變頻器故障原因及預(yù)防措施

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯變頻器故障原因及預(yù)防措施 變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)重要進(jìn)展的方向，隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)展方向，隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)展，溝通變頻技術(shù)從理論到實(shí)際漸漸走向成熟。變頻器不僅調(diào)整平滑，范圍大，效率高，啟動(dòng)電流小，運(yùn)行平穩(wěn)，而且節(jié)能效果明顯。因此，溝通變頻調(diào)速已漸漸取代了過去的傳統(tǒng)滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，越來越廣泛的應(yīng)用于冶金、紡織、印染、煙機(jī)生產(chǎn)線及樓宇、供水等領(lǐng)域。但是由于受到環(huán)境，使用年限以及人為操作等因素，影響變頻器的使用壽命大為降低，同時(shí)使用中也消失了各種各樣的故障。變頻器（變頻調(diào)速器）是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的

2、溝通電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中掌握電路完成對主電路的掌握，整流電路將溝通電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成溝通電。對于如矢量掌握變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。變頻調(diào)速是通過轉(zhuǎn)變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。 一、導(dǎo)致變頻器故障的外因及預(yù)防措施 變頻器消失故障的緣由比較多，概括起來主要分為內(nèi)因和外因。 1.安裝環(huán)境的影響及預(yù)防 由于變頻器為電子器件裝置，對環(huán)境要求比較嚴(yán)格，從產(chǎn)品的說明書中也可以看出環(huán)境對變頻器的影響。比如振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電子器件損傷；潮濕環(huán)境、腐蝕性氣體及灰

3、塵會(huì)造成器件銹蝕，接觸不良，絕緣性能降低；溫度是影響變頻器性能又一主要“病因”，由于變頻器在運(yùn)作過程中，自身溫度會(huì)不斷上升，若外界溫度同樣高的話，散熱不佳，影響變頻器功能。 預(yù)防措施：在安裝變頻器時(shí)，要保持器穩(wěn)定性，對于存在振動(dòng)沖擊較大的場合，應(yīng)實(shí)行防止措施，如利用橡膠避震；安裝的環(huán)境要保持干燥，防止腐蝕性氣體侵襲變頻器，對于灰塵的危害，要對變頻器做定期清掃，保持其清潔；安裝環(huán)境的溫度也要合理掌握，有陽光照耀的場合要用窗簾遮蓋，若溫度仍比較高，可適當(dāng)安裝空調(diào)。 2.電源特別影響及處理 由于電源線路長期暴露在室外，常常要經(jīng)受風(fēng)、雨、雪、霜的侵襲，導(dǎo)致線路老化，在供電時(shí)消失缺相、低電壓、停電等現(xiàn)象

4、，變動(dòng)的電壓波簡單對變頻器產(chǎn)生影響，導(dǎo)致非正常運(yùn)行，影響其性能，久而久之，必定會(huì)消失故障。 預(yù)防措施：在電源安裝時(shí)，盡量將變電器的電源與其他電器分開，避開功率過高時(shí)，無法滿意變頻器正常所需電壓。對于要求在停電后仍能運(yùn)行稍許時(shí)間的設(shè)備，失壓回復(fù)后，可通過測速電機(jī)測速來防止在加速中的過電流，最低限度降低對變頻器的損害。而對于要求停電后長時(shí)間連續(xù)工作的設(shè)備，在安裝時(shí)應(yīng)加裝自動(dòng)切換不停電裝置，如采納二極管輸入變頻器。但在停電運(yùn)行的狀況下，整流器中常會(huì)消失過大電流，長期如此運(yùn)轉(zhuǎn)，將影響變頻器的壽命和性能，應(yīng)及早進(jìn)行檢查。 3.外部電磁感應(yīng)干擾及處理 假如變頻器四周存在干擾源，它們將通過輻射或電源線侵入變

