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y132-6堵转电机 简要了解电动机结构原理
发布时间 : 2024-10-09
作者 : 小编
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简要了解电动机结构原理

电机分类:

静止电机-变压器。

直流电机的特点:

直流发电机的电势波形较好,对电磁干扰的影响小。

直流电动机的调速范围宽广,调速特性平滑。

直流电动机过载能力较强,热动和制动转矩较大。

异步与同步的概念:所谓异步及同步是指电动机的转子转数与气隙中的旋转磁场的旋转方向及速度是否相同,相同即称为同步反之就是异步。

异步电机主要用作电动机,去拖动各种生产机械。

异步电动机的优点:结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特征。

异步电动机的缺点:功率因数较差。异步电动机运行时,必须从电网里吸收落后性的无功功率,它的功率因数总是小于1。

直流电机原理应用:

直流电机的基本工作原理:

直流电机工作原理图

直流电机工作原理图,当电刷A、B接在电压为U的直流电源上时,若电刷A是正电位,B是负电位,在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b,在S极范围内的导体cd中的电流是从c流向d。载流导体在磁场中要受到电磁力的作用,因此,ab和cd两导体都要受到电磁力的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向,利用电动机左手定则判断,ab边受力的方向是向左,而cd边则是向右。由于磁场是均匀的,导体中流过的又是相同的电流,所以,ab边和cd边所受电磁力的大小相等。这样,线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。当线圈转到磁极的中性面上时,线圈中的电流等于零,电磁力等于零,但是由于惯性的作用,线圈继续转动。线圈转过半周之后,虽然ab与cd的位置调换了,ab边转到S极范围内,cd边转到N极范围内,但是,由于换向片和电刷的作用,转到N极下的cd边中电流方向也变了,是从d流向c,在S极下的ab边中的电流则是从b流向a。因此,电磁力的方向仍然不变,线圈仍然受力按逆时针方向转动。可见,分别处在N、S极范围内的导体中的电流方向总是不变的,因此,线圈两个边的受力方向也不变,这样,线圈就可以按照受力方向不停的旋转了,通过齿轮或皮带等机构的传动,便可以带动其它工作机械。

从以上的分析可以看到,要使线圈按照一定的方向旋转,关键问题是当导体从一个磁极范围内转到另一个异性磁极范围内时(也就是导体经过中性面后),导体中电流的方向也要同时改变。换向器和电刷就是完成这个任务的装置。在直流电动机中,换向器和电刷把输入的直流电变为线圈中的交流电。可见,换向器和电刷是直流电机中不可缺少的关键性部件。

当然,在实际的直流电动机中,也不只有一个线圈,而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中,当导体中通过电流、在磁场中因受力而转动,就带动整个转子旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。

直流电机的参数

转矩:电动机得以旋转的力矩,单位为 kg·m 或N·m。

转矩系数:电动机所产生转矩的比例系数,一般表示每安培电枢电流所产生的转矩大小。

摩擦转矩:电刷、轴承、换向单元等因摩擦而引起的转矩损失。

启动转矩:电动机启动时所产生的旋转力矩。

转速:电动机旋转的速度,工程单位为r/min,即转每分,在国际单位制中为rad/s,即弧每秒。

电枢电阻:电枢内部的电阻,在有刷电动机里一般包括电刷与换向器之间的接触电阻,由于电阻中流过电流时会发热,因此总希望电枢电阻尽量小些。

电枢电感:因为电枢绕组是由金属线圈构成,必然存在电感,从改善电动机运行性能的角度来说,电枢电感越小越好。

电气时间常数:电枢电流从零开始达到稳定值的63.2%时所经历的时间。测定电气时间常数时,电动机应处于堵转状态并施加阶跃性质的驱动电压。电气时间常数工程上常常利用电枢绕组的电阻Ra和电感La求出:Te=La/Ra。

机械时间常数:电动机从启动到转速达到空载转速的63.2%时所经历的时间。测定机械时间常数时,电动机应处于空载运行状态并施加阶跃性质的阶跃电压。机械时间常数工程上常常利用电动机转子的转动惯量J和电枢电阻Ra以及电动机反电动势系数Ke、转矩系数Kt求出:Tm=(J×Ra)/(Ke×Kt)。

