数字，固态，变频器（VFD）可以成为维护流程的强大工具，可通过使用诊断来解决驱动器性能问题并对相关流程进行故障排除。了解VFD如何与流程相互作用可以帮助您提高整体生产和产品质量（图1）。
变频器并非绝对可靠; 有时他们需要修理或更换。变频器通常是流程变更或应用程序问题的第一个指标。
许多变频器使用LCD或LED显示器进行通信，或通过开放式互锁或故障指示进行通信。在大多数应用中，变频器与操作员控制，过程控制信号和PLC交互。当实际问题与过程有关时，变频器与这些外部控件之间的交互问题可能看起来是一个驱动问题。与机器操作员讨论过程和驱动器症状通常可以帮助确定问题区域（参见侧栏“与机器操作员交谈”）。
如果外部控件正常工作，请使用变频器系统地识别问题。如果显示状态指示灯不工作，请验证输入交流电源。如果在验证或恢复交流电源后仍未显示状态指示灯，则验证控制电源，并在必要时恢复。
如果变频器已成功运行，但突然无法启动，或者驱动器启动但运行不正常，请检查诊断状态显示是否指示故障。变频器的使用说明书应该有故障描述和故障排除步骤。使用诊断或键盘控制来监控变量，例如输入电压，直流总线，载波频率，输出频率，电压，电流和I / O以及控制状态。这些参数显示在最常见的VFD上。I / O状态使用位来监视所需的启动条件，以确保它们被启用并确定可能阻止启动的内容。控制状态表示速度参考源，可用于验证传入速度或方向信号。
高总线故障
高总线是外部因素引起的常见故障。交流线路中的瞬时电压尖峰或由机器惯性产生的“检修负载”可能导致高总线故障。负载继续以比电机指令速度更快的速度旋转。当这种情况发生时，VFD通过绊倒高总线故障并关闭绝缘栅双极晶体管（IGBT）来保护自身。
如果指示高总线故障，请确保交流电源一致，并调整减速时间以匹配负载能力。如果该过程需要快速减速，则可以添加动态制动或再生功率控制电路（参见侧栏“动态制动和再生功率”）。
过流故障
另一个常见的故障是过电流。在对过流故障进行故障排除时，首先检查所有电源连接，确保它们已正确连接。当出现过流和控制问题时，连接松动或导线断裂常常是罪魁祸首。电源连接松动会导致过压和过流，熔断保险丝和变频器损坏。松散的控制接线导致不稳定的驱动性能，导致不可预测的速度波动或无法控制变频器。
如果在变频器上提供，则使用自动调整功能。许多驱动器上的自动调谐功能使驱动器能够识别连接的电机，允许在处理器算法中使用转子信息，以实现更精确的电流控制。变频器还可以补偿磁通电流，从而可以更好地控制产生转矩的电流。电动机上下通过都会很麻烦。
第二步是检查磨损或损坏部件的机械负载或过度摩擦。根据需要修理或更换组件。
最后，检查输入电压和加速度。如果输入电压过低，或者加速率设置得太快，则可能发生过流故障。降低加速度或稳定输入电压以纠正此故障。
高启动负载电流
高电流/负载读数可能表示机械结合或过程速度或负载的无法解释的变化。许多泵和风扇的功率要求与转速的立方成正比（S3）。运行负载只需几分钟每分钟就可以使变频器过载。
应在启动前检查组件以避免过载情况。在非工作时间内装载的输送机应在启动前卸载。在不使用泵时，应清除已沉淀的固体，以避免堵塞泵。避免可能在负载上形成的冰或水分。潮湿的材料比干燥的重，可能会在输送机上产生更多的负荷，导致电机和变频器过载。
降低高启动负载的一种方法是使用具有扩展加速率的变频器。此功能可以缓慢而平稳地启动加载，而不是将其拉到开始状态。这种类型的启动在机械部件上更容易，并且具有较低的生产线要求，因为变频器仅吸收100 %%% MDASSML %% 150％的负载。
操作不稳定
