經(jīng)過多年的發(fā)展，變頻器（VFD）已經(jīng)開始從純工業(yè)產(chǎn)品向民用領(lǐng)域過渡。VFD的使用可以說是下鄉(xiāng)了，（恒壓供水）滲透到了千家萬戶（變頻空調(diào)）。但使用一段時間后，你會發(fā)現(xiàn)VFD的故障率遠高于一般家用電器，也高于一般工業(yè)電器（PLC、電機），很多故障還伴有冒煙、爆炸等現(xiàn)象。有時高壓系統(tǒng)會跳閘。而且一旦冒煙爆炸，VFD基本就報廢了，就算修，費用也很高。

這是什么原因呢？

現(xiàn)在已經(jīng)進入市場經(jīng)濟，大部分工程都是工程公司通過設(shè)計院和招投標來實施的。通常，明確要求VFD的指標具有各種保護功能。所以當VFD損壞時，用戶無法理解，甚至有人會質(zhì)疑VFD是不是假的。其實VFD發(fā)展到今天，它的保護已經(jīng)非常成熟可靠了。但是這些保護都是建立在逆變器本身沒有故障的前提下。一旦逆變器短路，或者元器件失效，就會出大問題。似乎沒有人去思考誰能保護逆變器本身。在國內(nèi)，通常的做法是在VFD的入口處加一個空氣開關(guān)。有什么效果？實踐證明，實際效果一般。當VFD內(nèi)部發(fā)生短路時，VFD會被燒毀（在空氣中打開比較敏感）。連沒開好的低壓主進線開關(guān)都和上級高壓開關(guān)一起跳出來。

它是VFD的功率（高壓大電流）和電子（低壓小電流）器件的集成。里面有很多功率器件（整流橋；電解電容器；IGBT）也有大量的電子設(shè)備（控制面板顯示器）。一旦出現(xiàn)內(nèi)部短路（原因詳見下文），如果進線處沒有快速熔斷保護，必然導(dǎo)致整流橋開路或短路。好在逆變器沒有電流輸入，故障不會繼續(xù)擴大；一旦整流橋短路擊穿，勢必造成更大的短路電流。VFD會燒毀甚至跳閘，造成不可估量的損失。

為什么會造成這么大的事故，還得從變頻驅(qū)動說起。通用逆變器工作時，通過整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成直流電，通過DC電容穩(wěn)壓，最后通過IGBT逆變器斬波轉(zhuǎn)換成變頻變壓的交流電，驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)。

如果VFD溫度；VFD灰塵太多（控制面板不防塵）；由于器件老化，逆變橋統(tǒng)一臂的兩個逆變器在連續(xù)交替運行過程中出現(xiàn)異常，導(dǎo)致在交替導(dǎo)通過程中，一個器件已經(jīng)導(dǎo)通，而另一個器件還沒來得及關(guān)斷。同一橋臂上下功率器件的“直通”使得DC電壓的正負兩極處于短路狀態(tài)。有時，甚至DC總線在逆變器內(nèi)部的直接短路也是由于逆變器中灰塵過多和一些水汽造成的。這種短路是非常可怕的。正常情況下，一旦VFD檢測到故障，會立即切斷輸出。但是如果進線側(cè)沒有接觸器，就永遠不可能切斷輸入。這個大家都知道，但是大概沒想過會有多大。一旦形成短路，如果不考慮進線電纜的截面積，短路電流是無窮大。在正常情況下，VFD的入口側(cè)會打開以進行保護。空氣開關(guān)通常配有熱磁跳閘裝置。對于保護VFD，熱脫扣基本沒用（VFD本身有過流過載保護，靈敏度遠高于開路。比如電機額定電流為12.2A，VFD可以設(shè)置為12.2，但是沒有品牌可以設(shè)置為12.2）。磁力脫扣用于短路保護。正常開磁脫扣器的整定值是開磁脫扣器額定電流的10倍。斷開的固有機械時間為500-1000ms（即檢測到跳閘后由執(zhí)行器斷開斷開觸點的時間）。比如75KW的電機，一般情況下，人們會選擇200 kW的開式電機。一旦逆變器DC短路，短路電流肯定遠大于2000。1秒后，開路電機跳閘，400v*2000a*1s=800kw。很多人可能沒見過800KW的電機，家家都有電表交每月電費，一次電1kw。一般兩個人的家庭都會存一點。可以想象，一年消耗這么大的能量（做飯和制冷等。）瞬間流入VFD，不爆炸才怪。同時也可能造成電網(wǎng)欠壓引起上級開關(guān)動作。

如何避免這種事故？

主動措施：保證電氣間恒溫、恒濕、無塵（簡單來說就是像家居環(huán)境，準確來說應(yīng)該達到國內(nèi)發(fā)達城市處級以上實權(quán)公務(wù)人員的辦公環(huán)境）；定期清潔VFD內(nèi)部的灰塵，必要時進行拆卸、清潔和重新組裝。定時擰緊電源控制電纜（一定要指定負責(zé)慢的同志）。除非有帶防褪色墊的螺絲，不然時間一長就不會變緊了。電源線虛接導(dǎo)致VFD損壞的例子不少。大約每八年更換一次DC電解電容器。安裝進線接觸器（由逆變繼電器控制）時，故障發(fā)生后應(yīng)立即切斷電流輸入，以免事故擴大。

被動措施：在進線處安裝適當容量的快速熔斷器（帶二極管標志的保險）。一般情況下，VFD廠家會給出快熔VFD配置的具體型號。

審核編輯 ：李倩