转动惯量:具有质量的物体维持其固有运动状态的一种性质。

反电动势系数:电动机旋转时,电枢绕组内部切割磁力线所感应的电动势相对于转速的比例系数,也称为发电系数或感应电动势系数。

功率密度:电动机每单位质量所能获得的输出功率值,功率密度越大,电动机的有效材料的利用率就越高。

转子:rotor ;定子:stator; 电枢:armature; 励磁:excitation。

三相异步电动机的结构:

三相鼠笼型异步电动机的外形图

主要部件的拆分图

定子是用来产生旋转磁场的。三相电动机的定子一般由外壳、定子铁心、定子绕组等部分组成。

(1)外壳:三相电动机外壳包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件。

机座:铸铁或铸钢浇铸成型,它的作用是保护和固定三相电动机的定子绕组。中、小型三相电动机的机座还有两个端盖支承着转子,它是三相电动机机械结构的重要组成部分。通常,机座的外表要求散热性能好,所以一般都铸有散热片。

端盖:用铸铁或铸钢浇铸成型,它的作用是把转子固定在定子内腔中心,使转子能够在定子中均匀地旋转。

轴承盖:也是铸铁或铸钢浇铸成型的,它的作用是固定转子,使转子不能轴向移动,另外起存放润滑油和保护轴承的作用。

接线盒:一般是用铸铁浇铸,其作用是保护和固定绕组的引出线端子。

吊环:一般是用铸钢制造,安装在机座的上端,用来起吊、搬抬三相电动机。

(2)定子铁心

异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分,由0.35mm~0.5mm厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成,如下图所示。由于硅钢片较薄而且片与片之间是绝缘的,所以减少了由于交变磁通通过而引起的铁心涡流损耗。铁心内圆有均匀分布的槽口,用来嵌放定子绕圈。

(3)定子绕组

定子绕组是三相电动机的电路部分,三相电动机有三相绕组,通入三相对称电流时,就会产生旋转磁场。三相绕组由三个彼此独立的绕组组成,且每个绕组又由若干线圈连接而成。每个绕组即为一相,每个绕组在空间相差120°电角度。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。中、小型三相电动机多采用圆漆包线,大、中型三相电动机的定子线圈则用较大截面的绝缘扁铜线或扁铝线绕制后,再按一定规律嵌入定子铁心槽内。定子三相绕组的六个出线端都引至接线盒上,首端分别标为U1, V1, W1,末端分别标为U2,V2, W2。这六个出线端在接线盒里的排列如下图所示,可以接成星形或三角形。

(a)星形连接;(b)三角形连接

定子绕组的联结

定子绕组:是电路重要的组成部分定子绕组用绝缘的铜(或铝)导线绕成,嵌在定子槽内。

异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕组和转轴组成的 。

1、转子铁心:是电动机磁路的一部分,它用0.5mm厚的硅钢片叠压而成。铁心固定在转轴或转子支架上,整个转子的外表呈圆柱形。

2、转子绕组:分为笼型和绕线型两类。

笼型转子:笼型绕组是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上一根导体,在铁心的两端用端环连接起来,形成一个短路的绕组。如果把转子铁心拿掉,则可看出,剩下来的绕组形状像个松鼠笼子,因此又叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的,也有用铝的。

如果用的是铜料,就需要把事先做好的裸铜条插入转子铁心上的槽里,再用铜端环套在伸了两端的铜条上,最后焊在一起,如图(b)所示。如果用的是铸铝,就连同端环、风扇一次铸成,如图(c)所示 。笼型转子结构简单、制造方便、是一种经济、耐用的电机,所以应用极广。

其他部分包括端盖、风扇等。端盖除了起防护作用外,在端盖上还装有轴承,用以支撑转子轴。风扇则用来通风冷却电动机。三相异步电动机的定子与转子之间的空气隙,一般仅为0.2mm~1.5mm。气隙太大,电动机运行时的功率因数降低;气隙太小,使装配困难,运行不可靠,高次谐波磁场增强,从而使附加损耗增加以及使启动性能变差。

