变频器的故障率

    变频器是由众多的半导体电子元件、集成电路、电力电子元器件和电器元件组成的复杂装置，多采用单元化或模块化结构形式。它由主回路、逻辑控制回路、电源回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成。由于变频器电路板多采用SMT表面贴装技术，在变频器故障诊断中，因检测仪器、技术资料及技术水平等因素，在工程上一般只限于根据故障情况找出故障的单元或模块，即只作单元级或板级检查维修。

    尽管变频器已采用多种新型部件和优化结构，但从目前的元器件技术水平和经济性考虑，仍不可避免采用寿命相对较短的零部件。与此同时，还不排除零部件受到安装环境的影响，其寿命可能比预期的10年以上要短。变频器的可靠性遵循着“浴盆曲线”特性，变频器的故障率与使用时间的关系如图1所示。

    图1    变频器的故障率与使用时间的关系

    在图1中所示的初期故障是指变频器在安装调试和初期运行阶段，由于元器件的某种缺陷或某种外部原因而发生的故障。因变频器所用的元器件经过元器件制造厂家出厂检测，变频器生产厂家进厂入库前的抽样检测，以及经过变频器出厂前严格的整机检测，使变频器故障率降低到最低程度。由于个别元器件存在隐患和现场安装及初期运行时的误操作，致使这一期间变频器故障率较高。

    当变频器投入正常使用后，在较长的一段时间内出现故障的情况明显减少，这时的故障可能是变频器内部某个器件发生突发性故障，也可能是由于使用环境差，使变频器内部进水或金属屑以及灰尘、潮湿引起的故障。由于偶然性强，较难预料，故称为偶发故障。一般来说，在开发设计阶段有针对性地增加零部件的额定余量，在使用阶段加强维护保养是解决偶发故障的主要手段。

    磨损故障是临近使用寿命后期发生的故障，主要特征是随着时间的推移故障率明显增加。为了延长变频器的使用寿命，需要对变频器进行定期的检查和保养，在预计元器件即将到达使用寿命时进行更换，做到有备无患。

    由于使用方法不正确或参数设置不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或无法达到预期的运行效果。在变频调速系统发生故障时，应对故障原因进行认真分析，在排除变频器外围电路和机械部分故障后，针对变频器的电路结构，结合故障现象和变频器硬件回路框图，按单元电路对故障进行分析和诊断，变频器硬件回路框图如图2所示。

    图2    变频器硬件回路框图

    变频器由多种元器件组成，其中一些元器件经长期工作后其性能会逐渐降低、老化，这也是变频器发生故障的主要原因。为了保证变频器长期正常工作，易损元器件超出使用周期必须对其进行更换。易损元器件更换主要依据变频器使用年限以及日常检查的结果决定。

（作者稿费要求：需要高清无水印文章的读者3元每篇，请联系客服，谢谢！在线客服：）