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变频器使用与日常维护保养要点(二)

发布日期:2018-01-23 浏览次数:3777
 9.2  变频器日常维护保养要点

 

9.2.1  变频器维护保养周期标准

随着工厂自动化技术的发展,变频器日益成为重要的驱动和控制设备,因此保障变频器可靠运行也成为设备保养、降低故障停机时间的重要议题。要确保变频器可靠连续地运行,关键在于日常维护保养。根据日本电动机工业会的推荐,通用变频器的保养项目与定期检查的周期标准如表9-1所示。从表9-1中可以看出,除日常的检查外,所推荐的检查周期一般为1年。在众多的检查项目中,重点要检查的是主回路的平波电容器、逻辑控制回路、电源回路、逆变回路中的电解电容器、冷却系统中的风扇等。除主回路的电容器外,其他电容器的测定比较困难,因此主要以外观变化和运行时间为判断的基准。

 

9-1 通用变频器维护保养周期标准

检查部位

检查项目

检查事项

检查周期

备注

日常

定期

1

2

整机

周围环境

确认周围温度、湿度、尘埃、有毒气体、油雾等

   

如有积尘应用压缩空气清扫并考虑改善安装环境

整机装置

是否有异常震动、异常声音

     

电源电压

主回路电压、控制电压是否正常

   

测量各相线电压,不平衡应在3%以内

主回路

整体

用兆欧表检查主回路端子与接地端子间电阻

   

与接地端子之间的电阻应在5MΩ

各个接线端子有无松动

 

   

各个零件有无过热的迹象

 

   

清扫

       

连接导体、电线

导体有无歪倒

 

   

电线表皮有无破损、劣化、裂缝、变色等

 

   

变压器、电抗器

有无异臭、异常嗡嗡声

   

端子盒

有无损伤

 

 

如有锈蚀应考虑减少湿度

平滑电容器

有无漏液

 

 

有异常时及时更换新件,一般寿命为5

 

安全阀是否突出、膨胀

 

 
 

测定静电容容量和绝缘电阻

 

 

静电容容量应在额定值的80%以上,电容器端子与接地端子的绝绝电阻不少于5MΩ

继电器、接触器

动作时有无嘶嘶声

 

   
 

计时器的动作时间是否正确

 

 

有异常时及时更换新件

 

接点是否粗糙接触不良

 

   

制动电阻

电阻的绝缘是否损坏

 

 

有异常时及时更换新件

有无断线

 

 

阻值变化超过10%时应更换

逻辑控制、电源、逆变驱动与保护回路

动作确认

变频器单独运行时,各相输出电压是否平衡

 

 

各相之间的差值应在2%以内

作回路保护动作试验,判断保护回路是否异常

 

   


 

全体

有无异臭、变色

 

   

有无明显生锈

 

   

铝电解电容器

有无漏液、变形现象

     

如电容器顶部有凸起,体部中间有膨胀现象应更换新板,一般寿命期为5

冷却系统

冷却风扇

有无异常震动、异常声音
 
接线部位有无松动
 
用压缩空气清扫

 


 √
 
 

 

有异常时及时更换新件,一般使用23年应考虑更换

显示

显示

显示是否缺损或变淡

   

显示异常或变暗时更换新板

清扫

 

   

外接表

指示值是否正常

     

 

变频器在实际应用中,变频器受周围的温度、湿度、震动、粉尘、腐蚀性气体等环境条件的影响,其性能会有一些变化。如使用合理、维护得当,则能延长使用寿命,并减少因突然故障造成的生产损失。如果使用不当,维护保养工作跟不上去,就会出现运行故障,导致变频器不能正常工作,甚至造成变频器过早损坏,而影响生产设备的正常运行。因此日常维护与定期检查是必不可少的。

 

在变频器运行过程中,可以从设备外部目视检查运行状况有无异常,可以通过键盘面板转换键查阅变频器的运行参数,如输出电压、输出电流、输出转矩、电动机转速等,掌握变频器日常运行值的范围,以便及时发现变频器及电动机问题。此外,还要注意以下几点

 

①设专人定期对变频器进行清扫、吹灰,保持变频器内部的清洁及风道畅通。

 

②保持变频器周围环境清洁、干燥,严禁在变频器附近放置杂物.