异步电机的工作原理:

三相交流电通入定子绕组后,便形成了一个旋转磁场,其转速:

旋转磁场的磁力线被转子导体切割,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势。转子绕组是闭合的,则转子导体有电流流过。设旋转磁场按顺时针方向旋转,且某时刻为上为北极N下为南极S,如下图所示。根据右手定则,在上半部转子导体的电动势和电流方向由里向外,用⊙表示;在下半部则由外向里,用⊕表示。

原理:定子旋转磁场以速度n0切割转子导体感生电动势(发电机右手定则),在转子导体中形成电流,使导体受电磁力作用形成电磁转矩,推动转子以转速n顺n0方向旋转(电动机左手定则),并从轴上输出一定大小的机械功率。(n不能等于n0)。

特点:电动机内必须有一个以n0旋转的磁场。

-实现能量转换的前提;电动运行时n恒不等于n0(异步)。

-必要条件n<n0;建立转矩的电流由感应产生。

-感应名称的来源。

流过电流的转子导体在磁场中要受到电磁力作用,力F的方向可用左手定则确定,如上图所示。电磁力作用于转子导体上,对转轴形成电磁转矩,使转子按照旋转磁场的方向旋转起来,转速为n。

三相电动机的转子转速n始终不会加速到旋转磁场的转速n1。因为只有这样,转绕组与旋转磁场之间才会有相对运动而切割磁力线,转子绕组导体中才能产生感应电动势和电流,从而产生电磁转矩,使转子按照旋转磁场的方向继续旋转。由此可见

,且 ,是异步电动机工作的必要条件,“异步”的名称也由此而来。

异步电机旋转磁场的产生:

异步电机的旋转磁场:

空间相差 120°角的三相绕组,通入对称三相电流时,产生的是一对磁极的旋转磁场,当电流经过一个周期变化时,磁场也沿着顺时针方向旋转了一周(在空间旋转的角度为360°)。

改变旋转磁场的转向:

综上分析可以得出:改变流入三相绕组的电流相序,就能改变旋转磁场的转向;改变了旋转磁场的转向,也就改变了三相异步电动机的旋转方向。

直流电机的驱动:

用单片机控制直流电机时,需要加驱动电路,驱动电路要为直流电机提供足够大的驱动电流,使用不同的直流电机,其驱动电流就不同,要根据实际需求选择合适的驱动电路,通常有以下几种驱动电路:三极管电流放大驱动电路、电机专用驱动模块(如L298)、达林顿驱动器等。如果是驱动单个电机,并且电机的驱动电流不大的情况下,可自己用三极管搭驱动电路,不过这样要稍微麻烦些。如果电机所需要的驱动电流较大,可直接选用市场上现成的电机专用驱动模块,这种模块接口简单,操作方便,而且可为电机提供较大的驱动电流,不过它的价格要贵一些。如果是自己学习电机原理及电路驱动原理,建议大家可选用第三种方案,使用达林顿驱动器,它实际上就是一个集成芯片,单块芯片同时可驱动8个电机,每个电机由单片机的一个I/O口控制,当需要调节直流电机转速时,使单片机的相应I/O口输出不同占空比的PWM波形,在接下来的例程中我们就该驱动电路做介绍。在这之前首先介绍一下PWM波。

PWM波:PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)的缩写,按一定规律改变脉冲序列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调制方式,我们在控制系统中最常用的是矩形波PWM信号,在控制时需要调节PWM波的占空比。如图所示,占空比是指高电平持续的时间在一个周期时间内的百分比。控制电机的转速时,占空比越大,速度越快,如果全为高电平,即占空比为100%时,速度达到最快。

当用单片机I/O口输出PWM信号时,有三种方法可采用:

(1)可以利用软件延时,当高电平延时时间到时对I/O口电平取反变成低电平,然后再延时,当低电平延时时间到时再对该I/O口电平取反,如此循环就可得到PWM信号;

(2)利用定时器,控制方法同上,只是在这里利用单片机的定时器来定时进行高低电平的翻转,而不用软件延时;

