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变频器的日常检查和定期保养方法Inverter Daily Inspection and Regular Maintenance希望森兰科技股份有限公司 蔡士齐Cai Shiqi摘要: 本文简述变频器日常检查和定期保养的重要性，实施日常检查和定期保养的具体项目、检查方法、测量方法、判断标准。推荐使用合理的仪表、如何更换部件，分析影响变频器运行寿命的因素，最后提供实用的定期检查表格。关键词: 变频器 日常检查 定期保养Abstract: This paper briefly describes inverter daily inspection and maintenance regularly, the importance of implementing daily inspection and maintenance of specific project, regular inspection method, measurement method, the judgment standard. Recommend using reasonable instrument, how to replace parts, analyzes the influential factors of the operating life of frequency converter, and finally provides practical regular inspection form.Key words: Inverter Daily inspection Maintenance regularly.中图分类号 文献标识码 文章编号1引言工业界为了提高生产率和节约能源正广泛地使用着通用变频器，变频器由许多的零部件构成，如何让这些的零部件全部正常，发挥本来的功能。而且，尽可能早的发现零部件和装置出现问题的前兆，需要维护人员主动地做好事前处理。同时，不让这些的零部件无期限地继续使用，正常的使用状态下，能够定期更换，防止变频器的特性的变化和故障的发生，使变频器放心地长期地使用。即所谓能够做到预防性保养，变得完全有必要。本文提供有关通用变频器日常检查和定期保养的事项，专项说明和保养使用的例表。 2有关变频器的日常检查和定期保养为了长时间安心地使用变频器，希望对不能预测的不良状况能够防范于未然，推荐必要的检查和保养，在使用重要设备的场合，显得尤其特别重要。变频器的日常检查和定期保养，请遵守按照表1的方法进行。2.1变频器的日常检查和定期保养项目表1是在正常使用环境条件下（环境温度、通风条件、通电时间）的日常检查和定期保养要求。这些也因各制造厂和变频器品种不同，多少有些不同，详细请参考各产品说明书。特别关于定期试验，检查周期及零部件交换年限，根据使用环境、条件不同、制造厂不同，请询问制造厂、或推荐的服务公司。表1的日常检查是当班操作人员的应知应会内容，需要使用变频器的技术人员详细地向操作人员进行技术辅导，使他们知道日常检查的必要性。这里的定期保养周期要根据变频器使用的环境恶劣程度、负载恶劣程度、产品本身质量等做规定，在一般良好条件下为1年。但建议用户，在初期使用时要较短期间内做定期检查和保养，再根据检查结果，调整定期保养周期。对于更换内部器件的周期，参照表4。表1 变频器的日常检查和定期保养项目检查区域检查項目检查事項检查周期保养方法判断标准标准更换年数测量仪表日常定期整体周围环境装置整体电源电压（1） 确认周围温度、湿度、尘埃、有害气体、油烟等（2）有否异常振动、异常声音（3）主回路电压是否正常根据目视、听觉作出判断；测量R、S、T端子间电压值是否在规定范围内。在周围温度-1050，无霜冻，周围湿度2090%，无结露的条件下应无异常。电源频率50/60Hz220V级：200230V400 V级：380460 V温度计、湿度计、万用表主回路整体（1）绝缘电阻检查（主回路与接地端子之间）；（2）端子及各安装连接螺钉是否已松弛？（3）各部件是否已遭受到额外的加热？（4）清扫。