 

③每次维护变频器后,要认真检查有无遗漏的螺丝及导线等,防止小金属物品造成变频器短路事故。

 

④测量变频器(含电动机)绝缘时,应当使用500V兆欧表。如仅对变频器进行检测,要拆去所有与变频器端子连接的外部接线。清洁器件后,将主回路端子全部用导线短接起来,将其与地用兆欧表试验,如果兆欧表指示在5MΩ以上,说明是正常的,这样做的目的是减少摇测次数。

 

日常维护保养的具体内容可以分为:运行数据记录,故障记录:每天要记录变频器及电动机的运行数据,包括变频器输出频率,输出电流,输出电压,变频器内部直流电压,散热器温度等参数,与合理数据对照比较,以利于早日发现故障隐患。变频器如发生故障跳闸,务必记录故障代码,和跳闸时变频器的运行工况,以便具体分析故障原因。

 

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。变频器的日常检查工作的内容主要包括:

①环境温度是否正常,要求在-10℃~+40℃范围内,以25℃左右为好。湿度是否合符要求,门窗通风散热是否良好;变频器下进风口、上出风口是否积尘或因积尘过多而堵塞。

 

②变频器显示面板显示的输出电流、电压、频率等各种数据是否正常,控制按键和调节旋钮是否失灵。

 

③显示部分是否正常,显示面板显示的字符是否清楚,是否缺少字符。

 

④用测温仪器检测变频器是否过热,是否有异味。

 

⑤变频器风扇运转是否正常,有无异响,过热、变色、异味、异声和异常震动,散热风道是否通畅。

 

⑥变频器运行中是否有故障报警显示。

 

⑦检查变频器交流输入电压是否超过最大值,380V级变频器的极限电压是418V(380V×1.1),如果主电路外加输入电压超过极限电压,即使变频器没运行也会对变频器线路板造成损坏。

 

⑧检查变频器、电动机、变压器、电抗器等有否过热及是否有异味,电动机声音是否正常,变频器主回路和控制回路的电压是否正常,电容器是否出现局部过热,外观有无鼓泡或变形,安全阀是否破裂。

 

⑨已停用变频器柜内加热器工作是否正常。

 

9.2.2  变频器的日常维护保养

变频器上电之前应先检查周围环境的温度及湿度,温度过高会导致变频器过热报警,严重的会直接导致变频器功率器件损坏、电路短路;空气过于潮湿会导致变频器内部直接短路。在变频器运行时要注意其冷却系统是否正常,如:风道排风是否流畅,风机是否有异常声音。一般防护等级比较高的变频器如:IP20以上的变频器可直接敞开安装,IP20以下的变频器一般应是柜式安装,所以变频柜散热效果如何将直接影响变频器的正常运行。

 

在变频速器的日常维护中也要按照规程去做,若发现变频器故障跳停时,不要就立即打开变频器进行维修,因为即使变频器不处于运行状态,甚至电源已经切断,由于其中有电容器,变频器的电源输入线、直流端子和电动机端子上仍然可能带有电压。断开开关后,必须等待几分钟后,使变频器内部电容器放电完毕,才能开始工作。当发现变频调速系统跳停,就立即用摇表对变频器拖动的电动机进行绝缘测试,从而判断电动机是否故障的方法是很危险的,易使变频器被烧。因此,在电动机与变频器之间的电缆未断开前,绝对不能对电动机进行绝缘测试,也不能对已连接到变频器的电缆进行绝缘测试。

 

在日常使用中,应根据变频器的实际使用环境状况和负载特点,制定出合理的检修周期和制度,在每个使用周期后,将变频器整体解体、检查、测量等全面维护一次,使故障隐患在初期被发现和处理。每台变频器每季度要清灰保养1次。保养要清除变频器内部和风路内的积灰、脏物,将变频器表面擦拭干净;变频器的表面要保持清洁光亮;在保养的同时要仔细检查变频器,察看变频器内有无发热变色部位,水泥电阻有无开裂现象,电解电容有无膨胀漏液防爆孔突出等现象,PCB有否异常,有没有发热烧黄部位。保养结束后,要恢复变频器的参数和接线,送电后启动变频器带电动机工作在3Hz的低频约1min,以确保变频器工作正常。