如果变频器运行不正常，但未指示故障，则可能是外部因素，或者驱动器本身可能已发生故障。了解变频器故障的原因有助于确定问题的根本原因。经常被忽视的根本原因通常是过程中的不稳定性，迫使变频器在恶劣条件下发挥作用。
通过寻找变色或开裂的迹象，目视检查变频器是否有烧伤或过热的部件。烧坏或破裂的部件会妨碍正常的变频器操作。更换有缺陷的组件并测试变频器，然后再将其投入运行。
电能质量是影响变频器的另一个电气问题。由于电风暴或系统过载，公用设备的变化或意外的电涌可能会影响VFD性能。
污染失败
使用环境的污染是变频器故障的可预防问题。检查变频器是否有灰尘，湿气或其他可能导电的空气传播颗粒的污染。元件或电路板走线上的跟踪或电弧标记表明污染失败的证据。如果污染过多，必须通过改变环境或提供适当的NEMA级外壳将VFD与污染源隔离。如果灰尘，湿气或腐蚀性蒸气中存在明显的空气污染，则变频器必须至少在NEMA-12外壳中。
还应检查变频器的内部冷却风扇和组件散热器是否有污染。堵塞的风扇迫使变频器在其温度规格之外运行，这可能导致冷却不充分导致的过早失效。检查风扇是否有油脂和其他可能导致轴承和风扇其他部件失效的污染物。VFD的内部和外部，包括风扇，鼓风机，过滤器和散热片，应每月清洁一次，以降低污染物失效的风险。
温度故障
驱动器必须在其中运行的环境必须在指定的温度范围内。测量外壳内外的温度，确保其在制造商确定的环境规格范围内。未能满足所需的温度规格会导致变频器过早失效，因为许多电源组件依靠足够的冷却来正常运行。
如果环境温度过高，则应在外壳中添加额外的冷却，或者将变频器重新定位到环境温度在规格范围内的区域。环境温度低也可能导致问题。可能形成冷凝并导致组件或变频器故障。
其他失败
许多故障是由于误用变频器引起的。流程变化，例如负载或速度的变化; 电力问题，例如电力公司的容量转换; 或者环境运行条件的变化不是很明显，但可能是变频器失效的主要原因。在尝试确定失败原因时，评估过程的一致性和条件。
如果在执行上述检查后变频器仍然不起作用，请与制造商联系。大多数变频器供应商都拥有训练有素的技术支持人员，可以提供诊断问题所需的帮助。如果需要更换，技术支持人员可以帮助您选择更换部件或新驱动器。
作为嵌入在制造过程中的智能设备，变频器可以提供对应用和设备性能的深入了解。通过向维护人员提供理解和解释问题所需的信息，可以快速识别变频器问题，有时还可以识别过程或操作问题，从而可以恢复工厂运营并提高生产率。
与机器操作员交谈
与机器操作员交谈通常可以识别问题区域。有用的问题是：
失败时机器发生了什么？
机器堵塞了吗？
其他设备是否与驱动器同时跳闸？
是否有因灯光风暴或欠压引起的电气关闭？
在驱动器周围是否有焊接等结构？
该实用程序发生了什么？
工厂内是否有功率因数校正电容器？如果是这样，他们何时切换？
公用事业是否观察到任何干扰？
动态制动和再生动力
当一个过程需要驱动器和电机快速减速时，电机实际上可以作为发电机运行。以机械旋转的形式存储在电动机内的能量必须在某处。动态制动电路用于容纳这种能量。
动态制动电路是一种开关，用于监控直流母线，并在母线电平超过某个设定值时接通。能量被输送到电阻器，并在加热时消耗，直到总线电平降至该设定点以下。
再生电源作为反向逆变器工作，这允许IGBT点火电路与输入交流线路同步。使用再生电源允许与驱动器分离和外部的电路将来自电机的多余能量通过直流总线发送回电源。
变频器故障排除清单
该表描述了VFD故障，列出了可能的原因，并提供了纠正措施。阅读本文后，请在对驱动器和相关过程问题进行故障排除时参考此清单。