加强螺钉紧固（但是，逆变器的二极管、模块的紧固必须按照力矩管理，不能在没有测力矩规的条件下盲目拧紧）（1），（2）无异常。紧固力矩（单位：kgf-cm）M3：810 M4：1215M5：2025 M6：2530M 8：100135M 10：150200各模块的紧固力矩：M4：1015 M 5：1520M 6:2025500V级兆欧表连接导体、电线（1)导体没有歪斜吗？（2)有否电线外皮破裂、老化(龟裂、变色等)吗？目视无异常变压器、电抗器有否焦臭或电磁振动音突然增加吗？停止运行，排除产生的原因无异常接线端子是否已经损伤？目视无异常滤波电容（1）电解液流出来了吗？（2）有安全阀跳出或壳体膨胀鼓包吗？（3）进行静态电容量的测定，漏电流的测定。目视（1）电解液未流出；（2）未跳安全阀和鼓包；（3）大容量滤波电容放电后单独测试，一般容量下降不超过15%；漏电流不大于0.01CV(A)或5mA。5年继电器、接触器（1）动作时有否哔哔声音？（2）吸合或延迟吸合的动作时间确认，正常吗？（3）电触点是否粗糙？接触不良？听觉听觉目视、温度无异常秒表温度低、平整光滑5年电阻器（1）有否大块变色、龟裂？（2）有否断线？目视无异常冷却风扇（1）有否异常音和异常振动？（2）安装有松弛吗？（3）进行空气过滤器的清扫。（1）不通电时用 手旋转检查；（2）紧固；（3）目视、做清扫。（1）平稳运转；（2）无异常。23年控制回路保护回路动作检查（1）确认变频器单独运行时各相输出电压是否平衡；（2）进行程序保护动作试验，显示电路有没有异常。（1）测量变频器输出端子U、V、W相间电压。1） 模拟变频器的保护电路输出，测看动作。（1）额定输出时，相间电压误差在2%以内；（2）没有异常动作；（3）各保护动作和显示符合用户手册内容。零部件检查包括印制板整体（1）有否异臭、变色？（2）有否显著生锈？目视无异常5年电容有否漏液、变形的痕迹？目视显示数字操作面板（1）有否不亮？（2）LED少笔画吗？（3）操作设置异常吗？（4）显示值正常吗？（5）清洁。目视正常动作；显示可读，显示符合用户手册内容。7年负载电机运转运转声音正常吗？温度过高没有？听觉温度检测无异常一般不超过852.2关于绝缘电阻测量、耐压试验和防静电措施 需要把相应的接线端子短路起来（见图1），按以下面条件进行检查：(1) 绝缘电阻测量请用500V兆欧表测量已连接的接线端子和接地之间（见图1），确认必须超过2M以上。(2) 一般请不要进行耐压试验但是，如果不得已必须需要做，则实施下列图1所示的接线端子和地之间加AC2000V /1分钟，确认没有异常(对200V级变频器) 。控制电路端子上，请不要进行耐压试验！耐压试验的所加电压请逐步地上升、逐步下降到0V。否则有害于变频器！ 图1 变频器绝缘电阻测量或耐压试验(3)防止静电损坏更换印制板以及变频器器模块处理的注意事项：通常的更换中不需要做保养处理，但当需要保养检查的时候，提醒以下防止静电事项：变频器模块使用的IGBT和印刷板上的微处理器MCU（芯片）、IC等，有时发生静电损坏，需要把工作台、电烙铁、人体都接地，做防止静电处理。2.3 关于电解电容器寿命变频器中各部件，特别是电解电容器，在高温重负荷使用的情况下，寿命会显著缩短，请高度注意。此外，保存时间超过3年以上的电容器做更换的时候，请在更换使用前按下面步骤做老化处理。(1) 最初先加上电容器额定电压的 80%的电压，在常温下经过1小时；(2) 再升到额定电压的90% ，常温下经过1小时； (3) 最后加额定电压，在常温下超过5小时老化处理。图2 电容器的与环境温度的关系对环境温度-10+40机型，曲线各点下降10；这里所谓的温度是变频器器主体的周围温度(环境温度)；当变频器收纳在配电柜内的时候，应该是配电柜内的温度；实际上电容器安装位置的温度要比变频器周围环境温度高，这是因为变频器本身运行时存在温升，所以电容器的实际使用寿命比图2中要低。3 检查输入输出数据，电压、电流、功率的测定方法图3表示为了测量输入、输出电压、电流、功率的一般测量仪表及其接法，表2 示出输入输出电压、电流、功率的测量点和使用的仪表。