变频器故障率与使用时间关系

中矿传动技术交流

设备维护保养

2021年4月6日发布

       变频器是由众多的半导体电子元件、电力电子元件和电器元件组成的复杂装置，其结构多采用单元化或模块化设计。由主回路、逻辑控制回路、电源回路、驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成。由于变频器电路板多采用SMT表面贴装技术，在变频器故障诊断中，因检测仪器、技术资料及技术水平等因素，在工程上一般只限于根据故障情况找出故障的单元或模块，即只做单元级或板级检查维修。

      尽管变频器已采用多种新型部件和优化结构，但从目前的元件技术水平，还不排除零部件受到安装环境的影响，其寿命可能比预期的10年以上要短。变频器的可靠性遵循着“浴盆曲线”特性。图1为变频器的故障率与使用时间的关系曲线。

图1：变频器的故障率与使用时间的关系曲线

       初期故障是指变频器在安装调试和初期运行阶段，由于元器件的某种缺陷或某种外部原因而发生的故障。变频器所用的元器件经过器件制造厂家的出厂检测，变频器生产厂家进厂入库前的抽样检测，以及变频器出厂前的严格的整机检测后，能将变频器的故障率降低到最低程度。但由于个别元器件存在隐患，以及现场安装和初期运行时的误操作，致使这一期间变频器的故障率较高。

       当变频器投入正常使用后，在较长的一段时间内出现故障的情况明显减少，这时的故障可能有变频器内部某个器件发生突发性故障，也可能是由于使用环境差，使变频器内部进水或金属屑及灰尘、潮湿引起的故障。由于这类故障的偶然性强、较难预料,故称为偶发故障一般来说，在开发设计阶段有针对性地增加零部件的额定余量，在使用阶段加强维护保养是解决偶发故障的主要手段。

       磨损故障是临近使用寿命后期发生的故障，其主要特征是随着时间的推移故障率明显增加。为了延长变频器的使用寿命，需要对变频器进行定期的检查和保养，在预计零部件即将到达使用寿命时进行更换，做到有备无患。

       变频器实际应用中，由于国内客户除少数有专用机房外，大多为降低成本，将变频器直接安装于工业现场。工作现场一般是灰尘大、温度高，在南方还有湿度大的问题。对于线缆行业还有金属灰尘，在陶瓷、印染等行业还有腐蚀性气体和粉尘，在煤矿等场合，还有防爆的要求等等。因此必须根据现场情况做出相应的对策。

       多数变频器内部的印制电路板和金属结构件均未进行防潮防尘等的特殊处理，如果变频器长期处于这种状态，金属结构件容易产生锈蚀，对于导电铜排在高温运行情况下，更加剧了锈蚀的过程。对于微机控制板和驱动电源板上的细小铜质导线，由于锈蚀将造成损坏。因此，对于应用于潮湿和含有腐蚀性气体的场合，必须积极采取有效合理的措施。

       变频器是由多种部件组成的，其中一些部件长期工作后的性能会逐渐降低、老化，这也是变频器发生故障的主要原因。为了保证设备的长期正常运转，当易损件超出使用周期后，必须对其进行更换。更换易损件时主要依据的是变频器的使用年限及日常检查的结果。

        另外，如果使用方法不正确或参数设置不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果。当变频器发生故障时，应对故障原因进行认真分析，并在排除变频器外围电路和机械部分的故障后，针对变频器的电路结构，结合故障现象和变频器的硬件回路框图，按单元电路对故障进行分析和诊断。

  （本稿件由中矿传动市场部编辑排版，经中矿传动技术支持团队审核授权发布！）

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