变频调速装置维护检修

1 变频调速装置维护检修变频调速装置维护检修 1 总则 异步电动机是电力 化工等生产企业最主要的动力设备 作为高能耗设备 其输出功率不能随负荷按比例变化 大部分只能通过 挡板或阀门的开度来调节 而电动机消耗的能量变化不大 从而造成很大的能量损耗 近年来 随着变频器生产技术的成熟以及变频 器应用范围的日益广泛 使用变频器对电动机电源进行技术改造成为各企业节能降耗 提高效率的重要手段 云峰分公司所使用的变频器有多种型号 富士变频器 ABB 变频器 SIEMENS 变频器等 其中以富士变频器使用居多 本作业指 导书适用于云峰分公司所使用的 5000G11S P11S 系列富士变频器的维护和检修 其他型号的变频器的维护工作亦可参考 2 完好标准 2 1 零部件质量 2 1 1 变频器零部件完整齐全 必要的铭牌 型号齐全 2 1 2 外观检查无损坏 外盖和机身无弯折 另部件无损坏或脱落 2 2 运行状况 2 2 1 变频器运行时能够达到设定的变频调速要求 工作状况良好 2 2 2 冷却风扇能够正常运行 机身温度正常 2 2 3 LED LCD 显示面板能够正确显示输出值 2 2 4 在通过键盘操作时 键盘可以正常操作 2 4 5 变频器运行时的振动值符合要求 2 3 技术资料 2 3 1 具有变频器安装使用说明书和二次接线原理图 2 3 2 变频器的安装记录 运行记录 维护检修记录 缺陷和事故记录 参数设定记录等齐全 清晰 正确 2 4 设备及其环境 2 4 1 变频器的使用场所 室内 2 4 2 周围温度 10 50 对 20kW 若周围温度超过 40 时 应取去通风盖 不发生温度急剧变化而导致结露 2 4 3 相对湿度 5 95 不结露 2 4 4 变频器的使用环境 不受阳光直晒 无灰尘 腐蚀性气体 可燃气体 油雾 蒸汽 滴水等 3 设备的维护 3 1 日常维护与检查 对于连续运行的变频器 可以从外部目视检查运行状态 定期对变频器进行巡视检查 检查变频器运行时是否有异常现象 通常 应作如下检查 a a 环境温度是否正常 要求在 10 50 范围内 以 25 左右为好 b b 变频器在显示面板上显示的输出电流 电压 频率等各种数据是否正常 c c 显示面板上显示的字符是否清楚 是否缺少字符 2 d d 用测温仪器检测变频器是否过热 是否有异味 e e 变频器风扇运转是否正常 有无异常 散热风道是否通畅 f f 变频器运行中是否有故障报警显示 g g 检查变频器交流输入电压是否超过最大值 极限是 418V 380V 1 1 如果主电路外加输入电压超过极限 即使变频器没运 行 也会对变频器线路板造成损坏 3 2 定期检查 3 2 1 变频器的通用定期检查内容 利用每次的大修时间 将检查重点放在变频器日常运行时无法巡视到的部位 a a 作定期检查时 操作前必须切断电源 变频器停电后待操作面板电源指示灯熄灭后 等待 4min 变频器的容量越大 等待 时间越长 最长为 15min 使得主电路直流滤波电容器充分放电 用万用表确认电容器放电完后 再进行操作 b b 将变频器控制板 主板拆下 用毛刷 吸尘器清扫变频器线路板及内部 IGBT 模块 输入输出电抗器等部位 线路板脏污的地方 应用棉布沾上酒精或 中性化学剂擦除 c c 检查变频器内部导线绝缘是否有腐蚀过热的痕迹及变色或破损等 如发现 应及时进行处理或更换 d d 变频器由于振动 温度变化等影响 螺丝等紧固部件往往松动 应将所有 螺丝全部紧固一遍 e e 检查输入输出电抗器 变压器等是否过热 变色烧焦或有异味 f f 检查中间直流回路滤波电解电容器小凸肩 安全阀 是否胀出 外表面是否 有裂纹 漏液 膨胀等 一般情况下滤波电容器 