5、頻器的內(nèi)部，引起掌握回路誤動(dòng)作，造成工作不正?；蛲C(jī)，嚴(yán)峻時(shí)甚至損壞變頻器。提高變頻器自身的抗干擾力量當(dāng)然重要，但由于受裝置成本限制，在外部實(shí)行噪聲抑制措施，消退干擾源顯得更合理，更必要。預(yù)防措施：變頻器四周全部繼電器、接觸器的掌握線圈上需加裝防止沖擊電壓的汲取裝置，如RC汲取器。盡量縮短掌握回路的配線距離，并使其與主線路分別。指定采納屏蔽線的回路，必需按規(guī)定進(jìn)行，若線路較長，應(yīng)采納合理的中繼方式。變頻器接地端子應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行，不能同電焊，動(dòng)力接地混用。變頻器輸入端安裝噪聲濾波器，避開由電源進(jìn)線引入干擾。二、導(dǎo)致變頻器故障的內(nèi)因及預(yù)防措施變頻器消失故障，不單有外因的影響，內(nèi)因也是引起故障的重要緣

6、由之一。1.變頻器參數(shù)設(shè)置不合理及對策要使變頻器正常運(yùn)行，除正常安裝外，參數(shù)的設(shè)置也至關(guān)重要，參數(shù)若設(shè)置不當(dāng)，輕則無法滿意運(yùn)轉(zhuǎn)需求條件，重則導(dǎo)致起動(dòng)、制動(dòng)的失敗，因此在使用時(shí)必需正確設(shè)置參數(shù)。 預(yù)防措施：為避開參數(shù)設(shè)置不合理導(dǎo)致變頻器故障，在設(shè)置時(shí)要嚴(yán)格根據(jù)說明書或有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)置，如在速度掌握設(shè)置中，要通過靜態(tài)或動(dòng)態(tài)識別最終確定；對于啟動(dòng)方式的設(shè)置，出廠說明書一般設(shè)置為面板啟動(dòng)，但在實(shí)際中，用戶可依據(jù)工作所需的實(shí)際狀況進(jìn)行設(shè)置等，通過合理設(shè)置參數(shù)，能夠確保變頻器的正常運(yùn)行。2.過壓故障及預(yù)防措施 變頻器的過壓主要是在直流母線上，在正常狀況下，變頻器有一個(gè)正常工作電壓范圍，在此范圍內(nèi)變頻器才能

7、正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦電壓超過此范圍，產(chǎn)生的過電壓故障極有可能導(dǎo)致變頻器損壞，如供電電源過高導(dǎo)致的過電壓故障；直流回路電壓超過跳閘電壓導(dǎo)致的過電壓故障等，無論是那種緣由引起的過電壓故障，均對變頻器會(huì)產(chǎn)生不良影響。 預(yù)防措施：確保電源電壓在變頻器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)電壓范圍內(nèi)，并進(jìn)行定期檢修，同時(shí)檢查變頻器頻器的減速時(shí)間是否正確，若發(fā)覺設(shè)置過短，適當(dāng)延長減速時(shí)間，此外，設(shè)置斜坡下降時(shí)間于負(fù)載的慣量相匹配。 3.過載故障機(jī)預(yù)防消失過載故障時(shí)，電機(jī)仍能運(yùn)轉(zhuǎn)，但其運(yùn)轉(zhuǎn)電流已超過了額定值，此故障是一個(gè)時(shí)間的積累，因此才消失故障初期不易被發(fā)覺，簡單被忽視，而一般在發(fā)覺期，已是比較嚴(yán)峻的時(shí)期，對變頻器的影響比較大。預(yù)防措施：

8、由于過載故障具有時(shí)間累積性，因此對其預(yù)防是排解故障的主要方法，在日常工作中，可通過延長加速時(shí)間、制動(dòng)時(shí)間和檢查電網(wǎng)電壓等方式進(jìn)行預(yù)防。對于已消失過載故障的變頻器，通過檢查輸出三相的平衡性、是否在電機(jī)電纜上安裝有浪涌汲取裝置、變頻器輸出端開關(guān)是否誤動(dòng)作、變頻器的加速時(shí)間及參數(shù)是否設(shè)置正確，確定緣由后“對癥處理”。 削減故障的發(fā)生，最有效的方法就是日常的維護(hù)，通過維護(hù)工作，能夠準(zhǔn)時(shí)發(fā)覺問題，并能準(zhǔn)時(shí)得到解決，有效的掌握了故障的進(jìn)一步嚴(yán)峻化。通過日常的變頻器的檢查，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行對比分析，消失特別馬上賜予處理對策；在日常工作中，測量工作溫度和散熱器溫度，以便對溫度進(jìn)行調(diào)控；加強(qiáng)變頻器的日常清灰

