現(xiàn)在大多數(shù)的變頻器基本都采用交直交方式（VVVF變頻或矢量控制），將工頻交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換為直流電源，再把直流電源轉(zhuǎn)換成近似于正弦波可控的交流電以供給電動(dòng)機(jī)。以圖1為例簡(jiǎn)單說(shuō)明一下變頻器的工作原理。
三相交流電經(jīng)過(guò)VD1～VD6整流后，正極經(jīng)過(guò)RL，RL在這里是防止電流忽然變大。經(jīng)過(guò)RL電流趨于穩(wěn)定，晶閘管觸點(diǎn)會(huì)導(dǎo)通。之后直流電壓加在了濾波電容CF1、CF2上，這兩個(gè)電容的作用是讓直流電波形變得更加平滑。之所以是兩個(gè)電容是由于一個(gè)電容的耐壓有限，所以用兩個(gè)電容串聯(lián)起來(lái)使用。均壓電阻R1、R2是讓CF1和CF2上的電壓一樣，兩個(gè)電容的容量不同的話，分壓就會(huì)不同，所以各并聯(lián)了一個(gè)均壓電阻。而中間的放電回路作用則是釋放掉感性負(fù)載啟動(dòng)或停止時(shí)的反電勢(shì)，用來(lái)保護(hù)逆變管V1～V6和整流管VD1～VD6。直流母線電壓加到V1～V6六個(gè)IGBT上，基極由控制電路控制。控制電路控制某三個(gè)管子的導(dǎo)通給電機(jī)繞組內(nèi)提供電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2 變頻器故障實(shí)例的處理
(1) AEG Multiverter122/150-400變頻器在啟動(dòng)時(shí)直流回路過(guò)壓跳閘
這臺(tái)變頻器并非每次啟動(dòng)都會(huì)過(guò)壓跳閘。檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)變頻器在上電但沒(méi)有合閘信號(hào)時(shí)，直流回路電壓即達(dá)360V，該型變頻器直流回路的正極串接1臺(tái)接觸器，在有合閘信號(hào)時(shí)經(jīng)過(guò)預(yù)充電過(guò)程后吸合，故懷疑預(yù)充電回路IGBT性能不良，斷開(kāi)預(yù)充電回路IGBT，情況依舊。用萬(wàn)用表檢查變頻器輸出端時(shí)其對(duì)地阻值很小，查至現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)電機(jī)接線盒被水淋濕，干燥處理后，變頻器工作正常。
由于電機(jī)接線盒被水淋濕,直流回路負(fù)極的對(duì)地漏電流經(jīng)接線盒及變頻器逆變器中的續(xù)流二極管給直流回路的電容充電，這種情況合閘通常理解應(yīng)該為過(guò)流跳閘而實(shí)際為過(guò)壓跳閘。本人認(rèn)為，啟動(dòng)時(shí)變頻器輸出電壓和頻率是逐漸上升的，電機(jī)被水淋濕后，會(huì)造成輸出電流的變化率很高，從而引起直流回路過(guò)壓。
(2) 控制輥道電機(jī)的AEG Maxiverter-170/380變頻器出現(xiàn)速度反饋值大于速度設(shè)定值經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn):
a) 在軋鋼過(guò)程中不存在這種情況，當(dāng)鋼離開(kāi)輥道后，才出現(xiàn)這種情況;
b) 當(dāng)速度反饋值大于速度設(shè)定值時(shí)，直流回路電壓為額定電壓的125%，超過(guò)115%的極限設(shè)定值;
c) 變頻器的進(jìn)線電壓已超過(guò)上限;
在軋鋼過(guò)程中，該變頻器控制的輥道電機(jī)將升速，當(dāng)鋼離開(kāi)輥道后輥道電機(jī)速度降至原來(lái)的速度，因這臺(tái)變頻器未裝設(shè)制動(dòng)裝置，減速時(shí)是通過(guò)電壓調(diào)節(jié)器限制制動(dòng)電流以保持直流回路電壓不超過(guò)115%的極限設(shè)定值(缺省值)，因進(jìn)線電壓過(guò)高，直流回路電壓超過(guò)了設(shè)定的極限值，在減速時(shí)電壓調(diào)節(jié)器起作用，造成制動(dòng)電流很小，電機(jī)轉(zhuǎn)速降不下來(lái)，而在軋鋼時(shí)，電網(wǎng)的負(fù)載加重，直流回路電壓低于115%的極限設(shè)定值，制動(dòng)功能恢復(fù)正常。在當(dāng)時(shí)無(wú)法降低電網(wǎng)電壓的情況下，將直流回路電壓極限設(shè)定值增至127% 后，變頻器工作正常。在停產(chǎn)檢修時(shí)，我們根據(jù)電網(wǎng)的情況改變了變壓器的檔位，使變頻器的進(jìn)線電壓在允許的范圍內(nèi)，此后變頻器工作正常。
(3) AEG Multiverter22/27-400變頻器上電后，操作面板上的液晶顯示屏顯示正常，但ready指示燈不亮，變頻器不能合閘
查看變頻器菜單中的故障記錄時(shí)未發(fā)現(xiàn)有故障，而對(duì)操作面板上各按鍵的操作在事件記錄中則有記錄。檢查變頻器內(nèi)A10主板、A22電源板上的LED指示燈均正常，用試電筆測(cè)變頻器的進(jìn)線電源，發(fā)現(xiàn)有一相顯示不正常，用萬(wàn)用表測(cè)量三相結(jié)果為:Vab=390V，Vac=190V，Vbc=190V。經(jīng)檢查系進(jìn)線端子排處接觸不良。