使用周期大约为 5 年 检查周期最长为一年 接近寿命时 检查周期最好为半年 电容器的容量可用数字电容表测量 当 容量下降到额定容量的 80 以下时 应予更换 g g 检查冷却风扇运行是否完好 如有问题则应进行更换 冷却风扇的寿命受限于轴承 根据变频器运行情况需要 2 3 年更换 一次风扇或轴承 检查时如发现异常声音 异常振动 同样需要更换 h h 检查变频器绝缘电阻是否在正常范围内 所有端子与接地端子 注意不能用兆欧表对线路板进行测量 否则会损坏线路板 的电子元器件 3 i i 将变频器的 R S T 端子和电源端电缆断开 U V W 端子和电机端电缆断开 用兆欧表测量电缆每相导线之间以及每相导 线与保护接地之间的绝缘电阻是否符合要求 正常时应大于 1M j j 变频器在检修完毕投入运行前 应带电机空载试运行几分钟 并校对电机的旋转方向 3 2 2 富士变频器的定期检查内容 富士变频器定期检查时 先停止运行 切断电源和取去外壳 即使断开变频器的供电电源后 滤波电容上仍有充电电压 放电需 要一定时间 为避免危险 必须等待充电指示灯 CRG 熄灭 并用电压表测试 确认此电压低于安全值 DC25V 才能开始检查 作业 富士变频器定期检查见表 1 表 1 富士变频器定期检查一览表 检查部分检查项目检查方法判断标准 确认环境温度 湿度 振动 有无灰尘 气体 油雾 水滴等 用目视和仪器测量符合技术规范 周围环境 周围没有放置工具等异物和危险品吗 依据目视没放置 显示看得清楚吗 键盘显示面板 缺少字符吗 依据目视能读显示 没有异常 没有异常声音 异常振动吗 依据目视 听觉 螺栓等 紧固件 没松吗 拧紧 没有变形损坏吗 没有由于过热而变色吗 框架盖板等结 构 没有沾着灰尘 污损吗 依据目视 没有异常 螺栓等没有松动和脱落吗 拧紧 机器 绝缘体没有变形 裂纹 破损或由于过热 和老化而变色吗 公共 没有附着污损 灰尘吗 依据目视 没有异常 注 铜排变 色不表示特性有问题 导体没有由于过热而变色和变形吗 导体导 线电线护层没有破裂和变色吗 依据目视没有异常 端子台没有损伤吗 依据目视没有异常 没有漏夜 变色 裂纹和外壳膨胀吗 安全阀没有出来吗 阀体没有显著膨胀吗 依据目视没有异常 滤波电 容器按照需要测量静电电容量 根据维护信息判断 寿命 静电容量 初始值 0 85 没有由于过热产生异味和绝缘体开裂吗 依据嗅觉 目视 没有异味 电阻 没有断线吗 依据目视或卸开一 端连线 用万用表 测量 电阻值在 10 标称值 以内 变压器 电抗器 没有异常的振动声和异味吗 依据听觉 目视 嗅觉 没有异常 工作时没有振动声音吗 依据听觉 主 电 路 电磁接 触器 继电器 接点接触好吗 依据目视没有异常 控控制印螺丝和连接器没有松动吗 拧紧没有异常 4 没有异味和变色吗 依据嗅觉 目视 没有裂缝 破损 变形 显著锈蚀吗 依据目视 制 电 路 刷电路 板 连 接器 电容器没有漏夜和变形痕迹吗 目视并根据维护信 息判断寿命 没有异常声音和异常振动吗 依据听觉 目视 用手转一下 必须 切断电源 平衡旋转 螺栓等没有松动吗 拧紧没有异常 冷却 风扇 没有由于过热而变色吗 依据目视 冷 却 系 统 通风道散热片和进气 排气口没有堵塞和附着异物吗 依据目视没有异常 3 3 变频器常见故障及处理 3 3 1 故障 P OFF 故障现象 上电后一直显示 P OFF 故障原因 1 输入电源电压过低 2 输入电源缺相 3 变频器直流电路限流电阻烧断 4 变频器电压检测电路故障 处理方法 1 检测电源三相输入电压 R S T 端子 各线电压是否为 380V 如果线电压低于 320V 或输入电源缺相 则外部电源故 障 2 如果输入电源正常 可判断为变频器内部故障 