(3)利用单片机自带的PWM控制器,STC12系列单片机自身带有PWM控制器,STC89系列单片机无此功能,其它型号的很多单片机也带有PWM控制器,比如PIC单片机、AVR单片机等。

直流电机与单片机的硬件连接

图8是使用TX-1C实验板做直流电机扩展实验时的硬件连接图,电机扩展板独立于TX-1C实验板,电机扩展板上使用5V直流电源,在做本实验时,两电源需要共地。电机扩展板上用一个达林顿反相驱动器ULN2803驱动电机,这里仅驱动一路电机,电机的一端接+5V电源,另一端接ULN2803的OUT6引脚,ULN2803的IN6引脚与单片机的P1.7相连,通过控制单片机的P1.7输出PWM信号就可控制直流电机的速度与启停。

直流电机和单片机连接原理图

实验所用直流电机实物图

直流电机参数,电压:2-6V,直径:24mm,高度:12mm.。

C语言程序实例:

电机铭牌数据:

要正确使用电动机,必须要看懂铭牌。今以Y132M-4型电动机为例,来说明铭牌上各个数据的意义。

此外,还有功率因数0.85,效率87%。

为了适应不同用途和不同工作环境的需要,电动机制成不同的系列,每种系列用各种型号表示。

型号说明:

电机铭牌数据-型号:

电机铭牌数据-接法:

电压:铭牌上所标的电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压。

电流:铭牌上所标的电流值是指电动机在额定运行时定子绕组的线电流。

功率与效率:铭牌上所标的功率值是指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率值。所谓效率就是输出功率与输入功率的比值。

功率因数:因为电动机是电感性负载,定子相电流比相电压滞后一个Φ角。cosΦ 就是功率因数。

转速:由于生产机械对转速的要求不同,需要生产不同磁极数的异步电动机,因此有不同的转速等级。最常用的是四磁极的(n0=1500r/min)。

绝缘等级:绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级的。所谓极限温度,是指电动机绝缘结构中最热点的最高容许温度。

防护等级:防护等级表示三相电动机外壳的防护等级,其中IP是防护等级标志符号,其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力。数字越大,防护能力越强,如IP44中第一位数字“4”表示电机能防止直径或厚度大于1毫米的固体进入电机内壳。第二位数字“4”表示能承受任何方向的溅水。

本文来源于互联网,暖通南社整理编辑。

施工现场情况下变频器故障原因分析及处理案例

1 引言

在现代工业中,交流传动以其优越于直流传动的特点,在很多场合中都被作为首选的传动方案,采用变频器控制的电动机系统,有着节能效果显著、调节控制方便、维护简单、可网络化集中、远程控制、可与plc组成自动控制系统等优点。变频器的这些特点使其在电力电子系统、工业自动控制等领域的应用日益广泛。市场上不同型号规格变频器的安装、接线、调试各有特点,但主要方法及注意事项基本一致。但使用变频器时,一旦发生故障,工矿企业的普通运行人员就很难处理。变频器故障的产生可能是产品质量问题、运行环境问题、应用方式问题,也可能是变频器的参数设置问题。本文阐述了变频器常见的故障、故障产生的原因及处理方法作一分析。

2 参数设置类故障原因分析及处理

变频器使用中,是否能满足传动系统的控制要求,变频器的参数设置非常重要,如参数设置不正确,轻者控制效果不好,重者变频器不能正常运行。对于一台新购置的变频器,一般在出厂时,厂家对每一个参数都设有一个默认值,在这些参数值的情况下,变频器是能以面板操作方式正常运行的,但仅此,并不能满足绝大多数传动系统的要求。如要获得更好的控制效果,用户必须根据传动系统的实际情况,参考其使用说明书,修改变频器的参数。

一旦发生了参数设置类故障,变频器都不能正常运行,最好是能够把所有参数恢复到出厂值,然后按照使用说明书参数设置步骤重新设置相关参数。对于不同型号的变频器其参数恢复方式也不尽相同。参数设定不当,这种问题常常出现在恒转矩负载,遇到此类问题时应重点检查加、减速时间设定或提升转矩设定值。

