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隨著城市供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的不斷提高，利用先進(jìn)的水泵控制技術(shù)，配套高性能、高節(jié)能的變頻控制系統(tǒng)已經(jīng)成為供水系統(tǒng)的必然趨勢(shì)。

1、變頻器在水泵中的應(yīng)用

根據(jù)調(diào)速公式n=60f/p不難看出，f（頻率）的變化與n（轉(zhuǎn)速）有著直接的關(guān)系，通過(guò)改變f（頻率）而調(diào)整n（轉(zhuǎn)速），目前被認(rèn)為是最佳的調(diào)速方式。目前使用的變頻器主要采用交-直-交的方式，即先將單相或三相交流電壓通過(guò)整流器（由6個(gè)二極管組成的全波整流橋）轉(zhuǎn)換成直流電壓AC→DC，再把直流電壓通過(guò)逆變器（由6個(gè)IGBT組成）轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電壓DC→AC。

變頻器主要由3三件組成：主電路部分（整流器、平波回路、逆變器）、控制電路部分（運(yùn)算電路、檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路）、功率部件。

2、變頻器的優(yōu)點(diǎn)及節(jié)能作用

2.1軟啟動(dòng)

采用變頻器后，由于頻率的平滑改變，轉(zhuǎn)速由0平滑上升最終達(dá)到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，因此，電機(jī)電流平滑無(wú)沖擊，減少了啟動(dòng)電流對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

2.2降低無(wú)功功率

由于變頻器內(nèi)部有大容量的濾波電容，使得功率因素接近1，提高了有功功率，使用變頻器后，不再設(shè)置無(wú)功功率的補(bǔ)償設(shè)備，既提高了功率因素，又減少了設(shè)備的投資。

2.3控制簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高

可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)功能轉(zhuǎn)換，頻率可任意調(diào)節(jié)，運(yùn)行平穩(wěn)可靠；可實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制，可與PLC相連，自動(dòng)化控制變頻器運(yùn)行。

2.4節(jié)能

根據(jù)需要設(shè)定頻率，水泵中一般可根據(jù)壓力和流量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)?shù)陀诠ゎl運(yùn)行又能滿足供水需求時(shí)，就能起到節(jié)能效果；設(shè)置V/F曲線為二次曲線時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)節(jié)能，具體如圖1所示。從圖1中可知，當(dāng)運(yùn)行頻率f=25Hz時(shí)，V1遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于V2，根據(jù)電度數(shù)公式電量=U×I×T，當(dāng)電流I、時(shí)間T一定，U較小時(shí)，使用的電量較少。因此，二次方V/F曲線輸出電壓低，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。

3、常見(jiàn)故障及處理方式

變頻器發(fā)生的故障分為外部故障、內(nèi)部故障。判斷出外部或內(nèi)部故障后，在維搶修變頻器時(shí)可縮小檢查范圍，提高工作效率。以下是筆者在日常工作中遇到的部分常見(jiàn)故障及其處理方法。

3.1變頻器報(bào)欠電壓

故障原因?yàn)樽冾l器內(nèi)部問(wèn)題或變頻器外部問(wèn)題。

3.1.1內(nèi)部問(wèn)題

用萬(wàn)用表測(cè)PN電壓（正常為530V），如果低于530V，再測(cè)三相RST。如果三相RST為380V，則確定主回路接觸器未吸合；如果三相RST低于380V，則三相輸入線路有問(wèn)題。用萬(wàn)用表測(cè)PN電壓正常，再測(cè)10V、24V，如果正常，則檢測(cè)電路有問(wèn)題；如果不正常，則為開(kāi)關(guān)電源故障。

如果上電沒(méi)反應(yīng)不報(bào)警，運(yùn)行才報(bào)，則可能是整流橋失效；如果在負(fù)載加重時(shí)報(bào)欠電壓，則需實(shí)時(shí)檢測(cè)，可能為大電容失效。

3.1.2外部問(wèn)題

變壓器到變頻器的線過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致線損，需要加裝電抗器；空氣開(kāi)關(guān)到變頻器的接線柱松動(dòng)。

3.2變頻器上電后跳閘

故障原因?yàn)樽冾l器內(nèi)部問(wèn)題或變頻器外部問(wèn)題。

3.2.1內(nèi)部問(wèn)題

用萬(wàn)用表對(duì)RST兩兩間測(cè)量，如果阻值小于正常值，則變頻器短路；如果報(bào)過(guò)電壓保護(hù)，則為壓敏電阻擊穿。最常見(jiàn)的為整流橋擊穿，約占此故障的80%。

3.2.2外部問(wèn)題

變頻器輸入端不能使用帶漏電保護(hù)的空氣開(kāi)關(guān)，否則會(huì)報(bào)此故障；外部設(shè)備漏電。

3.3變頻器報(bào)過(guò)電流

故障原因?yàn)樽冾l器內(nèi)部問(wèn)題或變頻器外部問(wèn)題。

3.3.1內(nèi)部問(wèn)題

變頻器通電就報(bào)，則檢測(cè)電路互感器損壞；IGBT失效；驅(qū)動(dòng)板損壞；電容失效。

3.3.2外部問(wèn)題

甩開(kāi)變頻器聯(lián)接電機(jī)的線，看是否報(bào)故障，不報(bào)即為電機(jī)故障或負(fù)載過(guò)大（漏電、短路、絕緣故障）；變頻器啟動(dòng)才報(bào)，可能為加速時(shí)間短（拆開(kāi)電機(jī)，測(cè)量啟動(dòng)后電流，如果較大，則加裝電抗器）；變頻器出線到電機(jī)之間大于50m，需要串電抗器。

