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摘要：变频器作为重要的工业机械设备，其具有稳定性好、效率高、调速精度高等特点。本文分析了变频器故障的类型及产生的原因，并在此基础之上，从故障树诊断法、人工与自诊断结合法、对比诊断法等方面，具体阐述了变频器故障诊断及控制策略，以确保变频器的运行安全与稳定。本文旨在通过相关的研究，为今后该领域的研究提供参考资料。
关键词：变频器；故障诊断；原因；控制策略
在一般情况之下，变频器的使用寿命较长，且七八年之内，故障较少、运行稳定，具有良好的运行效果。但是，在长时间使用之后，变频器故障的频发，严重影响到运行的安全与稳定。为此，强化对变频故障的分析，做好故障诊断与控制，是一项重要的工作，强调诊断工作的技术性，确保诊断的准确性，以便于采取有效的处理措施。本文立足对变频器的研究，就故障诊断及控制做了如下具体阐述。
一、变频器故障类型及产生原因
随着现代科学技术的不断发展，变频器作为重要的设备器械，已广泛应用于生产生活之中。如图1-1所示，是变频器的结构图。变频器具有运行效率高、调速精度高等特点。但是，在变频器的运行中，故障问题的发生，严重影响运行效率及动态响应。为更好地提高对故障的有效处理，需要强化对变频器故障类型及产生原因，做出进一步的探讨。
图1-1：变频器的结构图
（一）故障类型
变频器故障的发生是多方因素综合作用的结果，且故障类型多样化，并主要表现为电源故障、内部故障和负载故障等形式。具体而言，变频器主要故障表现为：
1.电源故障。在变频器故障中，电源故障比较常见。特别是变频器所接电网，由于存在电网接触不良、损坏或是欠电压等情况，进而造成了变频器的接入电压不稳定，出现电源故障。这一故障的诊断比较简单，也容易有效处理。
2.内部故障。内部故障是源于变频器本身的故障。这类故障主要是直流环节的直流过压、短路或是逆变环节等原因，导致过（欠）电压等的出现，进而出现内部故障。内部故障时变频器的常见故障类型，且会对变频器造成损坏。
3.负载故障。负载故障主要是变频器的电动机故障。其故障主要表现为短路、过载及断相等形式。
（二）故障原因
变频器故障的产生原因主要来自于内部和外部两方面。其中，外部原因主要有：人为操作失误，导致变频器出现负载过重等问题；变频器参数设定不合理，运行温度过高，且出现冷去风扇损坏等情况；外部环境因素造成干扰。内部原因主要有：变频器模块出现损坏、电路短路、接地元件损坏等问题，都会导致变频器故障，影响安全稳定运行。
二、变频器故障的诊断与控制策略
变频器故障的发生，不利于变频器的安全稳定运行。特别是内部故障的发生，影响变频器的使用寿命，甚至造成安全隐患。为此，为提高变频器的运行效率，需要对变频器故障进行科学诊断，并做好相应的控制措施，实现安全运行。针对不同的故障情境，应科学选择诊断方法，提高诊断的准确性及效率。因此，具体而言，可从以下几个方面展开：
（一）故障树诊断法
在变频器的故障诊断中，故障树的诊断方法应用十分广泛，并具有良好的诊断效果。如图2-1所示，是故障诊断法的结构图。从中可以知道，该方法主要对变频器可能出现的故障进行详细列出，并与故障原因建立其逻辑关系。这样一来，在自上而下的关系中，进而以实现逐级的故障检查，直至故障被查找到。因此，故障诊断法操作简便，而且能够对多故障发生的情况，实现便捷的故障诊断。但是，该诊断的实现，是基于逻辑关系的建立。这就要求故障与原因的逻辑关系进行有效连接，实现更加准确有效的故障诊断。
图2-1：故障树诊断法模型图
（二）自诊断与人工诊断结合
在实际的诊断工作中，由于一些故障基于自诊断是难以实现有效控制。为此，对于一些故障需要采用自诊断与人工诊断相结合的方法，这样可以提高诊断的有效性。在自诊断中，可以自动诊断出变频器发生故障的位置，并对故障进行分析判断。而对于一些故障需要依托人工经验，进行人工检验。在人工诊断与自诊断的作用之下，让故障诊断范围进一步缩小，查找到故障源，实现有效的故障诊断和处理。
（三）对比诊断法
对比诊断在变频器故障诊断中的使用比较频繁，主要是基于正常数据的对比，以发现故障源的所在。因此，往往通过切断与不切断、更换与不更换的对比，发现变频器的故障，查找故障源所在，判断相关电路或原件问题。该诊断方法比较简单，但效率低，且对于很大部分故障难以实现诊断。也就是说，在一般情况之下，对于元件等的故障，可以使用对比诊断法，但该方法的应用存在较大的局限性。
三、变频器故障的处理实例
通过科学诊断，可以有效发现故障，提高故障处理的科学合理性。为进一步说明变频器故障的控制，本文以某小区的变频器故障为例，进行具体的实例说明。
2017年6月，某小区的供水系统运行正常，但突然出现出现变压器显示“0V”的故障。在发现出现故障之后，通过自诊断等方法，很快便得出了诊断结果是：变频器直流环节出现过压情况，为保护功率开关和滤波电容等元件。对故障的快速诊断，提高了诊断效率及准确性，确保了供水系统的运行安全及稳定，在这起事故的处理中，对故障在理论层面进行了进一步分析，以实现对变频器的优化设置。
对这一故障，做进一步的理论分析得出，该起过电压事故的原因主要有以下几个方面所致：1）该供水系统所介入的电网出现超电压情况，这样一来，直流电压超过了允许值；2）该系统在对电机减速的设定中，出现时间设定果断的情况，这样就出现电机降速过快，导致电压瞬间猛增的情况；3）在制定电阻的接入中，出现未接通的情况，这样一来，就会出现抑制泵升电压不起作用,电容上的电压高于允许值的情况。通过理论分析，对变频器的运行设置提出了进一步的优化指导意见，便于确保变频器的运行安全。
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