9、保養(yǎng)，定期對變頻器進(jìn)行灰塵的清除，保持清潔，在清掃時(shí)留意觀看變頻器內(nèi)發(fā)熱忱況，有無特別消失，并將每次的檢查結(jié)果記錄備案，以便于下一次的對比?？傊?，變頻器雖然在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了特別重要的作用，在提倡“節(jié)能”的大背景下，符合了社會(huì)進(jìn)展的要求。但其作用的發(fā)揮不僅取決于其自身技術(shù)的優(yōu)越性，更依靠于日常的維護(hù)和少故障率，因此加強(qiáng)變頻器日常的維護(hù)和故障的防治，是發(fā)揮其最大作用的必要和關(guān)鍵。變頻器調(diào)速技術(shù)是強(qiáng)弱電混合、機(jī)電一體的綜合性技術(shù)，既要處理巨大的電能轉(zhuǎn)換，又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的共性技術(shù)必定分勝利率轉(zhuǎn)換和弱電掌握兩大部分。通用變頻器一般都采納交直交的方式，并由以下兩部分組成：主回路：

10、變頻器主回路包括整流部分、直流環(huán)節(jié)、逆變部分、制動(dòng)或回饋環(huán)節(jié)等部分。掌握回路：掌握回路包括變頻器的核心軟件算法電路、檢測傳感電路、掌握信號的輸入輸出電路和愛護(hù)電路。四、變頻器各種故障的分析變頻器故障可以分為變頻器本機(jī)故障、變頻器接口故障和電機(jī)故障三種，也可以分為有顯示故障代碼和沒顯示故障代碼兩種。1.變頻器過電壓故障變頻器正常工作時(shí)，直流部電壓為全波整流后的平均值，假如線電壓為380V，平均直流電壓為Ud=1.35U線=513V。當(dāng)發(fā)生過電壓時(shí)，直流母線上儲能電容被沖電，在母線電壓過高時(shí)，為了愛護(hù)變頻器，變頻器會(huì)報(bào)過壓故障，并封鎖逆變器的脈沖輸出。（1）來自電源輸入側(cè)的過壓。一般電源電壓不會(huì)使

11、變頻器因過壓而跳閘，但雷電引、補(bǔ)償電容在合閘式斷開時(shí)，有可能形成過壓故障。也就是說電源輸入側(cè)的過壓主要是指電源側(cè)沖擊過壓，這種沖擊過壓主要特點(diǎn)是電壓變化率和幅值都很大。（2）來自負(fù)載側(cè)的過壓。在電機(jī)減速時(shí)，電機(jī)和負(fù)載的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，處于發(fā)電狀態(tài)，發(fā)出來的電在直流母線上累積，造成母線電壓越來越高。假如電機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)慣性大，而制動(dòng)時(shí)間短，那么制動(dòng)功率很大。產(chǎn)生的電能在變頻器內(nèi)不斷累積，來不及釋放，很簡單造成直流母線過電壓。多個(gè)電機(jī)拖動(dòng)同一個(gè)負(fù)載時(shí)，也可能消失過壓故障。（3）硬件問題引起的過壓。一是變頻器內(nèi)部硬件工作出問題，如電壓檢測、CPU處理出了問題。二是機(jī)械部分問題，假如安裝偏心就可能造成過

12、壓故障。三是變頻器在長時(shí)間運(yùn)行后，中間直流回路電容對直流電壓的調(diào)整程度減弱，變頻器消失過壓跳閘的概率也會(huì)增大。2.變頻器過流故障（1）生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)行過程中負(fù)荷突然加重，甚至“卡住”，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速因帶不動(dòng)而大幅下降，一是電流急劇增加，過載愛護(hù)來不及動(dòng)作，導(dǎo)致過電流跳閘；二是變頻器輸出側(cè)發(fā)生短路；三是變頻器自身工作不正常。（2）變頻器對于升、降速過程中的過電流，設(shè)置了防失速功能。當(dāng)升或降電流超過預(yù)置的上限電流Iset時(shí)，將暫停升或降速，待電流降至設(shè)定值Iset以下時(shí)，再連續(xù)升或降速。但變頻器的降速防失速功能只考慮直流電壓，而無降速電流過大的自處理功能。（3）變頻器上電或一運(yùn)行就過流。這種愛護(hù)一般是