3.4變頻器上電沒(méi)有反應(yīng)（黑屏）

故障原因?yàn)樽冾l器內(nèi)部問(wèn)題或變頻器外部問(wèn)題。

3.4.1內(nèi)部問(wèn)題

用萬(wàn)用表測(cè)RST有電，如果PN無(wú)電，則主回路故障（檢查接觸器、預(yù)充電電阻是否損壞）；用萬(wàn)用表測(cè)RST有電，如果PN有電，則開(kāi)關(guān)電源故障（開(kāi)關(guān)電源電壓不足也可能導(dǎo)致無(wú)反應(yīng)，可通過(guò)測(cè)量24V、10V測(cè)得電壓是否充足；主回路中整流橋全燒（比較少見(jiàn)）。

3.4.2外部問(wèn)題

用萬(wàn)用表測(cè)量RST，如果沒(méi)電，則屬于外部問(wèn)題；顯示屏損壞。

3.5變頻器面板忽亮忽滅

此故障原因可能為變頻器內(nèi)部存在問(wèn)題。

開(kāi)關(guān)電源二次側(cè)負(fù)載有短路，開(kāi)關(guān)電源采取電流保護(hù)（比如小變頻器的風(fēng)扇發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)），此時(shí)，測(cè)量控制端子0~24V或0~10V的電壓擺動(dòng)情況。

3.6變頻器報(bào)過(guò)熱故障

此故障的原因可能有2種，即變頻器內(nèi)部問(wèn)題和變頻器外部問(wèn)題。

3.6.1內(nèi)部問(wèn)題

檢測(cè)電路故障，比如溫度傳感器等；內(nèi)部散熱風(fēng)扇故障。

3.6.2外部問(wèn)題

設(shè)備過(guò)熱超出風(fēng)扇散熱范圍；周?chē)h(huán)境溫度高。

3.7變頻器面板顯示亂碼、大功率問(wèn)題

變頻器面板顯示亂碼或施耐德變頻器面板顯示大功率的問(wèn)題的原因?yàn)樽冾l器內(nèi)部存在問(wèn)題，即CPU主板儲(chǔ)存芯片故障，導(dǎo)致參數(shù)丟失。

3.8液位壓力顯示與實(shí)際值相差較大

此故障的原因可能為變頻器外部問(wèn)題，即變頻器產(chǎn)生了電磁干擾，需逐項(xiàng)找到問(wèn)題所在：①三相輸入、三相輸出電纜用屏蔽電纜，屏蔽層接地；②三相輸入套磁環(huán)，繞數(shù)圈；③三相輸入串電磁濾波器；④控制線使用屏蔽線，屏蔽層接地；⑤控制線與三相輸入、輸出線分線槽；⑥控制線與三相輸入、輸出線在一個(gè)線槽內(nèi)要距離10cm以上；⑦控制線與主回路線應(yīng)交叉垂直；⑧控制線要套鋼管；⑨控制線不要用多芯線；⑩通訊線用雙絞線，帶屏蔽層，屏蔽層接地（通常單端接地，如果不可行，則雙端接地）；?液位儀故障或安裝位置不正確。

3.9變頻器突然停止運(yùn)行，不報(bào)故障

此故障原因一般為變頻器外部問(wèn)題，應(yīng)檢查啟動(dòng)回路中中間繼電器的自鎖裝置（直接采用短接觸點(diǎn)與24V連接，或改為面板控制，如果問(wèn)題解決，則可以確定是該繼電器存在問(wèn)題）；電磁干擾；面板插頭接觸不良。

3.10變頻器停車(chē)時(shí)，常報(bào)過(guò)電壓

故障原因?yàn)樽冾l器內(nèi)部問(wèn)題或變頻器外部問(wèn)題。

3.10.1內(nèi)部問(wèn)題

如果RST、PN正常，測(cè)得10V、24V不正常，則是開(kāi)關(guān)電源故障；如果RST、PN正常，測(cè)得10V、24V正常，則是檢測(cè)電路問(wèn)題；如果只在停車(chē)時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題，則是減速時(shí)間過(guò)短導(dǎo)致的回饋電流，可將減速時(shí)間延長(zhǎng)或外接制動(dòng)電阻。

3.10.2外部問(wèn)題

如果RST、PN電壓較高，則是外部存在問(wèn)題。

4、結(jié)語(yǔ)

變頻器應(yīng)用于水泵中，具有操作簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)、供水壓力恒定和節(jié)能高效的優(yōu)點(diǎn)。要想優(yōu)質(zhì)、高效地完成產(chǎn)供水任務(wù)，變頻器的安全使用是重中之重，因此，熟練地將日常工作中遇到的變頻器的各種故障分析并處理，是從事變頻器在水廠應(yīng)用中的維修工作人員的必備技能。