(1) 实例1

一台富士frn280g11-4cx 变频器在运行时跳,显示:欠电压"lu"。

分析与维修:在启动大功率设备,(如2#氮氢压缩机4000kw同步电动机)时,与其在同一电源上的其它两台富士frn5.5g11-4cx 变频器在运行时没有跳,唯独这台变频器在运行时跳,显示:欠电压"lu"报警。断电后,打开外壳,检查这台变频器的内部一、二次回路中压接线无松动现象;检查电动机接线盒内部接线无接触不良现象。上电后,检查变频器的设定参数,f14:设定值为"1"(瞬停再起动不动作),修改变频器的设定参数f14:设定值为"3"(瞬停再起动动作),变频器检出欠电压后保护功能不动作,停止输出,电源恢复时自动再起动。自从修改完变频器的设定参数后,在启动大功率设备时,次台变频器在运行时没有发生欠电压"lu"跳过。

(2) 实例2

一台frn1.5g11-4cx 新投用变频器,频率设置已经很大,但电机转速明显较同频率下其他下其他电机低,电机转速仍不高。

分析与维修: 检查变频器的设定参数,经检查频率增益f17,设定范围为0.0~200%出厂设定值为100%,而用户实际设定值为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,即如设定频率为40hz,实际输出频率仅为20hz。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。

3 过电压(ou)类故障原因分析及处理

变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下,变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380v线电压计算,则平均直流电压ud= 1.35,u线=513v。在过电压发生时,直流母线的储能电容将被充电,电压升高,过电压检出值 800vdc,当电压上升至过电压检出值时,变频器过电压保护动作。因此,对变频器来说,都有一个正常的工作电压范围,当电压超过这个范围时就很可能损坏变频器。

变频器常见的过电压有三类:ou1加速过电压、ou2减速过电压、ou3恒速过电压。过电压报警一般是出现在停机的时候,其主要原因是减速时间太短或没有安装制动电阻及制动单元。

变频器出现过电压故障,一般是雷雨天气,由于雷电串入变频器的电源中,使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸,在这种情况下,通常只须断开变频器电源 1min左右,再合上电源,即可复位;另一种情况是变频器驱动大惯性负载时,其减速时间设置"较短",因为这种情况下,变频器的减速停止属于再生制动,在停止过程中,变频器的输出频率按线性下降,而负载电机的频率高于变频器的输出频率,负载电机处于发电状态,机械能转化为电能,并被变频器直流侧的平波电容吸收,当这种能量足够大时,就会产生所谓的"泵升现象",变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大电压而跳闸,对于这种故障,一是将"减速时间"参数设置长些;二是安装制动单元,增大制动电阻;三是将变频器的停止方式设置为"自由停车"。还有一种情况变频器在电机空载时工作正常,但不能带负载启动,这种问题常常出现在恒转矩负载。遇到此类问题时应重点检查加、减速时间设定或提升转矩功能,因而变频器直流回路电压升高,超过其保护值,出现故障。

(1) 实例1

一台安n2系列3.7kw变频器在停机时跳"ou"。

分析与维修:在修这台机器之前,首先要搞清楚"ou"报警的原因何在,这是因为变频器在减速时,电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快,转子的电动势和电流增大,使电机处于发电状态,回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流向直流环节,使直流母线电压升高所致,所以我们应该着重检查制动回路,测量放电电阻没有问题,在测量制动管(et191)时发现已击穿,更换后上电运行,且快速停车都没有问题。

(2) 实例2

一台富士frn110g9-4cx 变频器在运行时跳,显示:恒速过电压"ou3"。

分析与维修:首先分析引起此变频器在运行时跳,显示恒速过电压(ou3)报警,有哪些可能的原因,然后根据可能的原因一一进行查找根源。

4 欠压(lu)类故障原因分析及处理

欠电压也是在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低(380v系列低于400v),主要原因:整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现,其次主回路接触器损坏,导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压.还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。多数变频器的母线电压下限为400v,即是当直流母线电压降至400vdc以下时,变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时,直流母线电压为380×1.2=452v>400v。当变频器不运行时,由于平波电容的作用,直流电压也可达到正常值,新型的变频器都是采用pwm控制技术,调压调频的工作在逆变桥完成,所以在低频段输入缺相仍可以正常工作,但因为输入电压低输出电压低,造成异步电机转矩低,频率上不去。