内部电压检测电路或缺相保护故障 3 开关电源出现故障 负载短路 如风扇异常 驱动电路短路 限流电阻烧坏 4 主接触器故障 限流电阻串接主回路带负载运行 3 3 2 变频器加速时过电流 故障原因 1 加速时间太短 2 V F 曲线不合适 3 转矩提升过高 4 电网电压过低 5 变频器功率太小 处理方法 1 延长加速时间 2 调整 V F 曲线 3 设置适合负载的转矩提升量 4 检测输入电压 5 选用功率等级大的变频器 3 3 3 逆变模块故障 5 故障原因 1 变频器三相输出线间短路 或电动机对地短路 2 风道堵塞或风扇损坏 3 环境温度过高 4 控制板连线插件松动 5 辅助电源损坏 逆变模块驱动保护电路故障或 CPU 板异常 处理方法 1 检查变频器三相输出线 拆下电机线 检查电动机是否短路 2 清理风道或更换风扇 3 降低环境温度 4 检查连线并重新连线 5 更换电源板 逆变模块驱动保护电路或 CPU 板 3 3 4 欠电压故障 故障原因 输入电压过低或缺相 变频器内部电压检测电路异常 主回路电路异常 处理方法 1 输入三相电源电压范围 320V 400V 实际应用中变频器满负载运行时 输入电压低于 340V 时可能会出现欠电压故障 提高电源输出电压 2 直流主回路中接触器跳开 使限流电阻串入主回路 3 电压检测电路故障 电压检测电路开关电源的输出 经过取样 比较后输入给 CPU 处理器 当低于设定电压值时 CPU 发出封锁 IGBT 信号 并同时显示故障代码 3 3 5 在减速过程中出现过流或过压 故障原因 1 减速时间太短 电机回馈能量过大 2 电压检测电路或电流检测电路异常 处理方法 1 在生产工艺允许的情况下 尽量延长变频器的减速时间 2 加装外部制动电阻和制动单元 3 3 6 过流或过载 故障原因 1 负载过重 2 运行负载冲击过大 3 电机堵转 4 变频器主回路输出短路 5 输出电压不平衡或缺相 6 输出电流振荡 7 电流检测电路异常 8 电流传感器故障 6 3 3 7 变频器过热 故障原因 风道阻塞 环境温度过高 散热风扇损坏不运转 模块异常 模块与散热器接触不良 温度检测电路异常 处理方法 1 检查风扇是否正常 2 判断变频器的实际温度是否过高 若变频器温度正常 但跳 E010 保护 则说明温度检测电路故障 3 3 8 变频器受干扰 故障原因 外部干扰源干扰变频器 处理方法 查明干扰原因 一般干扰信号来自控制线路 可先将控制线逐一拆去 便可判断干扰信号的途径 整理控制线路 让控制 线路严格与动力线分开 采用屏蔽线 注意屏蔽层一端接地 3 3 9 外部设备故障 故障原因 1 外部设备故障 2 变频器外部故障输入端有信号输入 3 CPU 板坏 处理方法 排除外部故障信号 更换 CPU 板 3 3 10 RS485 通讯故障 故障原因 1 串行通讯参数或数据发送错误 2 通讯电路异常 处理方法 检查通讯参数设置 更换 CPU 板 3 3 11 电流检测故障 故障原因 1 电流传感器故障 2 电流检测放大比较电路异常 处理方法 1 将传感器取掉 电动机低频 空载运转 不跳 E015 换掉电流传感器 2 电流检测运行电路故障 更换 CPU 板 3 3 12 运行中频率波动 故障原因 1 输入电源是否波动 2 负载是否波动 3 输出电流是否震荡 4 调速电位器是否正常 5 调速信息是否受干扰 3 3 13 运行中频率降低至 0HZ 故障原因 1 外部控制信号是否正常 2 控制端子是否正常 3 3 14 通电后操作键盘无显示 故障原因 1 键盘坏 7 2 直流电路上的限流电阻坏 3 直流电路上的快熔烧断 4 三相整流桥烧坏 5 开关电流故障 4 1 检修周期 变频器的检修周期根据变频器的运行环境 