变频器系统构成及日常检查维护

国传电气技术交流

保养维护

2023年07月24日发布

导读：中压大功率变频器是高科技产品，更准确地说它是一套高端装备系统。变频智能研发部杨波博士就是从变频器系统角度出发，为我们详细介绍了整个变频器系统的构成，深入浅出，一目了然。同时，针对变频系统的日常维修和保养为我们做了相关介绍。

       变频器系统的日常保养维护是设备使用的必修课，只有熟悉维保设备的构成和结构，才能在相关工作做起来时得心应手。

图1 变频器系统电路图

       图2  变频器系统结构图

一、整流单元

      整流单元是变频器系统的重要组成部分，主要包括：

三电平主回路、电压、电流检测光纤传输、预充单元等。

图3  整流单元拓扑结构图

 整流单元在整个变频器系统中，具有如下功能：

1、交直流变换，提供稳定直流电压；

2、 控制能量双向流动；

3、控制网侧功率因数；

4、抑制谐波；

4、较低的开关损耗，提高效率；

图4  整流单元

二、逆变单元

       逆变单元是与整流单元相对应的设备，其主要由

 三电平主回路、电压、电流检测、 光纤传输、电机初始定位等几个方面构成。

       进线滤波器主要由电抗器构成，其主要功能就是 对交流电流进行滤波  能量缓存。

四、直流环节

直流环节部分由自愈式薄膜电容器组成，其主要功能有以下几个方面：

1、直流电压滤波 ；

2、无功能量缓存 ；

3、隔离整流逆变。

  图6  自愈式薄膜电容器

五、控制单元

       控制单元则由电源板、 CPU控制板、整流控制板、 逆变控制板、励磁控制板（同步电机）等组成。其主要功能如下：

1、电机控制算法实施；

2、电网控制算法实施；

3、脉冲调制；

4、传动监控和保护；

5、对外通信；

6、人机对话；

7、采样环节；

图7  控制单元

六、散热环节

        散热环节是变频器系统的重要组成部分，其主要有风冷散热和水冷散热两种方式。其主要功能则是对变频器系统中各发热件进行散热处理，确保各部件在适宜的温度下平稳运行。

图8 散热系统电路图

图9   散热单元

七、励磁单元

      励磁单元主要由励磁主回路和励磁控制单元组成，其主要应用于同步电机转子直流供电方面。

图10  励磁单元

一、分类

       为了保证变频器系统正常有效运行，特地对其增加了保护系统，根据不同属性，保护分为矢量控制类保护、命令类保护、状态监视类保护和工艺过程类保护 四类。

二、保护等级

        根据不同的保护等级不同可分为以下两类：

三、保护内容。

1、矢量控制类保护及处理方法。

       矢量控制类保护一般通过速度控制、电流控制、电压控制、通信故障等方式来实现。

2、状态监视类保护。

      状态监视类保护主要通过元器件、辅助电源故障、水冷系统、高压系统、切换柜、温度类等几个方面进行状态监控，从而实现对整个变频器系统的保护。

3、命令型保护。

       命令型保护则是通过对高压控制命令、变频器控制命令、主令以及换向信号等几个方面加强保护。

4、工艺过程类保护。

       工业过程类保护主要针对提升机、皮带机、刮板机等现场运行设备进行监控保护。

一、日常维护检查

       针对变频器系统的日常维护检查，可以参照下表进行：

二、维护的基本步骤

       针对变频器系统的日常维护建议按照以下几个方面的基本步骤进行：

1、调出故障变频器的相关信息如机型、故障代码等。

2、了解故障发生时的情况与设备运行工况，并详细记录。

3、根据故障代码指示检查如下部分：

1）停电状态下检查主回路的元器件及相关部件是否有异常或损坏。

2）停电状态下检测控制电路有无元器件损坏。

3）检查外部连线及电机。

4、排除问题后空载运行变频器，检查变频器运行状况是否正常。

5、带载运行变频器，观察变频器运行电压电流，速度跟踪情况。

6、维修完成后，进行故障分析总结，并整理相关的维修文档。

三、变频器预防性维护作用

1、优点

1）及时发现异常，减少故障停机。

2）优化系统性能，提高设备效率。

3）提高设备可靠性。

4）便于客户规划维护预算。

2、预防性维护服务内容：

1）运行环境检查（温度、灰尘、腐蚀、潮湿、绝缘、接地电阻、系统发热云图等）。

2）检查故障日志。

3）电器元器件检查（光纤、水冷系统、过滤装置、电容、电路板。

4）功能测试（冷却系统、充放电、绕组切换、故障测试）。

 5）性能测试（整流运行测试、逆变运行测试、电机波形测试。

6）预防性维护体检报告。

  （本稿件由国传电气（原中矿传动）市场部整理编辑，经国传电气技术支持团队审核授权发布！）

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