 

变频器的维护保养的内容主要包括:

(1)日常。每天进行一次检查记录运行中的变频器输出三相电压,并注意比较它们之间的平衡度;检查记录变频器的三相输出电流,并注意比较它们之间的平衡度;检查记录环境温度,散热器温度;察看变频器有无异常震动,声响,风扇是否运转正常。

 

(2)定期。利用每年一次的大修时间,将重点放在变频器日常运行时无法检查的部位。

①除尘。对变频器进行除尘,重点是整流柜、逆变柜和控制柜,必要时可将整流模块、逆变模块和控制柜内的线路板拆出后进行除尘。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。

 

清扫空气过滤器冷却风道及内部灰尘,变频器下进风口、上出风口是否积尘或因积尘过多而堵塞。变频器因本身散热要求通风量大,故运行一定时间以后,表面积尘十分严重,须定期清洁除尘。对线路板、母排等除尘后,进行必要的防腐处理,涂刷绝缘漆,对已出现局部放电、拉弧的母排须去除其毛刺后,再进行处理。对已绝缘击穿的绝缘板,须去除其损坏部分,在其损坏附近用相应绝缘等级的绝缘板对其进行隔绝处理,紧固并测试绝缘并认为合格后方可投入使用。

 

②检查交、直流母排有无变形、腐蚀、氧化,母排连接处螺丝有无松脱,各安装固定点处螺丝有无松脱,固定用绝缘片或绝缘柱有无老化开裂或变形,如有应及时更换,重新紧固,对已发生变形的母排须校正后重新安装。

 

③检查整流柜、逆变柜内风扇运行及转动是否正常,停机时,用手转动,观察轴承有无卡死或杂音,必要时更换轴承或维修。

 

④对输入、整流及逆变、直流输入快速熔断器进行全面检查,发现烧毁和老化的要及时更换。

 

⑤中间直流回路中的电容器有无漏液,外壳有无膨胀、鼓泡或变形,安全阀是否破裂,有条件的可对电容容量、漏电流、耐压等进行测试,对不符合要求的电容进行更换,对新电容器或长期闲置未使用的电容器,更换前须对其进行钝化处理。滤波电容器的使用周期一般为5年,对使用时间在5年以上,电容容量、漏电流、耐压等指标明显偏离检测标准的,应酌情部分或全部更换。

 

⑥对整流、逆变部分的二极管、IGBT用万用表进行电气检测,测定其正向、反向电阻值,并在事先制定好的表格内认真做好记录,看各极间阻值是否正常,同一型号的器件一致性是否良好,必要时进行更换。

 

⑦对进线的主接触器及其它辅助接触器进行检查,仔细观察各接触器动静触头有无拉弧、毛刺或表面氧化、凹凸不平,发现此类问题应对其相应的动静触头进行更换,确保其接触安全可靠。

 

⑧仔细检查端子排有无老化、松脱,是否存在短路隐性故障,各连接线连接是否牢固,绝缘层有无破损,各电路板接插头接插是否牢固。进出主电源线连接是否可靠,连接处有无发热氧化等现象,接地是否良好。

 

(3)变频器长时间不使用要做的维护有:电解电容器不通电时间不要超过3~6个月,因此要求间隔一段时间通一次电,新买来的变频器如离出厂时间超过半年至一年,也要先通低电压空载,经过几小时,让电容器恢复充放电性能后再使用。

 

(4)如条件允许的情况下,要用示波器测量开关电源输出各路电压的平稳性,如:5V、12V、15V、24V等电压。测量驱动电路各路波形的方波是否有畸变。U、V、W相间波形是否为正弦波。接触器的触点是否有打火痕迹,严重的要更换同型号或大于原容量的新品;确认控制电压的正确性,进行顺序保护动作试验;确认保护显示回路无异常;确认变频器在单独运行时输出电压的平衡度。

 

9.2.3  备件更换

变频器由多种部件组成,其中一些部件经长期工作后其性能会逐渐降低、老化,这也是变频器发生故障的主要原因,为了保证设备长期的正常运转,易损件超出使用周期必须对其进行更换,易损件更换主要依据变频器使用年限以及日常检查的结果决定,变频器易损件更换项目见表9-2。

 

表9-2  变频器易损件更换项目

 