13、因變頻器硬件故障引起的，若負(fù)載正常，變頻器仍消失過流愛護(hù)，一般是檢測電路所引起的。3.變頻器過載故障過載有一個(gè)時(shí)間的積累，當(dāng)積累值達(dá)到時(shí)才報(bào)過載故障。主要緣由有：（1）機(jī)械負(fù)荷過重，其主要特征是電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。（2）三相電壓不平衡，致使其中一相的運(yùn)行電流過大，造成過載跳閘，主要現(xiàn)象是電動(dòng)機(jī)發(fā)熱不均。（3）變頻器內(nèi)部的電流檢測部分消失誤動(dòng)，檢測出的電流信號偏大，導(dǎo)致過載跳閘。4.變頻器過熱故障變頻器內(nèi)部是由很多個(gè)電子元器件構(gòu)成的，其通電運(yùn)行有大量的熱量產(chǎn)生，特殊是IGBT在高頻狀態(tài)下工作，簡單發(fā)熱。還有，假如環(huán)境溫度過高，散熱過慢，同樣導(dǎo)致變頻器內(nèi)部元器件溫度過高，為愛護(hù)變頻器內(nèi)部電路，變頻器會(huì)發(fā)熱

14、報(bào)故障報(bào)警并停機(jī)。變頻器長時(shí)間運(yùn)行，導(dǎo)致灰塵聚集，堵塞風(fēng)道時(shí)，影響變頻器內(nèi)部的散熱，導(dǎo)致變頻器過熱報(bào)警。變頻器風(fēng)扇壞時(shí)，大量的熱量積聚在變頻器內(nèi)部散不出去。當(dāng)變頻器所帶負(fù)載過重時(shí)，電流大幅上升，產(chǎn)生大量的熱量，變頻器也會(huì)過熱報(bào)警。5.變頻器缺相故障輸入缺相檢測只存在三相產(chǎn)品中。假如進(jìn)線電源缺相，變頻器會(huì)報(bào)缺相故障，不能啟動(dòng)，假如是運(yùn)行中消失電源缺相，變頻器也會(huì)報(bào)故障停機(jī)，所以假如消失電源缺相，而且變頻器壞了，先是變頻器故障而后引起燒電源從而消失缺相。 當(dāng)變頻器輸入缺相后仍在運(yùn)行時(shí)，電容被反復(fù)大范圍充電，電容將會(huì)損壞，從而造成整臺變頻器的損壞。6.變頻器通訊故障變頻器供應(yīng)RS232、RS485串

15、行通訊或總線通訊，組成單主單從或單主多從的通訊掌握系統(tǒng)，變頻器的通訊故障主要集中在硬件接線錯(cuò)誤、通訊卡失常、EMC干擾、通訊協(xié)議出錯(cuò)、總線軟件配置出錯(cuò)等。7.變頻器其他故障（1）變頻器運(yùn)行中“出力不足”。由變頻器的U/f掌握方式可以知道，變頻器掌握電機(jī)氣隙磁通的基本方法即掌握輸出最高電壓和基本運(yùn)行頻率的比值，當(dāng)基本運(yùn)行頻率設(shè)置過高時(shí)，則電機(jī)的磁通量太小，沒有充分發(fā)揮電機(jī)的力量，鐵心利用不充分，導(dǎo)致變頻器出力不足。（2）變頻器定子檢測故障。變頻器輸入濾波器采納的是LC結(jié)構(gòu)電路，而變頻器輸出電壓為高頻脈沖方波，對電容來說相當(dāng)于短路狀態(tài)。（3）三線掌握方式故障。變頻器可以啟動(dòng)，無法停止。假如不留意三

16、線掌握方式與二線制近制方式的區(qū)分，就會(huì)造成變頻器故障。（4）變頻器換速時(shí)常常無法平層。多段速取指令不對引起電梯變頻器平層誤差大。（5）變頻器PG接口問題。PG接口問題引起速度不匹配。（6）變頻器轉(zhuǎn)速跟蹤模擬輸入量。給定通道輸入與設(shè)定頻率的脈沖時(shí)間常數(shù)不匹配。（7）變頻器上電報(bào)E018故障。由于接觸器吸合良好信號在由驅(qū)動(dòng)板傳輸?shù)秸莆瞻宓倪^程中，因變頻電纜接觸不良，導(dǎo)致反檢信號無法到達(dá)掌握板，使變頻器無法正常工作。（8）上電顯示POFF。制動(dòng)單元損壞。（9）變頻器的AOP面板僅能存儲一組參數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)AOP面板中的內(nèi)存不夠。（10）變頻器不能修改參數(shù)。在調(diào)試過程中修改了參數(shù)P927。（11）無法使用

