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变频器的电动机运行不正常故障原因及处理方法

提示:

电动机运行不正常故障主要与接线不正确、参数设定不正确、变频器容量太小、负载太大、变频器或电动机本身故障等原因有关。首先应区别是新装机还是维护后发生,是由负载原因还是由变频器的原因引起的。对于维护后出现电动机运行不正常的故障,只要再重复维护时的检查路径,检查一下连接线是否有松动或没有连接等,一般即可

    电动机运行不正常故障主要与接线不正确、参数设定不正确、变频器容量太小、负载太大、变频器或电动机本身故障等原因有关。首先应区别是新装机还是维护后发生,是由负载原因还是由变频器的原因引起的。对于维护后出现电动机运行不正常的故障,只要再重复维护时的检查路径,检查一下连接线是否有松动或没有连接等,一般即可恢复正常工作。如果是新装机,最简便、快捷的办法是检查是否有参数设定错误,恢复出厂值,在手动方式下启动,这样可以排除是否是变频器本身的故障,还是电动机本身的问题以及参数设定错误,这样区分后就能缩小查找故障的范围,以便于快速排除故障。具体方法如下:在从外观上看不出明显的故障痕迹的前提下,在手动方式下启动变频器控制系统,如果调速正常,则可断定为参数设定错误所至,重新设定参数即可,在参数设定时除了公用的特性参数外,对于其他的功能参数的设定,最好是一项一项地设定并试运行,直至所需的功能参数全部正常为止,这样在每一步操作中都可以及时发现错误、纠正错误;如果调速不正常,可以先将变频器连接到电动机的电缆拆下,分别试验变频器和电动机,以区分故障是发生在变频器还是电动机。如果变频器还连接有外部控制信号电路,最好也断开,这样可用手动方式试验变频器,如果正常,说明变频器没有问题或没有损坏,但还要进一步检查设定值是否有变化,最好重新设定一遍。另外,电动机运行不正常故障还有振动和噪声问题,振动通常是由于电动机的脉动转矩及机械系统的共振引起的,特别是当脉动转矩与机械共振点恰好一致时更为严重。噪声通常分为变频器噪声和电动机噪声,对于电动机噪声,不同的安装场所应采取不同的处理措施,变频器在调试过程中,在保证控制精度的前提下,应尽量减小脉冲转矩成分,并应注意确认机械共振点,利用变频器的频率屏蔽功能,使这些共振点排除在运行范围之外。如果是电动机故障,按下列步骤顺序检查。
    (1)电动机不能启动
    电动机不能启动应检查以下几项。
    ①主回路检查。电源电压检测,充电指示灯是否亮,LCD是否显示报警画面,电动机与变频器之间的连接是否正确。
    ②输入信号检查。是否输入启动信号和FWDREV信号,频率是否已经设定或上限额定频率是否太低。
电动机不能调速故障诊断流程图
    7-10    电动机不能调速故障诊断流程图
    ③功能设定检查。各种功能代码设置是否有误。
    ④负载检查。负载是否过大或机械系统是否有堵转现象。
    ⑤在变频器和电动机之间装有的热继电器动作后未能复位。
    (2)电动机不能调速
    电动机不能调速的原因可能由于频率上、下限设定值有误,或程序运行设定值有误,当最高频率设定过低时,会产生不能调速故障。故障诊断流程如图7-10所示。
    (3)电动机加速过程中失速
    由于加速设定时间过短或者负载过大,转矩提升量不够而引起此故障。故障诊断流程图如图7-11所示。
电动机加速过程中失速故障诊断流程图
    7-11    电动机加速过程中失速故障诊断流程图
    (4)电动机异常发热
    检查负载是否过大,是否连续低速运行,设定的转矩提升是否合适,是否是谐波分量过大。如不属这些原因就有可能是变频器输出电压三相不平衡。通常可引起电动机过热的原因如下。
    ①高次谐波引起电动机的效率和功率因数变差,电动机损耗增加。由于普通电动机是按正弦波电源设计制造的,当有高次谐波流过电动机绕组时,铜损增大,并引起附加损耗,从而引起绕组发热。有资料表明,变频器传动与工频电源传动相比,电流约增加10%,温度约增加20%
    ②电动机低速运转,散热能力变差。使用变频调速后,电动机往往处于低于额定转速的运行状态,标准电动机的冷却风扇装在转子轴上,在低频下运转的电动机,因电动机转速降低而使冷却效果大幅度下降。
    ③电动机通风不良。若该电动机长期运行在粉尘含量较高的环境中,未定期清扫,造成定、转子风道堵塞,致使气流不畅,散热效果降低,尤其是夏季,环境温度高,电动机工作温度大大增加,导致电动机过热烧毁。
    ④电压变化率du/dt增高,电动机故障率增加。目前的变频器大部分是交一直一交变频器,其逆变部分是将直流电压转换为三相交流电压,通过控制六个桥臂的开关元器件导通、关断来实现三相交流电压的输出。如常见的改变变频器输出电压的PWM方式,它虽与正弦波电压幅值等效,但实际上是由一系列等高不等宽的矩形波组成,由于电动机绕组匝间电压变化率du/dt很高,电动机绕组的电压分布变得很不均匀,使绕组匝间短路的故障增加。
    ⑤电动机绕组存在故障,如绕组匝间或层间短路、绕组接地、电动机绕组接线错误,如定子绕组某相端接头接反。
    防止电动机过热采用的措施有以下几点。
    ①合理选用变频控制系统电动机,原电动机如果工作频率达不到30Hz,则在峰值电流不致引起过电流保护动作的情况下,可采用极数更高的电动机替代,尤其对于恒转矩负载,要适当加大电动机的功率等级与电动机极数,以提高其带载能力。有条件的情况下,可采用变频专用电动机。
    ②加强电动机的计划检修,尤其在夏季来临前,要对电动机定、转子风道进行清扫,改善电动机的散热条件。夏季应采用外加风机对电动机强迫风冷。
    ③将电子过热保护器的整定值调小,最好在电动机绕组内配PTC热保护元件。
    ④提高电动机的绝缘材料等级,如在电动机检修时,将B级绝缘提高为F级绝缘,以提高匝间绝缘性能及绕组的耐热能力,这样可从根本上解决变频控制电动机使用寿命短的问题。
    ⑤尽可能提高电动机的运行频率,如将原传动带轮改为小带轮,通过计算使电动机运行频率达到30Hz以上,电动机工作频率在30Hz以上时,基本可以解决变频电动机的散热问题。
    电动机异常发热故障诊断流程如图7-12所示。
电动机异常发热故障诊断流程图
    7-12    电动机异常发热故障诊断流程图

(责任编辑: 佚名 )

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