图3 变频器 输入输出电压、电流、功率的一般测量仪表及其接法表2 输入输出电压、电流、功率的测量点和使用的仪表测量项目测量的地方测量仪表备注测量值的依据电源电压EINR-S，S-T，T-R之间（ER）（ES）（ET） 动铁式电压表 或整流型电压表全有效值200V级180242V,/180253V400V级342457V,/360506V50/60Hz电源电流IINR，S，T的电流（IR）（IS）（IT） 动铁式电流表全有效值输入电流平衡时电源侧功率WINR-S， S-T，T-R之间（WI1）（WI2）（WI3） 电流力矩形功率表全有效值三功率表法电源侧功率因数PfIN根据电源电压EIN，电源电流IIN，及电源侧功率WIN的测量值计算输出侧电压EOUTU-V，V-W，W-U之间（EU）（EV）（EW） 参考图4 或整流型电压表基波有效值输出侧电流IOUTU，V，W的电流（IU）（IV）（IW） 动铁式电流表全有效值输出侧功率WOUTU-V，V-W之间（WO1）（WO2） 电流力矩形功率表全有效值二功率表法（也可用三功率表法）输出侧功率因数PfOUT根据输出电压EOUT，输出电流IOUT，及输出侧功率WOUT的测量值计算 注意事項输出电压是基波有效值、电流以及功率请使用表示有效值的仪表。图4示出变频器输出电压的测量电路。变频器输出波形由于是PWM调制的波形，特别在低频率中发生误差，使用上述的仪表和方法比较正确。万用表(繁用表)不能适应的场合比较多，请注意。 图4 变频器输出电压的测量4 典型仪表的种类和特征变频器测试用典型仪表的种类和特征见表3。表3 典型仪表的种类和特征 种类特 征可动铁片型在固定线圈(电感L)中流过电流(i)建立磁场，那里边放置的两铁片之间产生的电磁能 所相当的力，发生张开角（），用它来指示的刻度为电流有效值。一般便携式仪表的频率特性，电压表在500Hz时大约-3%、电流表在500Hz时约-1.5%；当铁片发生磁饱和和高次谐波造成的线圈的电感的影响时，可能发生指示误差。典型仪表的精度是0.5级。整流型一种把交流用整流器整流，使动圈式直流指示计动作的仪表，被整流的平均值乘以波形系数，用作交流有效值刻度指示。因为一般在市场上出售的整流形仪表，其对象是正弦波交流，所以波形系数是，它适用于指示正弦波交流有效值。然而，在测量畸变波形交流的时候，就不得不充分注意波形系数。此外，当频率特性是达10kHz时，典型的仪表精度是1.0级热电型根据被测电流(I)在电阻(R)上产生热能(I2R)所成比例的温度上升、由热电偶变换成直流电势，再用直流毫伏计指示成为电流（I）的有效值。此外，在功率表的场合，与负荷电流（ia）和电压成比例的(iv)所形成的和以及差电流，产生出的热功率差(Iaiv)作出指示。频率特性、波形特性优良的典型的仪表精度是0.5、1.0、1.5级。电流力功率计型利用流着电流的2个线圈之间（两线圈的相互间有电感M）驱动的力。即与负荷串列的固定线圈电流（if）和与电压成比例的可动线圈的电流（im）所产生的驱动转矩（imifdM/d），产生与此相当于偏转角()表示其平均功率。一般，便携式仪表的频率特性，功率表的低功率因数负载用于500Hz时大约0.9%、高功率因数负载用于500Hz大约是0.7%。典型的仪表的精度是0.5级。数字功率表数字功率表采用时分割乘法器来测量功率。时分割乘法器是利用电气脉冲列的面积与脉冲的高度的乘积的乘法器。电压和电流，一个作脉冲高度，另一个作脉冲幅度、从而求得功率。数字傅立叶分析仪输入信号用高速A / D 变换器取样、用缓冲存储器记忆后，再用内藏的电脑作FFT （Fast Fourier Transform的简称，它是将时域表示的信号变换为频域的傅立叶变换，把数值计算用数字作运算的高速处理方法）分析、其结果用电子束管显示。特别，在低频率区域的频率分析可发挥威力。称为和FFT分析仪，也称为实时分析器。5定期检查保养项目5.1定期检查保养项目及检查内容定期检查保养项目见表1。这是一般在正常的使用条件（周围温度：年平均30、负荷率80%以下，开动率是12小时/天以下）的定期检查和更换零件的大体目标。这些内容根据厂商不同和变频器机型不同，多少有些差别。具体的检查条件、零件更换水平，请分别请参照各厂家使用说明书。