變頻器的維修與測試方法

一、引言

變頻調(diào)速器作為一種高效節(jié)能的電機(jī)調(diào)速裝置，因其較高的性能價(jià)格比，在工廠得到了越來越廣泛的應(yīng)用。維護(hù)、維修、測試變頻調(diào)速器的工作變得日趨重要，因而使變頻調(diào)速器維修測試平臺成為應(yīng)用領(lǐng)域不可缺少的設(shè)備。萊鋼自動(dòng)化部于2002年設(shè)計(jì)、組建了變頻調(diào)速器維修測試平臺。變頻調(diào)速器維修測試平臺主要由兩部分組成，維修部分和測試部分。

二、變頻調(diào)速器維修部分的組成

    從前幾次維修變頻器的經(jīng)驗(yàn)來看，與強(qiáng)電相關(guān)的器件、大功率器件，電源部分以及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)部分電路損壞頻率較高，當(dāng)然在以后的維修過程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象，表現(xiàn)與其相應(yīng)的電子電路有關(guān)。電子設(shè)備的維修過程就是尋找相應(yīng)故障點(diǎn)的過程。在維修過程中，我們還是應(yīng)該堅(jiān)持以人為主，設(shè)備為輔的原則，充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性，降低維修成本，從故障現(xiàn)象入手，分析電路原理、時(shí)序關(guān)系、工作過程，找出各種可能存在的故障點(diǎn)，然后借助一些維修檢測設(shè)備，確定故障點(diǎn)，確定故障元器件，（包括定性與定量指標(biāo)），然后尋找相應(yīng)的器件進(jìn)行替換，使設(shè)備恢復(fù)其固有的性能指標(biāo)。

    維修過程包括以下幾個(gè)方面：

    第一步，詢問用戶變頻器的故障現(xiàn)象，包括故障發(fā)生前后外部環(huán)境的變化。例如，電源的異常波動(dòng)、負(fù)載的變化。

    第二步，根據(jù)用戶的故障描述，分析可能造成此類故障的原因。

    第三步，打開被維修的設(shè)備，確認(rèn)被損壞的程序，分析維修恢復(fù)的可行性。

    第四步，根據(jù)被損壞器件的工作位置，通過閱讀電路，分析電路工作原理，從中找出損壞器件的原因，以及一些相關(guān)的電子電路。

    第五步，尋找相關(guān)的器件進(jìn)行替換。

    第六步，在確定所有可能造成故障，所有原因都排除的情況下，通電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在做這一步的時(shí)候，一般要求所有的外部條件都具備，并且不會(huì)引起故障的進(jìn)一步擴(kuò)大化。

    第七步，在設(shè)備工作正常的情況下，就可以進(jìn)入下一個(gè)程序，系統(tǒng)測試。

    （一）維修平臺

    1．邏輯分析儀：邏輯分析儀具有多個(gè)輸入通道，反映被測信號電平的邏輯狀態(tài)和相應(yīng)時(shí)間，即被測點(diǎn)的二進(jìn)制編碼，邏輯分析儀可同時(shí)對邏輯電平信號，數(shù)據(jù)總線信號，地址總線信號，芯片的輸入輸出等多路數(shù)字信號的邏輯關(guān)系進(jìn)行測試和比較，利用測試儀器本身的瞬態(tài)定時(shí)測試功能，來捕捉窄脈沖的干擾和測試點(diǎn)前后的波形，邏輯分析儀特別適合對數(shù)字邏輯電路進(jìn)行測試和分析。

2．模擬示波器：示波器是用來“凍結(jié)”一個(gè)模擬信號或隨時(shí)間變化信號的有效工具，可根據(jù)顯示屏上的靜態(tài)波形分析其特性，并根據(jù)熒光屏上的方格和選用檔次來測量其參數(shù)值，通過使用示波器，可以把被測信號十分真實(shí)、直觀的反映在熒屏上，便于維修人員對被測信號進(jìn)行定量和定性的分析。

