大功率变频器的维护与检修

摘 要：主要阐述了大功率变频器的检修和维护情况，介绍了交-直-交PWM变频器及其工作原理和大功率变频器的维护与检修，并通过实例阐述了大功率变频器的维护和检修过程。

关键词：大功率变频器；日常维护；定期检修；变频装置

中图分类号：TM921.51 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.095

大功率变频器在工业领域应用得较多，在冶金行业中主要应用在轧钢传动方面。由交流调速取代直流调速，不仅提高了轧钢能源的利用效率，还降低了维修工人的劳动强度，减少了修理费用。此外，在冶炼除尘风机、高炉鼓风机和水泵等中应用高压大功率变频器具有显著的节能效益，将逐步取代传统的挡板截流的调节方式，市场前景广阔。目前，应用于轧机主传动中的大功率变频器主要有交-交变频调速器和IGBT/IGCT交-直-交变频调速器，下面重点阐述大功率交-直-交PWM变频器的维护与检修。

1 交-直-交PWM变频器及其原理介绍

交-直-交PWM变频调速系统调速幅度更大，应用更为广泛，是交流调速系统的发展方向。交-直-交变频器可分为电压型和电流型两种。由于硬件功能和控制方法等因素，电压型变频调速器应用更为广泛。交-直-交PWM变频器的原理为交流电源经整流变为直流电源，再通过逆变部分按照控制方式有规则地导通截止，使输出频率可变。交-直-交变频调速系统主回路主要由整流环节、滤波环节和逆变环节三部分构成。整流环节是将交流电源变换为直流电源；滤波环节是吸收由整流环节和逆变器环节产生的电压脉动，也是储能环节；逆变环节是将直流电变换为交流电。

2 大功率变频器的维护与检修

大功率变频器与其他电气设备一样，也需要日常的维护和检修。变频器在运行中的可靠性和使用寿命与其日常维护和检修密不可分，尤其是一些不知名的品牌，一直在模仿国外知名品牌变频器的外观、电力电子元器件选件、控制技术和安全保护能力，但其性能与知名品牌变频器之间还存在很大差距。这使得日常维护和定期检修更为重要。

在温度、湿度、灰尘等环境因素的影响下，变频器中各元器件在运行中会逐渐发生变化。因此，为延长变频器的使用寿命，对变频器的日常维护和定期检修必不可少。下面为变频器的日常维护和定期检修内容。

2.1 日常维护内容

日常维护内容包括：①检查周围环境温度、湿度、灰尘情况，环境温度最好维持在10～30 ℃之间，湿度最好保持在40%～60% RH之间，灰尘越少越好；②检查柜体整流和逆变装置是否有异常振动，柜内各装置及其元器件是否正常工作，工作有无异音，装置温度是否正常，装置周围环境是否有异味。

2.2 定期检修内容

2.2.1 整流部分

对于整流部分，要检查的内容有：①进线电压是否正常，进线电缆是否正常，有无过热现象，电缆接头是否紧固；②吸收保护装置是否正常，进线断路器是否正常，做分合闸试验，并紧固各接线端子；③整流装置母排是否有过热情况，快熔是否良好；④内部可控硅有无损坏；⑤控制供电是否正常，电源板、控制板和控制操作面板是否正常；⑥通讯模板和通讯网络是否正常；⑦整流装置冷却风机是否正常，做风机运行试验；⑧制动单元和制动电阻是否正常，紧固各接线端子。

2.2.2 逆变部分

对于逆变部分，要检查的内容有：①逆变功率单元是否正常，快熔是否完好；②电容组是否有漏液现象，阻容吸收板是否正常，脉冲板是否正常，内部IGBT是否良好；③控制供电是否正常，控制板、电源板和控制操作面板是否正常，通讯模板和通讯网络是否正常；④逆变装置冷却风机是否正常，做风机运行试验，并紧固各接线端子；⑤出线断路器是否正常，做分合闸试验；⑥电机测温回路是否正常；⑦测试电机风机控制回路是否正常；⑧电机测速编码器是否正常。

在定期检修期间，需要逐个清洁拆卸下的元器件，并紧固所有端子和螺栓。这样做可以降低变频装置的故障率，延长变频装置的在线使用寿命。

3 大功率变频器的维护与检修实例

某钢厂某轧钢生产线主传动装置使用了西门子6SE70系列变频装置，整流装置为1 200～1 500 kW，逆变装置为800～1 200 kW，曾经多次发生过逆变装置内部IGBT、触发板损坏，直流侧快熔烧损等故障。通过分析，得出故障发生的原因为：①速度环PI参数设置不当，机械特性过硬，出现很小的速度波动都可能出现大电流，从而引起装置内部元件损坏；②配电室环境较差，灰尘较多，致使装置内部积尘较多，引起内部电气元件短路。

对此采取了以下措施：重新调节速度环PI参数，然后在保证正常生产工艺的基础上，降低P参数值，同时增大I参数，使系统机械特性偏软一些，动态响应稍慢一些，从而有效减少生产过程中装置内出现的冲击大电流，起到保护逆变装置的目的。

在变频装置日常维护中，要定期彻底清理内部的积尘，确保变频装置内部清洁，降低变频装置的故障率，延长装置的使用寿命。下面介绍6SE70装机装柜型逆变器拆装及内部清洁步骤：①拆除逆变装置电容组左右两侧的固定螺栓。②拆除固定螺栓后，拆下电容组插头，拉电容组左侧把手，以电容组右侧为轴开门旋转，转到45°左右（有些是旋转90°），然后水平向上托起，使门轴脱离卡槽，取下电容组。取下电容组后，擦拭电容器内部，同时检查电容组是否有漏液现象。如果有，就要及时统计更换。③拆除逆变器内阻容吸收板上的固定螺栓，然后用清洁剂清洗阻容吸收板。④拆除阻容吸收板下的绝缘片和铜排，然后用清洁剂清洗、擦拭绝缘片和铜排。⑤拆除触发板上的光纤，然后用清洁剂清洗触发板，同时使用酒精棉球擦拭光纤头。⑥拆除IGBT模块，对IGBT进行清洁，同时使用指针式万能表测试IGBT模块。⑦拆除左侧通讯板和控制板，拆除螺栓，拉出抽屉并拆除电源板，然后清洗、擦拭通讯板、控制板和电源板。⑧按照拆除时从后向前的顺序组装逆变器各元器件，从而完成对逆变器的拆装和清洁。

4 结束语

大功率变频器与其他电气设备一样，日常维护和定期检修工作必不可少。通过掌握大功率变频器的工作和控制原理，加强对大功率变频器运行环境和运行状态的监测，并了解大功率变频器拆装清理的方法，使大功率变频器保持良好的运行效果和正常的生产秩序。

参考文献

[1]何金奎.变频器运行故障分析与维修方法[J].有色设备，2005（06）.

〔编辑：王霞〕

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