17、編碼器作為速度給定。未作參數(shù)修改，故不法實(shí)現(xiàn)。（12）選擇固定頻率+ON方式變頻器不能運(yùn)行。參數(shù)設(shè)定好后隨便更改相應(yīng)端子的定義會(huì)使變頻器無法啟動(dòng)。五、變頻器有用修理方法1.逐步縮小法所謂逐步縮小法，就是通過對故障現(xiàn)象進(jìn)行分析、對測量參數(shù)做出推斷，把故障產(chǎn)生的范圍一步一步地縮小，最終落實(shí)到故障產(chǎn)生的詳細(xì)電路或元器件上。它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)確定、否定、再確定、再否定，最終做到確定（判定）的推斷過程。例如一臺變頻器通電后，發(fā)覺操作盤上無顯示。首先推斷確定是無直流供電（可用萬用表測量其直流電源電壓），進(jìn)一步檢查，發(fā)覺高壓指示燈是亮的（測量PN電壓進(jìn)一步證明），否定主回路高壓電路的故障，確定了開關(guān)電源中給操作

18、盤供電的一路電源有問題。測該路電源的溝通電壓正常，無直流輸出，又無短路現(xiàn)象，就可以斷定是該電源電路的整流管損壞。這個(gè)例子采納的是典型的逐步縮小法。它的整個(gè)過程就是通過分析和參數(shù)測量，推斷、確定、否定幾個(gè)回合，最終確定是整流管損壞。2.順藤摸瓜法所謂順藤摸瓜法就是依據(jù)變頻器工作原理，順著故障現(xiàn)場，沿著信號通路，逐步深化，直達(dá)故障發(fā)生點(diǎn)，最終查找到故障產(chǎn)生部位的一種方法。例如一臺變頻器輸出電壓三相不平衡。這種故障明顯是由2種可能性造成的。一種可能是逆變橋內(nèi)6個(gè)單元中至少有1個(gè)單元損壞（開路），另一種可能是6組驅(qū)動(dòng)信號中至少有1組損壞。假設(shè)已確定有1個(gè)逆變單元無驅(qū)動(dòng)信號，進(jìn)一步確定驅(qū)動(dòng)電路中故障的產(chǎn)

19、生部位，可采納順藤摸瓜法來查找。詳細(xì)到這個(gè)例子，可從上而下地查，即從驅(qū)動(dòng)信號的源頭，也就是CPU的輸出端起往下查。CPU輸出有信號時(shí)檢查光耦輸入端有無信號，若無信號，則CPU到光耦輸入端有斷線現(xiàn)象。若有信號，則要檢查光耦輸出端，查看光耦輸出端有無信號。若無信號，則表明光耦損壞。若有信號，則再檢查放大電路的輸入端和輸出端，若輸入端有信號而輸出端無信號，則表明故障產(chǎn)生在放大電路，或放大管或相關(guān)元器件損壞。然后進(jìn)一步落實(shí)就很簡單了。當(dāng)然也可以從下向上來查，即從驅(qū)動(dòng)信號輸出端開頭，也就是逆變器件的掌握端往上查。逆變器件掌握端無驅(qū)動(dòng)信號，檢查放大電路的輸出端，有信號則表明放大電路與逆變器件掌握端有斷電現(xiàn)象。若無信號則再檢查放大電路的輸入端，輸入端有信號則表明放大管或相關(guān)元器件損壞，若仍無信號此時(shí)檢查光耦輸出端看看有無信號。若有信號，則放大電路輸入端與光耦輸出端有斷線現(xiàn)象。若無信號則連續(xù)向上檢查光耦輸入端看看有無信號。若此時(shí)有信號，則表明可能是光耦損害或輸出端電源不正常。若光耦輸入端無信號而CPU輸出端有信號，則CPU與光耦輸入端之間有斷線現(xiàn)象，或光耦輸入端直流電源不正常。3.直接切入法所謂直接切入法，就是依據(jù)故障現(xiàn)象直接推斷故障位置，更換故障元器件，快速排出故障。對于基本原理、各電路工作原理和作用、各元器件的作用等理論方面把握的比較扎實(shí)又有豐富的修理閱歷、修理水平較高的人員，通常采納直接