變頻器缺相故障維修檢測分析

        變頻器缺相故障維修是常見的故障之一，要知道變頻器產(chǎn)品中主要有單相220V與三相380V的區(qū)分，當然輸入缺相檢測只存在于三相的產(chǎn)品中。圖1所示為變頻器主電路，R、S、T為三相交流輸入，當其中的一相因為熔斷器或斷路器的故障而斷開時，便認為是發(fā)生了輸入缺相故障。

圖1 變頻器主回路

        變頻器缺相故障除了輸入缺相外，還有一種是輸出缺相，這將直接導致電機缺相運行。缺相時，電機靜止時啟動，電機就轉(zhuǎn)不起來。若是在運行中缺相十分危險，電機電流增大1.2倍，發(fā)熱嚴重，震動加劇，急易燒壞電機。變頻器通過檢測輸出電流，就可以判斷三相輸出是否缺相。

        變頻器輸入缺相的檢測方法
當變頻器不發(fā)生缺相的正常情況下工作時，Udc上的電壓如圖2所示，一個工頻周期內(nèi)將有6個波頭，此時直流電壓Udc將不會低于470V，實際上對于一個7.5kW的變頻器而言，其C的值大小一般為900uf，當滿載運行時，可以計算出周期性的電壓降落大致為40V，紋波系數(shù)不會超過7.5％。而當輸入缺相發(fā)生時，一個工頻周期中只有2個電壓波頭，且整流電壓最低值為零。此時在上述條件下，可以估算出電壓降落大致為150V，紋波系數(shù)要達到30％左右。

圖2 Udc上的電壓波形

        由此可以看出，在變頻器輸入缺相后仍在運行時，電容C將被反復大范圍的充電，這種情況是不允許的，它必然將使電容器損壞，從而造成整臺變頻器的損壞。并且，若負載較輕，雖然不會造成電容的損壞，但是直流電壓的紋波系數(shù)相比于正常時將會增大很多，而且目前變頻器一般具有恒電壓控制功能，這將造成開關(guān)占空比的振蕩和負載電流的振蕩。而負載較重時，則進一步損壞整流橋，促使變頻器故障幾率增大，如在送電時就發(fā)生缺相，由于單相大電流運行極易造成變頻器燒毀。
        檢測變頻器輸入缺相，最簡單的一種方法就是使用硬件檢測，如圖3所示是其中的一種方法。該電路中C0上的電壓高低將反映R、S、T三相輸入有無缺相，當發(fā)生缺相時，C0上的電壓降低，光藕器件將不導通，A點的信號為高電平，對應缺相的發(fā)生。

圖3 變頻器輸入缺相的硬件檢測方法

        當然，還可以從軟件上進行輸入缺相的檢測，這是因為Udc在正常情況下，除直流成分外，其主要交流成分的周期為3.33ms，而在缺相的情況下，其主要交流成分的周期將變?yōu)?0ms，因此通過檢測Udc的交流成分的周期，就可以判斷其是否缺相。
        變頻器缺相故障的對策
        對于變頻器發(fā)生缺相故障時，可以從以下幾方面進行檢查：首先，通過電壓表或鉗型表來判斷變頻器輸入輸出是否正常。
主回路電氣測量的說明如表1所示。

表1 主回路電氣測量

（1）檢查變頻器的輸入和輸出線路是否正常。
變頻器的很多故障是來自于外圍線路，如斷路器、接觸器、電抗器、濾波器等，只有確保外圍線路是正確無誤的情況下，才能使變頻器工作在安全可靠的電氣環(huán)境中。
（2）檢查變頻器內(nèi)部的主回路，包括整流橋、IGBT和驅(qū)動板。