(1) 实例1

一台富士frn18.5g11-4cx变频器上电跳"lu"。

分析与维修:经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的,但是上电后没有听到接触器动作,因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅,而是靠接触器的吸合来完成限制充电电流过程的,因此认为故障可能出在接触器或控制回路以及电源部分,拆掉接触器单独加24v直流电接触器工作正常。继而检查24v直流电源,经仔细检查该电压是经过lm7824稳压管稳压后输出的,测量该稳压管已损坏,找一新品更换后上电工作正常。

(2) 实例2

一台丹佛斯 vlt5004,2.2kw变频器,上电显示正常,但是加负载后跳" dc link undervolt"(直流回路电压低)。

分析与维修:这台变频器从现象上看比较特别,但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂,该变频器同样也是通过充电回路,接触器来完成限制充电电流过程的,上电时没有发现任何异常现象,估计是加负载时直流回路的电压下降所引起,而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流,然后由电容平波后提供的,所以应着重检查整流桥,经测量发现该整流桥有一路桥臂开路,更换新品后问题解决。说明电源输入电路有问题,可能是线路严重超载,或是线路接触不良所引起。西门子6se70系列变频器的pmu面板液晶显示屏上显示字母"e",出现这种情况时,变频器不能工作,按p键及重新停送电均无效,查操作手册又无相关的介绍,在检查外接dc24v电源时,发现电压较低,解决后,变频器工作正常。

5 过流(oc)类故障原因分析及处理5.1过电流故障

过电流是变频器报警最为频繁的现象,出现这种故障显示时,首先检查电动机连接端u、v、w电路有无相间短路现象或对地短路现象;其次检查负载是否太重,减少负载;最后检查加、减速时间参数是否太短,转矩提升参数是否太大,减少转矩提升提升量。如果无这些现象,可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点,复位后运行,看是否出现过流现象,如果出现的话,很可能是 1pm模块出现故障,因为1pm模块内含有过压过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能,而这些故障信号都是经模块控制引脚的输出fn引脚传送到微控器的,微控器接收到故障信息后,一方面封锁脉冲输出,另一方面将故障信息显示在面板上,一般更换1pm模块。加速或减速中过电流,这往往是由于加速或减速过快而引起的。可通过增大加(减)速时间或准确预置升(降)速自处理(防失速)功能而解决。

5.2变频器常见的三类过电流故障

(1) 重新启动时,一升速就跳闸

这是过电流十分严重的现象。主要原因有:负载短路,机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。

(2) 上电就跳

这种现象一般不能复位,主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。

(3) 重新启动时并不立即跳闸,而是在加速时跳闸

主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(v/f)设定较高。

5.3 实例分析

(1) 一台lg-is3-4 3.7kw变频器一启动就跳,显示"oc"

分析与维修:打开机盖没有发现任何烧坏的迹象,在线测量igbt(7mbr25nf-120)基本判断没有问题,为进一步判断问题,把igbt拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别,经仔细检查发现一只光耦a3120输出脚与电源负极短路,更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。

(2) 一台beltro-vert 2.2kw变频通电就跳,显示"oc",且"oc"不能复位

分析与维修:首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象,估计问题不在这一块,可能出在过流信号处理这一部位,将其电路传感器拆掉后上电,显示一切正常,故认为传感器已坏,找一新品换上后带负载实验一切正常。

6 过载故障(olu)原因分析及处理

过载也是变频器跳动比较频繁的故障之一,平时看到过载现象,首先应该分析一下到底是电机过载还是变频器自身过载。一般来讲电机由于过载能力较强,只要变频器参数表的电机参数设置得当,一般不大会出现电机过载。而变频器本身由于过载能力较差很容易出现过载报警。我们可以检测变频器输出电压。其可能原因是加速时间太短,电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等;负载过重,减小负载;所选的变频器不能拖动该负载,更换、增大变频器容量;也可能是由于机械润滑不好引起,对生产机械进行检修。

