電電壓是否缺相、輸入三相電源電壓不平衡度是否超過4%、負載波動是否過大、變頻器的三相輸入電流是否平衡。
3.6輸出缺相
一般是由于變頻器檢測輸出某相無輸出電流，而另兩相有電流。檢查電機、變頻器和電機之間的接線；檢查變頻器三相輸出電壓是否平衡。
3.7過熱故障
一般是由于變頻器的散熱器溫度，超出變頻器的整定值。檢查環境溫度是否超過標準；檢查變頻器的散熱風機工作是否正常，散熱風道有無堵塞；檢查變頻器散熱器的溫度顯示值。
3.8整流模塊損壞
一般是由于電網電壓或內部短路引起的，在排除內部短路情況下，更換整流橋。在現場處理故障時，應重點檢查用戶電網情況，如電網電壓，有無電焊機等對電網有影響的設備等。
3.9逆變模塊損壞
一般是由于電纜或電機損壞及驅動電路故障引起。在修復驅動電路之后，測驅動波形良好狀態下，更換模塊。在現場服務中更換驅動板之后，還必須注意檢查馬達及連接電纜。在確定無任何故障下，運行變頻器。
3.10上電無顯示
一般是由于開關電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無直流電引起，如啟動電阻損壞，也有可能是面板損壞。
4.日常維護檢查應注意事項
變頻器上電之前應先檢測周圍環境的溫度及濕度，溫度過高會導致變頻器過熱報警，嚴重時會直接導致電路短路、變頻器功率器件損壞；空氣濕度過大會導致變頻器內部直接短路。在變頻器運行時要注意其冷卻系統工作是否正常：風道排風是否流暢，風機是否有異常噪音。IP20以上的變頻器可直接敞開安裝，IP20以下的變頻器一般應采用柜式安裝，變頻柜散熱效果好壞將直接影響變頻器的正常運行。保護柜盡可能安裝在周圍溫度不易上升的地方；保護柜應通風、防塵、防雨性能良好；頻器在柜內應該縱向安裝，而且上下、左右方向應留有足夠的空間，方便變頻器通風散熱；柜內應安裝溫濕度傳感器、散熱風扇、加熱除濕裝置；經常檢查進風口是否有灰塵及阻塞物， 變頻器的排風系統如風扇旋轉是否流暢都是我們日常檢查不可忽略的地方。電動機變壓器、電抗器等是否過熱以及有異味；變頻器和馬達是否有異常響聲；變頻器面板電流顯示是否偏大或電流變化幅度太大，輸出UVW三相電壓與電流是否平衡等。
變頻器由多種部件組成，有些部件在長期工作后其性能會逐漸降低、老化，這也是變頻器發生故障的主要原因，為了保證設備長期的正常運轉，冷卻風扇以及濾波電容應定期進行更換。
4.1冷卻風扇的更換
變頻器的功率模塊是發熱最嚴重的器件，其連續工作所產生的熱量必須要及時排出，一般風扇的壽命大約為10kh～40kh。按變頻器連續運行折算為2～3年就要更換一次風扇，直接冷卻風扇有二線和三線之分，二線風扇其中一線為正極，另一線為負線，更換時應注意不要接錯；三線風扇除了正、負極外還有一根檢測線，安裝錯誤的話會引起變頻器過熱報警。
4.2濾波電容的更換
中間直流回路濾波電容：又稱電解電容，其主要作用就是平滑直流電壓，吸收直流中的低頻諧波，它的連續工作產生的熱量加上變頻器本身產生的熱量都會加快其電解液的干涸，直接影響其容量的大小。正常情況下電容的使用壽命為5年。建議每年定期檢查電容容量一次，一般其容量減少20%以上應更換。
5.定期保養應注意事項
應至少一年進行一次定期檢查。檢查螺絲釘、螺栓和即插件等是否松動。定期清掃空氣過濾器冷卻風道及內部灰塵。相間電阻以及輸入輸出電抗器的對地是否有短路現象，必要時應用絕緣電阻測試儀進行測量，正常應大于幾十兆歐。在條件允許的情況下，要用示波器測量開關電源輸出各電路電壓的平穩性，如：5V、12V、15V、24V等電壓。U、V、W相間波形是否為正弦波。導體和絕緣體是否有腐蝕現象，如果有的話要及時用酒精擦拭干凈。測量驅動器電路各路波形的方法是否有畸變。接觸器的觸點是否有打火痕跡，嚴重的要更換同型號或大于原容量的新品。確認保護顯示回路無異常；確認控制電壓的正確性，進行順序保護動作試驗；確認變頻器在單獨運行時輸出電壓的平衡度。
6.結束語
在電機拖動中選擇適合的變頻器，合理運用變頻調速技術總結并且對容易出現問題的地方定期進行維修和保養工作，及時更換易損件可以保證變頻器正常運行減少故障。 [科]
【參考文獻】
[1]SIEMENS（西門子）MicroMaster 440標準變頻器使用大全，2002.
[2]何超.交流變頻調速技術 北京航空航天大學出版社，2006.8.
