化工系统中变频器几类常见的故障分析与实例
颜景銮
［新能凤凰（滕州）能源有限公司，山东 滕州 277527］
［摘 要］ 介绍化工系统中变频器的几类常见故障——参数设置类故障、电压类故障、过流类故障、过热类故障、外部类故障，分析故障产生的原因，并结合生产中遇到的故障实例阐述变频器故障处理及预防的一般原则与方法。
［关键词］ 变频器；参数设置类故障；电压类故障；过流类故障；过热类故障；外部类故障；处理；实例介绍
［中图分类号］ TM 307+.1 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2017）01-0067-05
由于化工产业具有以下四大特点：使用的原料、半成品和成品种类繁多，绝大部分是易燃易爆、有毒有害、有腐蚀的危险化学品；工艺条件苛刻，有些化学反应在高温、高压下进行，有的要在低温、高真空度下进行；装置规模大型化；生产方式高度自动化与连续化。因此，变频控制技术凭借其优良的控制特性、便捷的操作方式、显著的节能效果在化工系统中得以广泛应用。随着各类型变频应用方式的普及和对变频技术认识的加深，紧跟公司倡导的减少外委检修费用、践行自主检修的思路，近年来我公司对于变频器等电控设备采用了购置备件自行维修的方式，过程中对变频器的几类常见故障积累了一些认识与维修经验，以下通过实例与大家分享。
1 参数设置类故障
参数设置虽然是变频器安装、调试时需关注的问题，但由于化工行业的特性，变频器在装置正常生产后的不断投用，拆装、维修的频次相对于其他行业居高不下，而参数设置正确又是保障变频器正常启动及运行的基本条件，因此，化工电气维修人员对此类故障应予以重视。在不改动出厂设置的情况下，变频器带上相匹配的负载，用户就能以面板操作的方式使其启动运行，但仅以面板操作是远远不能满足大多数化工设备传动系统的控制要求。依据现场实际设备配置和控制要求，正确设置变频器的参数尤为重要，一旦设置不正确或者检修、更换时重置错项、漏项，轻者达不到理想的控制目标，重者变频器不能正常工作甚至不工作。因此，在变频器检修、更换安装完成后，根据具体的使用情况要对一些重要的参数进行设置和修正。
1.1 几类重要参数及其设置
1.1.1 电机参数
电机的功率、电流、电压、转速、频率等参数按照所用电机的铭牌参数设定。由于电气设备铭牌在化工生产环境中腐蚀、氧化，运行几年后就会出现模糊不清的现象，电机参数设置后必须保存参数档案，以利于对这些用于变频器启动、进行保护计算和动作判别的主要依据进行核对或重置。
1.1.2 控制方式
控制方式是决定变频器使用性能的关键所在。控制方式要依据负载的特性，以满足使用要求为准，以便做到量才使用、经济实惠。应用宏就是一个在特定场合下使用的控制方式。
1.1.3 启动方式
要使变频器运转，需给变频器一个启动命令。一般有3种方式可以启动变频器：操作面板；外部端子控制（可以是固定电平，也可以是脉冲信号）；通信控制方式。变频器出厂时一般设置为面板启动，可以根据实际情况，选择其中任意一种方式。
1.1.4 给定选择
（1）给定位置：变频器本体就地按键给定多用于调试和便于操作现场使用；外接给定应用较多，但应克服给定回路接触不良和外接干扰的影响。
（2）给定量：数字给定较为精准，便于控制室人员操作；模拟量信号精度低，接线简单，容易实现。
（3）给定电信号：分为电压和电流信号，电流信号抗干扰能力较强，但配置繁琐；电压信号给定易于实现，近距离首选。
变频器启动或运行频率的给定可以任选其一，也可以是几种方式的组合。
1.2 故障分析及处理原则
发生了参数设置类故障，变频器均不能正常运行，或者即便能启停但运行达不到控制要求和指标。一般要参照每台设备的变频器参数设置表或查阅变频器修正后的参数逐一进行核对；如果问题不能解决，就要将所有参数恢复到出厂值，然后参照使用说明书参数设置步骤和设备实际的接线、配置和目标值重新设置相关参数。
1.3 实例介绍
1.3.1 实例Ⅰ
锅炉系统的2#灰渣皮带，配用ACS350-03E-23A1-4变频器。检修后投入运行，操作人员发现变频器故障指示灯亮，电气人员现场检查，变频器运行正常，无报警记录，联系将灰渣皮带暂停，检查发现ACS350变频器1401参数设置为3，定义为故障取反，将此参数由3改为4后，重新启动灰渣皮带，变频器故障信号灯灭，运行正常。
1.3.2 实例Ⅱ
煤运系统筒仓的2#环形给煤机变频器ACS550-01-180A-4远控不能调速，就地调速正常。现场检测，DCS给定最低信号为4 mA，变频器就显示给定信号19.8%，所以远控开车电机按300 r/min运行，不能满足工艺要求，工艺要求在低于300 r/min状况下可调运行。查看变频器设置参数进行比对，将1304参数由20% 变为0%，即将最小远控给定值设置为0转速可调，启动2#环形给煤机，远控低转速调速正常。
1.3.3 实例Ⅲ
气化磨机的C#煤称量给料机FRN15-G11-4CX变频器，投用时最大频率设置为50 Hz，但启动给料机后，电机转速明显较同频率下其他电机低。经检查频率增益F17，调试时设置为200%。由于频率设定信号增益为设定模拟频率信号对输出频率的比率，如设定频率为40 Hz，实际输出频率仅为20 HZ。将设定频率增益设定值改为出厂设定值100%后，问题得到解决。
2 电压类故障
2.1 电压保护
电压保护是变频器基本保护功能之一，主要是在变频器的直流母线电压过高或过低时动作，以保护电子元件正常工作。正常运行时，直流母线电压为三相全波整流后的平均值，平均直流电压Ud=1.35U线=1.35×380=513 V。按（GB 12325—90）规定，电网电压的允许偏差为额定电压的+7%～-7%，最低不能低于380-（380×7%)=353.4 V，最高不能高于380+（380×7%)=406.6 V，折算为变频器直流母线电压的安全范围为477.09～548.91 V。
2.2 故障分析及处理原则
电压类故障的出现大多是由于以下原因：外部供电线路系统遭受雷击等；或者在变频器的供电回路中存在大负荷电机的直接启动或停车，使得电网瞬间波动引起变频器过压、欠压保护而不能正常工作；还可能源于变频器的参数设置不当或制动环节配置不当。
2.2.1 过压保护动作的一般原因及处理
电源电压太高，采用调整变压器调节开关的方法降低供电电压。
减速时间太短，据现场工艺需求适当延长“减速时间”设置。
放电能量无法释放，造成直流电压升高，减速过程中，再生制动的放电电阻小，不能满足放电要求，需增加外接制动电阻和制动单元。
放电回路元件故障或断路，检查放电回路完好性，更换损坏的放电电阻。
2.2.2 欠电压的原因及处理
电源电压太低，采用调节变压器调节开关的方法提升供电电压；若是电网波动引起的瞬间低电压，波动后变频器复位即可。
电源缺相，检查变频器供电电源空气开关或接触器，损坏的及时更换，处理、紧固电源线压接部位，排除接触不良、接触电阻过大等现象。
整流桥回路故障，购置同型号的整流器件或晶闸管，认真检查及时更换。
2.3 实例介绍
更多内容详见《中氮肥》2017年第1期