器件状况判别

更换方法

更换后的检验

风扇

风扇是变频器的常用备件,风扇损坏分为电气故障和轴承故障。风扇发生电气故障后风扇会不运转或转速不正常,这在日常检查中就可以发现,发现后立即更换。风扇发生轴承故障后现风扇在运转时的噪声和震动明显增大,这时要尽快予以更换。也可以根据变频器说明书的建议,在风扇使用到达一定年限后(一般风扇的寿命大约为10kh~40kh,一般3年左右)统一予以更换

推荐使用原装的风扇备件,但有时原装的备件很难买到或订货周期长,则可以考虑使用替代品。替代品必须保证外形与安装尺寸与原装的完全一致,电源、功耗、风量和质量与原装的接近。直接冷却风扇有二线和三线之分,二线风扇其中一线为正极,另一线为负极,更换时不要接错;三线风扇除了正、负极外还有一根检测线,更换时千万注意,否则会引起变频器过热报警。交流风扇一般为220V、380V之分,更换时电压等级不要搞错。

更换以后要试运行,观察风扇的风量、运行噪声和震动情况,连续运转大约半小时,再观察整机的温升,如果一切正常,则可以判定更换或替换成功

主滤波电容

主滤波电容是变频器的常用备件,如果电容有漏液、膨胀、防爆孔破裂的现象应立即更换。也可以根据变频器说明书中给出的电容使用年限进行强制更换。中间电路的滤波电容主要作用就是平滑直流电压,吸收直流中的低频谐波,它的连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加快其电解液的干涸,直接影响其容量的大小,每年定期检查电容容量一次,一般其容量减少20%以上应更换。主回路滤波电解电容的使用寿命与变频器的环境温度有较大关系,如果平时使用注意,变频器安装环境良好,则可以大大延长电解电容的使用寿命

推荐使用原装的电容备件,但有时原装的备件很难买到或订货周期长,则可以考虑使用替代品。替代品必须保证安装尺寸与原装的完全一致,长度小于或等于原装的,耐压和标称工作温度大于或等于原装的,总电容量与原来的相近

更换以后要试运行,满载运行2小时,如果电容本体没有严重发热,则可以确认更换成功

大功率电阻

观察大功率电阻的表面颜色,如果是水泥电阻要观察电阻表面是否有裂缝,如果电阻老化现象明显(颜色变黑、严重开裂)则应更换

推荐使用原装的电阻备件,但也可以用替代品。替代品首先功率和电阻值要与原装的电阻相近,其次要求安装方式和安装尺寸要与原来的一致

更换后要试运行,断电、送电重复3次,注意断电再送电之间的时间间隔,再带满载运行半小时,如果一切正常则可以确认更换成功

接触器或继电器

接触器或继电器一般有累计动作次数寿命,超过应予以更换,日常检查发现有触点接触不良,要立即更换

推荐使用原装的备件,但也可以用替代品,替代品的触点容量和线圈要与原装的一致,安装方式和安装尺寸也要与原来的相同,质量也要相同

更换后要试运行,令接触器反复动作多次,再带满载运行半小时,如果一切正常则可确认更换成功

结构件

变频器的塑料外壳有可能被损坏,视具体情况决定是否更换,结构件的内部安装螺丝如有打滑或生锈的情况,应当予以更换

外壳更换一定要用原装备件,螺丝等结构件则可以用相同规格相同质量的替代产品

螺丝更换以后一定要拧紧,并带满载试验,确保不会因为接触电阻太大而引起发热

操作显示单元

变频器的操作显示单元如果有显示缺失或按键失效的现象,则要予以更换

更换要用原装的产品或兼容的升级替代产品

更换后要上电检查显示和动作是否完全正常

印刷线路板

印刷线路板原则上不需更换,但如在日常检查中发现有严重发热烧毁的现象,则可以考虑予以更换

在定期检修中最好进行喷膜处理,可以抗腐蚀性,增强绝缘性能。在进行喷膜处理时,特别要注意保护好各类接插件口,不要让膜层保护剂喷入,以免引起接触不良。具体做法,接插件口可先用遮盖剂或塑料胶带遮后再喷膜。更换一定要用原装备件

更换后要做满载试验1小时,一切正常才能确认更换成功


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