运行时间 运转状况 绝缘实验 零部件的使用寿命及化工生产特点 适时进行检修 4 2 检修内容 4 2 1 小修 a a 绝缘实验 b b 根据维护信息判断零部件的使用寿命 4 2 2 大修 a a 根据使用寿命更换零部件 b b 更换新变频器 5 检修方法及质量标准 变频器在检修时 先停止运行 切断电源和取去外壳 即使断开变频器的供电电源后 滤波电容上仍有充电电压 放电需要一定 时间 对 22kW 的变频器必须断开电源 5 分钟以上 对 30kW 的变频器必须断开电源 10 分钟以上 才能对变频器进行维护检查 为 避免危险 必须等待充电指示灯 CRG 熄灭 并用电压表测试 P N 端子间直流电压 确认此电压低于安全值 DC25V 才能开始检修作业 5 1 绝缘试验 变频器出厂时已进行过绝缘实验 一般尽可能不要在进行绝缘实验 若一定需要做绝缘实验 则必须严格按照下述步骤进行 否 则可能会损坏变频器 耐压实验和绝缘实验一样 违反实验规定将会损坏变频器 必须做耐压实验时请与厂家联系 5 1 1 主电路绝缘实验 a a 用 DC500V 兆欧表 要在断开主电源条件下测试 b b 断开所有控制电路的连接 以防止实验电压窜入控制电路 c c 主电路端子按图 1 所示方式用公共线连接 d d 兆欧表电压只施加于主电路公共连接线和大地端子 G 之间 e e 兆欧表指示值 5M 为正常合格 变频器单元测定值 8 5 1 2 控制电路绝缘测试 不要对控制电路进行绝缘和耐压实验 否则将损坏电路元件 可用万用表的高阻值档对控制电路进行连续性测试 a a 断开所有控制电路端子对外的连接 b b 可在控制电路端子和接地端子之间进行连续测试 测值大于或等于 1M 5 1 3 外部主电路和顺序控制电路 断开变频器所有端子对外的连接 保证实验电压不施加与变频器 5 2 根据维护信息判断零部件的使用寿命 变频器键盘面板所示维护信息中包括住电路电容器的静电容量 控制电路板上电解电容器的寿命和冷却风扇的寿命等数据 可依据 这些数据大致估算零部件的更换期 5 2 1 主电路电容器容量的测定 5000G11S P11S 系列富士变频器具有自动指示主电容容量的功能 在规定的条件下 使主电源 OFF 自动测量主电容器的静电容 量 主电源再 ON 时 键盘面板显示电容器容量 内部存有出厂时容量初始值 显示的容量是此值的降低率 显示 测试步骤如下 a a 变频器装有选件卡时 将其取下 主电路端子 P N 连接有止动单元或者和它变频器有共直流母线连接时 都予断开 连接的 DC 电抗器不需要拆除 另外 如有控制电源辅助输入端子 RO TO 连接于主电源 则应予断开 b b 接点输入控制端子 FWD REV X1 X9 应全为 OFF 状态 使用 RS485 通信时 应予断开 投入主电源 确认冷却风扇运 行和变频器处于停止状态 即使由于接点输入端开路发生 OH2 外部报警 跳闸动作 并不影响自动测量过程 c c 切断主电源 d d 待充电指示灯 CRG 完全熄灭后 再次投入主电源 e e 键盘面板显示转换至维护信息画面 确认电容器容量 5 2 2 控制电路板上电解电容器寿命 此种场合 无法测量电容器的实际容量 只能显示按照有控制电源运行的累计时间再乘以变频器内部温度决定的寿命系数推算的 时间 因此 由于使用的环境不同 显示的时间与实际运行时间不同 运行累计时间以小时为单位 所以通电未满 1 小时 将忽略不 计 5 2 3 冷却风扇寿命 维护信息中有冷却风扇累计运行时间 累计时间以小时为单位 所以通电未满 1 小时 将忽略不计 温度对风扇的使用寿命有很 大影响 所以显示值只作为近似的寿命估算 5 2 4 依据维护信息近似寿命估算值见表 2