在工业生产现场,三菱变频器被广泛用于各类电机驱动设备,依靠变频调速实现设备运行状态调节。设备长期连续工作过程中,变频器容易出现各类报警故障,其中过流、过载报警较为常见,同时现场复杂的电气环境带来的电磁干扰,也会引发设备异常停机、误报警等问题。做好故障排查与问题处理,能够保障生产设备稳定运转,减少停机带来的生产损失。
过流报警是变频器运行过程中较为多发的故障类型,该报警一般分为启动过流、运行中过流两类。启动阶段出现过流,大多和电机回路存在问题相关。首先需要检查电机绕组是否存在短路、绝缘破损情况,电机接线端子有没有松动、接地现象。如果电机本身没有异常,就要查看变频器输出侧接线,电缆是否出现破损、线芯搭接,输出电缆过长也会造成电流异常。在设备启动瞬间,负载机械卡滞、轴承损坏,会让电机负载瞬间变大,引发过流报警,此时需要对机械传动部位进行检查,清理卡阻异物,检修传动机构。
设备正常运行阶段发生过流报警,多由负载突变、变频器硬件损伤造成。生产工况变化会使负载短时间大幅增加,电机电流快速上升,触发保护动作。另外变频器内部功率器件老化损坏,也会造成输出电流异常。排查时先切断电源,对变频器进行断电静置,待内部电容放电完成后,检查主回路接线有无松动、发热烧蚀痕迹。在确认外部电机与机械负载wu故障后,再判断变频器本体是否存在器件损坏,必要时开展设备检修。
过载报警和过流故障表现存在区别,过载报警多是电机长时间处于高负载状态,电流没有达到过流阈值,但超出电机允许的持续运行范围。出现过载报警,优先核查现场实际负载情况。生产工艺调整后,设备负载提升,电机长时间超负荷工作,就会触发过载保护。需要核对现场工艺工况,观察设备是否存在机械阻力变大,传动部件磨损、润滑不足,都会增大电机运行负担。
排查过载故障时,先观察电机运行温度,如果电机温升明显偏高,说明负载确实偏大。可以适当调整设备运行工况,降低实际负载。若是机械部件磨损带来阻力增加,及时对轴承、齿轮等部件做维护保养。部分情况下,电机选型和现场负载不匹配,也会频繁出现过载报警,需要结合现场工况,匹配适配的电机设备。另外变频器散热条件变差,内部温度升高,也会间接诱发保护报警,定期清理变频器散热风道灰尘,保证通风通道通畅,能够减少这类问题发生。
工业现场内变频器工作会受到电磁干扰影响,干扰会造成变频器误报警、输出信号异常,甚至出现设备无故停机。变频器本身属于电力电子设备,运行时会产生高频谐波,同时现场电焊机、接触器、大功率电机等设备,也会向外释放电磁信号,互相之间形成干扰。
处理电磁干扰问题,需要从布线、接地、屏蔽几个方面开展工作。变频器输入、输出电缆要和控制信号线分开走线,避免电缆平行近距离排布,强弱电线路尽量保持一定距离,减少信号耦合。动力电缆选用屏蔽电缆,屏蔽层做好接地处理,接地点位要可靠牢固。变频器的接地端子要单独接入接地系统,不要和其他大功率设备共用接地线路,防止接地回路引入干扰信号。
在控制柜内部,控制回路的信号线尽量使用屏蔽线缆,线缆屏蔽层单端接地。变频器输入端可以加装电抗器,抑制电网侧传入的谐波干扰。现场的接触器、继电器等感性器件,可搭配吸收元件,减少通断过程产生的干扰信号。另外要注意控制柜的密封与布线规整,减少线缆交叉缠绕,降低干扰耦合的可能性。
在故障处理的实际工作中,要遵循先外部后内部的排查思路。出现报警后,先查看设备现场工况,检查电机、机械、接线等外部条件,外部条件全部确认无误后,再检查变频器本体。处理故障时务必做好断电操作,等待设备内部储能元件放电结束,再开展检修工作,保障操作安全。
日常维护工作同样重要,定期清理设备积尘,检查接线端子紧固情况,查看电缆有无老化破损,监测设备运行温度。做好日常巡检,能够提前发现隐患,降低故障发生概率。遇到报警故障不要盲目反复启动设备,多次强行启动会加重器件损伤,应当分析报警现象,逐项排查诱因,找到问题根源再恢复运行。
工业现场工况复杂,变频器故障成因往往不是单一因素,过流、过载故障有时会伴随电磁干扰一同出现。结合现场实际条件,逐项落实排查与整改措施,能够减少变频器报警停机情况,维持生产设备平稳运行。