3．晶體管圖示儀：用途：測試選配大功率管，維修大功率電源，UPS等。

    附件1：集成電路電壓傳輸特性測試臺用途：測試選配數(shù)字電路，維修各種數(shù)字智能儀表；附件2：場效應(yīng)管配對測試臺，用途：選配場效應(yīng)管；附件3:0-3KV高壓測試臺。

    4．圖示儀：測試GTR模塊等。

    5．線性集成電路智能參數(shù)分析儀：選配測試運(yùn)放等線性電路，維修稱重儀表，信號處理板。

6．臺式數(shù)字電橋：測試精密R、C、L，維修精密儀器，通訊裝置等。

7．通用編程器：修改拷貝各種程序存儲(chǔ)器、維修計(jì)算機(jī)、智能儀器儀表以及智能儀器儀表數(shù)據(jù)的備份。

8．集成電路測試儀：測試各類數(shù)字集成電路，主要參數(shù)：帶RS232接口及編程解密軟件。

9．智能校驗(yàn)信號發(fā)生器：校驗(yàn)測量儀表等， 日本白光。

    三、變頻調(diào)速器測試部分的組成

    測試部分的功能是對已維修完成的變頻調(diào)速器性能測試。通過考察與交流，測試變頻器的最佳負(fù)載還是交流電機(jī)。我公司變頻器的功率由大到小，各種規(guī)格都存在，在維修完成以后，如果采用同等功率的電機(jī)來做負(fù)載實(shí)驗(yàn)，這需要配備各種型號的電機(jī)這是不現(xiàn)實(shí)的，也是不科學(xué)的。根據(jù)變頻器的使用說明，一般要求變頻器負(fù)載不低于額定功率的10%，我們可以考慮用約3kw的電機(jī)來實(shí)現(xiàn)15kw以下等級變頻器的負(fù)載。用15kw的電機(jī)來實(shí)現(xiàn)150kw以下等級變頻器的負(fù)載。針對變頻器負(fù)載電機(jī)不能空載的情況，可以使用一臺磁粉制動(dòng)機(jī)來模擬電機(jī)負(fù)載，磁粉制動(dòng)機(jī)可以通過改變輸入電壓來改變磁粉的間隙，從而達(dá)到改變負(fù)載的目的。實(shí)現(xiàn)模擬變頻器使用現(xiàn)場的目標(biāo)，當(dāng)然還需要檢測其他一些輔助參數(shù)，如輸入電壓、電流、輸出電壓、電流，以及三相的平衡情況，輸出波形的諧波分量。測試平臺需要以下設(shè)備儀表：

    1．三相交流電機(jī)：主要參數(shù)：3kW，15kW

    2．磁粉制動(dòng)器：主要參數(shù)：350N.m

    3．電流傳感器：主要參數(shù)：測量范圍內(nèi)0-50A，輸出0～50Ma， 北京科海

    4．電壓傳感器：主要參數(shù)：測量范圍內(nèi)0-1000V，輸出0～100mA

    5．模擬電流顯示表頭：主要參數(shù)：0～50A，輸入0～50mA

    6．模擬電壓顯示表：主要參數(shù)0-1000V，輸入0～100mA

7．i=3減速器

8．小水泵：用途：磁粉制動(dòng)機(jī)的冷卻。

9．16位16通道A/D轉(zhuǎn)換卡： 主要參數(shù)：輸入0～10V

10．16位D/A轉(zhuǎn)換卡：主要參數(shù):輸出0～10V

11．信號部分：輸入、輸出信號分別為0～10v電壓信號、0～20mA電流信號、開關(guān)量和脈沖信號

12．計(jì)算機(jī)1臺

13．多功能打印機(jī)1臺

四、系統(tǒng)特點(diǎn)

1．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，使用方便；

2．適合對各種品牌的變頻器進(jìn)行維修和測試；

3．輸入輸出信號齊全，系統(tǒng)組成靈活；

4．利用變頻器和智能臺信號發(fā)生器單元等組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，模擬現(xiàn)場輸入輸出設(shè)備；

5．對多種儀器儀表進(jìn)行維修和測試；

6．可以對一般模塊進(jìn)行測試和維修；

7．對維修、測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示和打印。