ready指示燈是變頻器內(nèi)各種狀態(tài)信息的綜合反映，當(dāng)它不亮?xí)r可提示維護(hù)人員注意變頻器尚未就緒 。此時(shí)在進(jìn)線電源不正常時(shí)變頻器的故障記錄中未能反映未就緒的原因，可能與電路的設(shè)計(jì)有關(guān)。
(4) 調(diào)試過(guò)程中西門子MIDIMASTER Vector(22kW)變頻器啟動(dòng)后即過(guò)流跳閘
變頻器供貨方與被控設(shè)備的供貨方因溝通上的原因，在容量上不匹配(電機(jī)功率為30kW)。將變頻器的控制模式選為矢量控制，在輸入電機(jī)參數(shù)時(shí)，變頻器自動(dòng)將電機(jī)的額定電流60A限定在45A，電機(jī)銘牌上無(wú)功率因數(shù)的大小，按變頻器手冊(cè)的要求，將其設(shè)定為0，在作自動(dòng)辨識(shí)(P088=1)后啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，變頻器過(guò)流跳閘。考慮到匹配上的原因，將控制模式改為V/F控制，情況依舊。后檢查電機(jī)參數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)功率因數(shù)為1.1，將其改為0.85后，變頻器工作正常。
因容量不匹配，變頻器依據(jù)輸入的電機(jī)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)會(huì)產(chǎn)生不正確的結(jié)果，在遇到這種情況而暫時(shí)無(wú)法解決匹配問(wèn)題時(shí)，一定要在自動(dòng)辨識(shí)后檢查是否存在不合適的參數(shù)。
(5) 西門子6SE70系列變頻器的PMU面板液晶顯示屏上顯示字母“E”
出現(xiàn)這種情況時(shí)，變頻器不能工作，按P鍵及重新停送電均無(wú)效，查操作手冊(cè)又無(wú)相關(guān)的介紹，在檢查外接DC24V電源時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓較低，解決后，變頻器工作正常。
變頻器操作手冊(cè)上的故障對(duì)策表中介紹的皆為較常見(jiàn)的故障，在出現(xiàn)未涉及的一些的代碼時(shí)應(yīng)對(duì)變頻器作全面檢查。
(6) 西門子MM420/MM440變頻器的AOP面板僅能存儲(chǔ)一組參數(shù)
變頻器選型手冊(cè)中介紹AOP面板中能存儲(chǔ)10組參數(shù)，但在用AOP面板作第二臺(tái)變頻器參數(shù)的備份時(shí)，顯“存儲(chǔ)容量不足”。解決辦法如下:
a) 在菜單中選擇“語(yǔ)言”項(xiàng);
b) 在“語(yǔ)言”項(xiàng)中選擇一種不使用的語(yǔ)言;
c) 按Fn+Δ鍵選擇刪除，經(jīng)提示后按P鍵確認(rèn);
這樣，AOP面板就可存儲(chǔ)10組參數(shù)。造成這種現(xiàn)象的原因可能是設(shè)計(jì)時(shí)AOP面板中的內(nèi)存不夠。
(7) ABB ACS600變頻器在運(yùn)行時(shí)直流回路過(guò)壓跳閘
該變頻器配置有制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻，但外方調(diào)試人員在調(diào)試時(shí)將電壓控制器選擇為ON而未使用制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻。在直流回路過(guò)壓跳閘后將斬波器和制動(dòng)電阻投入，結(jié)果跳閘更加頻繁。變頻器操作手冊(cè)上對(duì)直流回路過(guò)壓原因的解釋通常有2點(diǎn):
a) 進(jìn)線電壓過(guò)高;
b) 減速時(shí)間太短;
因該變頻器已投入運(yùn)行2個(gè)月，且跳閘時(shí)進(jìn)線電壓在允許的范圍之內(nèi)，其它變頻器工作正常，結(jié)合以前處理變頻器故障時(shí)對(duì)直流回路過(guò)壓的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為在使用電壓控制器調(diào)節(jié)回饋電流防止直流回路過(guò)壓的情況下，負(fù)載電流的變化率過(guò)大是引起過(guò)壓的一個(gè)重要原因，到現(xiàn)場(chǎng)查看被控設(shè)備時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一塊物料卡在傳送帶的間隙中，清除后，變頻器工作正常。拆開(kāi)變頻器外殼檢查，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)斬波器上設(shè)有三檔進(jìn)線電壓選擇裝置(400V、500V、690V)以適應(yīng)不同的進(jìn)線電壓，其中短接環(huán)插在690V檔上，這樣就造成制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻投入工作的門檻值過(guò)高而在進(jìn)線電壓為400V的ACS600變頻器中未起作用，將短接環(huán)移至400V檔，通過(guò)減少減速時(shí)間試驗(yàn)，制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻工作正常。