实例:一台富士frn11g11-4cx 变频器拖动一台y132s-6,7.5kw电机,投入运行时,跳停频繁,显示(olu)。

分析与维修: 现场检查机械,机械部分盘车轻松,无堵转现象;参考其使用说明书,检查变频器的参数,经检查,偏置频率原设定为3hz,变频器在接到运行指令但未给出调频信号之前,电机将一直接收3hz的低频运行指令而无法启动。经测定该电机的堵转电流达到50a,约为电机额定电流的3倍;变频器过载保护动作属正常。修改变频器的参数,将"偏置频率"恢复出厂值,修改偏置频率为0hz,电机启动得以恢复正常。

7 外部条件故障原因分析及处理

外部条件故障也是一种比较常见的故障,此故障无报警代码显示,故障比较隐蔽,不便于查找。如变频器运行后,用"电位器"外部模拟输入电压命令值,调节频率正常,而用"dc4~20ma" 外部模拟输入电流命令值,无法调节频率。其可能原因;一是"dc4~20ma" 外部模拟输入电流命令信号弱,达不到工作要求;一是"dc4~20ma" 外部模拟输入电流命令信号"+、-极性"颠倒,接反。

实例:一台艾默生td1000-4t0037p,3.7kw变频器,工艺人员反映在现场用"电位器"调速正常,而在控制室用dcs"dc4~20ma"自动无法调速。

分析与维修:根据工艺人员反映情况,描述的变频器故障现象,进行检查,检查变频器的设定参数没有发生变化,拆下后更换了同型号的一台变频器,参数设定完毕,开机后故障同上,没有消除。断电后,打开变频器外壳,用数字万用表测量变频器控制端子cci、gnd的"模拟电流"信号,数字万用表显示为:10ma。原因是检修人员更换变频器时,恢复二次线时,误将变频器控制端子cci、gnd的两根线接错位置。将变频器控制端子cci、gnd的两根线拆下后调换,处理完毕,上电后试车,此故障消除。

8 变频器内过热(oh3)故障原因分析及处理

oh3也是一种比较常见的故障,主要原因:负载是否过大;变频器温度过高故障,如发生温度过高报警,经检查温度传感器正常,则可能是干扰引起的,可以把故障屏蔽。另外还应检查变频器的冷却风扇及散热片通风情况,更换堵转冷却风扇,转动慢风机进行修复,清扫变频器,消除散热片堵塞;周围环境温度是否过高,降低周围环境温度。对于其它类型的故障,最好与厂家联系,获得快速可行的解决方法。

实例:一台abb acs500 22kw变频器客户反映在运行半小时左右跳,显示"oh"。

分析与维修:因为是在运行一段时间后才有故障,所以温度传感器坏的可能性不大,可能变频器的温度确实太高,通电后发现风机转动缓慢,断电后,检查变频器防护罩里面堵满了很多棉絮,经清扫完毕,开机后风机运行良好,运行数小时后没有再发生此故障。

9 散热片过热(oh1)故障原因分析及处理

oh1也是一种比较常见的故障,主要原因: 检查检查变频器控制端子(13、12、11)之间是否短路;检查温度传感器检测电路是否正常;另外还应检查变频器的冷却风扇运行是否正常;散热片通风情况,散热片是否有堵塞现象;周围环境温度是否过高。

实例:一台富士frn15g11-4cx 变频器 ,上电显示散热片过热(oh1)。

分析与维修: 因为是新安装变频器,一送电后就有故障,所以变频器坏的可能性不大;散热片是无堵塞现象;冷却风扇运行正常。断电后,用万用表测试模拟量输入回路,检查变频器控制端子(13、12、11)之间短路,原因是模拟量输入回路中外接频率设定"电位器"电阻值过小所致,更换为wxwxx0.25-1,0.25w 47~4.7k电位器,上电开机后变频器运行良好,运行中没有再发生此故障。

10 结束语

变频器的科技含量较高,是强电与弱电相结合的设备,因此其故障多种多样。只能从实践中不断的总结、探索出一套快速有效处理变频器故障的办法。以上只是笔者在实践中的一点心得。希望与大家共同讨论,同时也希望更好的为广大客户服务。

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