5.2 更换部件 有寿命期指标值的零部件，需要到一定时间进行更换，表4列出更换年数。由于实际使用条件千差万别，表4更换年数也是一个大概年数。而对于没有标明寿命期指标值的零部件，不是不会坏，仅仅无法断定何时会损坏而已。例如变频器中使用的半导体器件，在表4中没有列出，但它是变频器运行中损坏率较高的器件。特别是功率电子器件，因电压高、频率高、电流大、发热严重、保护不周全、常会损坏。表4 部件更换年数部件名称标准更换年数更换方法及其他冷却风扇23年新货品更换平滑滤波电容器5年新货品更换(调查上决定) 断路器 或继电器调查后决定定时器动作时间调查后决定保险丝10年新货品更换印制板上的铝电容5年检查后决定新货品更换在运用表4时，请考虑下面几点:（1）表4 的更换年数是表示在偶发故障期间tb(见图5)、如果经过这一期间时进行了新货的更换，就表示能有相当高的概率预防磨损性故障的发生，达到大体上的保养目标。但根据机型不同，并不能保证绝无故障发生。此外，根据各机型的不同，可能厂家有指定更换零件的情况。 （2） 根据使用环境（周围温度、通风条件）和使用率（负荷率、施加电压时间率）的不同，这种更换年数有时会有变化。 （3） 变频器在下面情况使用时、有必要考虑缩短部件的更换年数。 使用于温度、湿度较高的场合或者其变化强烈场合的时候; 运转，停止频繁重复的场合; 电源不正常（电压、频率、波形扭曲等不正常）和负荷变动大的场合; 安装在振动，冲击严重的位置的场合; 环境中含有尘埃、盐份、二氧化硫以及硫化氢等的有害气体、油雾等不良气体环境的时候; 使用前保管状况不好的时候或者经过长期保存不用的时候; 电源容量比变频器容量大很多，容易引起对变频器整流和滤波电容的过流冲击损坏的时候。5.3更换年数及磨损故障期的决定（1）更换年数的决定一般零部件的故障发展的形态如图5所示，分成初期故障、偶发故障、磨损故障3阶段。初期故障在制造厂方面考虑从制造、调查、改进过程中被排除。偶发故障在机器使用寿命期间内、磨损期前，随机地发生，它是不能预测的突发性故障。工艺上难以建立对策，眼下只能采取基于统计处理的方法。磨损故障是一种劣化的过程或磨损消耗的结果，它在耐用寿命结尾附近发生，此时故障随时间一起急剧地增加。在图5 的tb点的时候，表示应该交换的年数，在这一点上将特别指定的零件更换为新货品，就是预防损坏和安全运行最佳时机。（2）磨损故障期（耐用年数、寿命) 的决定零件的耐用年数根据使用环境有很大地的变化。 继电器由电触点的腐蚀程度决定寿命。因而，电触点的电流值及负荷的电感成份成为寿命的主要原因。 电容器（铝电解电容器）在变频器内主要是作为平滑滤器零件使用。这个铝电解电容器因为在内部进行着化学反应，所以根据温度不同，会使寿命极端严重地变化。 一般铝电解电容器的寿命，有一个“阿伦尼厄斯”定律（10的2倍法则）、温度每升高10，寿命减为1/2、每降低10，寿命增加2倍的特性，它明显地支配着变频器的寿命(见图5)。 在高温下使用变频器的时候，即使个别的零件才到达偶发故障期间，但铝电解电容已经冲进了磨损故障期间。这种情况下，要更加长时间地使用变频器，需要更换铝电解电容器。 图5 机器的时间故障率曲线和电容器的寿命温度曲线6 变频器执行定期检查记录（例子）请使用下列内容自行制作适合实际的定期检查记录表格，并确实地实施定期检查和记录。6.1 外观检查结果 (1) 目视检查确认机箱内有没有所安装零部件的污损、脱落？(2)用手严格检查确认有没有主电路的螺丝松弛现象？(3)主电路电容器(平滑、转流、进线电容器等)没有漏液、异臭味、变形，变色吗？ (4)过滤器没有堵塞吗？6.2 绝缘电阻检查(用500V兆欧表测，应2M以上) 主电路外部接线端子头对地，实施兆欧测试。为了不对印刷板加上兆欧表的高电压，不要对控制回路作绝缘电阻检查！6.3 实施程序运转测试程序运转测试之前，电缆一定要脱开与电机的连接（或者电机脱开与机械设备的力矩传递）。 (1) 电源检查电源电压(10%) ； 操作电路电压(10%)。 (2) 故障检测电路的动作检查 模拟变频器发生故障的状况，变频器应当停止输出，并显示故障； 按动各热继电器的测试扣，模拟过载状态，变频器应当停