变频器是由许多电子零件构成,例如半导体元件等,在使用和维护当中就涉及到更换某相关部件的问题,由于变频器组成或物理特性的原因,在一定的时期内会产生劣化,因而会降低变频器的特性,甚至会引起故障。由此,为了预防维护,有必要实行定期更换。
1:更换冷却风扇
变频器主回路半导体器件冷却风扇加速散热,保证在允许温蒂以下正常运行。而冷却风扇的寿命受限于轴承,大约为10000~35000h。当变频器连续运行时,需要在几年之后更换一次风扇或轴承。冷却风扇的更换期受周围温度的影响很大,在检查是发现异常声音,异常振动时,冷却风扇必须立即更换。
2:更换电容器
在中间直流回路使用的是大容量电解电容器,由于脉冲电流等因素的影响其性能要劣化。劣化受周围温度及使用条件影响很大,一般情况下,使用周期大约为5年,电容器的劣化进过一定时间后发展迅速,所以检查周最长为一年,接近寿命是最后为半年以内。
3:更换定时器
定时器在使用数年之后,动作时间会有很大变化,所以在检查动作时间之后进行更换。
4:更换熔断器
熔断器的额定电流大与负载电流,在正常使用条件下,寿命约为10年,需要在此时间内检查维护甚至更换。
5:更换继电器、接触器
继电器和接触器达到一定累积开关次数后,后发生接触不良,由此需要检查和更换。
其次,知道了可能需要更换的元器件,在这里简单补充一下更换元器件的基本要求。
1:搞清楚需要更换器件的基本参数与外形情况。基本参数包括额定工作电流、电容器的电容量、电阻器的电阻值、GTR达林顿器件的数值(电流放大系数)、IGBT(包括IPM)器件的开关特性与饱和电压等。外形要求包括外部尺寸、端子位置与安装形式等,然后按相同要求更换所需器件。
2:所有接插件拆卸时应作记录或记号,以免更换或恢复时错位。
3:功率器件与散热器的接触面要均匀涂上导热硅脂,并用螺钉紧固。
最后,大部分情况下,机器是处于运行状态的,当机器不在运行的时候,就需要对变频器进行妥善的保管。
1:保管
室内应干燥、无直接阳光、无腐蚀性气体、无灰尘;相对湿度在20%~90%且无霜冻;温度在-10~30℃之间(如果温度在40℃左右,保管期不超过6个月;50℃左右,保管期不超过3个月)。
2:维护
由于变频器的主电路与控制电路中使用较多的电解电容器,如果长时间不用,会使漏电增加,耐压下降,即加速劣化(温度越高,劣化越快),因此,每年至少外加电源一次,使其修复通电时间为30~60min,特点是只需对变频器单体通电(不必接上电动机),把变频器的输入端接上电源即可。
变频器的开关电源电路完全可以简化为上图电路模型,电路中的关键要素都包含在内了。而任 何复杂的开关电源,剔除枝蔓后,也会剩下上图这样的主干。其实在检修中,要具备对复杂电路的“化简”的能力,要在看似杂乱无章的电路伸展中,拈出这几条主要的脉络。要向解牛的庖丁学习,训练自己的眼前不存在什么整体的开关电源电路,只有各部分脉络和脉络的走向——振荡回路、稳压回路、保护回路和负载回路等。
看一下电路中有几路脉络。
1、振荡回路:开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R4为电源工作电流的通路;R1提供了启动电流;自供电绕组N2、D1、C1形成振荡芯片的供电电压。这三个环节的正常运行,是电源能够振荡起来的先决条件。
当然,PC1的4脚外接定时元件R2、C2和PC1芯片本身,也构成了振荡回路的一部分。
2、稳压回路:N3、D3、C4等的+5V电源,R7—R10、PC3、R5、R6等元件构成了稳压控制回路。
当然,PC1芯片和1、2脚外围元件R3、C3,也是稳压回路的一部分。
3、保护回路:PC1芯片本身和3脚外围元件R4构成过流保护回路;N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了IGBT的保护电路;实质上稳压回路的电压反馈信号——稳压信号,也可看作是一路电压保护信号。但保护电路的内容并不仅是局限于保护电路本身,保护电路的起控往往是由于负载电路的异常所引起。
4、负载回路:N3、N4次级绕组及后续电路,均为负载回路。负载回路的异常,会牵涉到保护回路和稳压回路,使两个回路做出相应的保护和调整动作。
振荡芯片本身参与和构成了前三个回路,芯片损坏,三个回路都会一齐罢工。对三个或四个回路的检修,是在芯片本身正常的前提下进行的。另外,要像下象棋一样,用全局观念和系统思路来进行故障判断,透过现象看本质。如停振故障,也许并非由振荡回路元件损坏所引起,有可能是稳压回路故障或负载回路异常,导致了芯片内部保护电路起控,而停止了PWM脉冲的输出。并不能将和各个回路完全孤立起来进行检修,某一故障元件的出现很可能表现出“牵一发而全身动”的效果。
变频器在各领域得到了广泛应用。变频器构造复杂,涉及知识面较广,故障种类千奇百怪,维修难度较大。维修人员要想快速地提高维修水平,不但要有一定的理论基础,而且还必须掌握一定的实用方法。
利用变频技术对交流电机进行调速不仅在性能指标上远超过传统的直流调速,而且在诸多方面都优于直流电