變頻器的主要故障及處理方法

1、變頻器的主要故障及處理方法    1、 引 言    近年來隨著電力電子技術(shù)、功率半導(dǎo)體器件及變頻控制理論的發(fā)展，變頻器已被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。九十年代初期主要以進(jìn)口品牌為主，如富士、三菱、西門子、ABB等，九十年代中期國產(chǎn)變頻器日漸出現(xiàn)在市場上，主要以通用型變頻器為主。目前國產(chǎn)變頻器技術(shù)已逐漸成熟，市場占有率也逐漸提高，作為國內(nèi)變頻器專業(yè)生產(chǎn)廠家之一的深圳康沃電氣技術(shù)有限公司，經(jīng)過短短幾年時(shí)間的發(fā)展，康沃變頻器憑借其優(yōu)越性能日漸被客戶所接受?？滴止灸壳吧a(chǎn)的變頻器主要有通用型G1/G2系列、風(fēng)機(jī)水泵專用型P1/P2系列、注

2、塑機(jī)專用型ZS/ZC系列及高性能單相變頻器S1系列，其它各類專用變頻器、更高性能的矢量型變頻器也將陸續(xù)推向市場。本文主要講述康沃變頻器通用型在應(yīng)用中出現(xiàn)的常見故障及處理方法，以便用戶參考。2、通用型變頻器主電路    目前市場上國產(chǎn)變頻器主要以低壓通用型變頻器為主，為下文敘述方便現(xiàn)簡要介紹通用型變頻器的主電路結(jié)構(gòu)，從變頻器結(jié)構(gòu)上分有交交變頻器與交直交變頻器，而交直交變頻器又主要包括電壓源型變頻器與電流源型變頻器。目前國內(nèi)生產(chǎn)的變頻器主要以電壓源型交直交變頻器為主，其結(jié)構(gòu)示意如圖1  圖1 電壓源型交直交變頻器主電路結(jié)構(gòu)   

3、     主電路主要由整流電路、濾波電路、逆變電路及制動(dòng)電路幾部分構(gòu)成，其中IGBT（絕緣柵雙極晶體管）為變頻器主要主要功率，各部分電路功能簡述如下：（1） 整流電路：由VD1VD6組成三相橋式全波整流電路將三相交流電整流成直流電（2） 濾波電路：整流電路輸出的整流電壓為脈動(dòng)的直流電壓，因而需濾波電路濾去電壓波紋，同時(shí)在整流電路與逆變電路起到儲(chǔ)能作用。（3） 逆變電路：由開關(guān)管V1V6構(gòu)成逆變電路將直流電壓逆變成三相頻率、電壓可調(diào)的交流電以驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)，是變頻器實(shí)現(xiàn)變頻的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。（4） 限流電路：由限流電阻R及開關(guān)K構(gòu)成，由于上電瞬間濾波電容端電壓為零，上電瞬

4、間電容充電電流較大，過大的電流可能損壞整流電路。因此限流電阻串聯(lián)到直流回路，當(dāng)電容充電到一定時(shí)間后通過開關(guān)K將電阻短路。（5） 制動(dòng)電路：由制動(dòng)電阻RB及開關(guān)管VB構(gòu)成，主要作用是用于消耗電動(dòng)反饋回來的能量，避免過高的泵升電壓損壞變頻器。    康沃G1、G2/P1、P2系列變頻器根據(jù)功率等級的不同選用的IGBT主要有歐派克、西門康、三菱、東芝等不同品牌，變頻器功率在18.5KW以下的機(jī)型主電路主要采用集整流、逆變、制動(dòng)電路和溫度檢測為一體的七單元模塊，22KW及以上的機(jī)型采用整流模塊和三路兩單元逆變模塊。3、康沃變頻器常見故障及處理方法  &

5、#160; 隨著應(yīng)用的不斷推廣，康沃品牌越來越深受用戶歡迎，為讓用戶進(jìn)一步了解康沃變頻器，方便用戶使用，現(xiàn)將康沃變頻器在使用中常出現(xiàn)的故障及處理方法進(jìn)行介紹。3.1 故障P.OFF     康沃變頻器上電顯示P.OFF延時(shí)12秒后顯示0，表示變頻器處于待機(jī)狀態(tài)。在應(yīng)用中若出現(xiàn)變頻器上電后一直顯示P.OFF而不跳0現(xiàn)象，主要原因可能為輸入電壓過低、輸入電源缺相及變頻器電壓檢測電路故障。處理時(shí)應(yīng)先測量電源三相輸入電壓，R、S、T端子正常電壓為三相380V，如果輸入電壓低于320V或輸入電源缺相，則應(yīng)總判定為外部電源故障。如果輸入電源正常，則可判斷為變頻器內(nèi)部電壓檢測電

6、路或缺相保護(hù)故障。對于康沃G1/P1系列90kW及以上機(jī)型變頻器，故障原因主要為內(nèi)部缺相檢測電路異常，缺相檢測電路由兩個(gè)單相380V/18.5V變壓器及整流電路構(gòu)成，處理時(shí)可測量變壓器的輸出電壓是否正常。3.2故障ER08    康沃變頻器出現(xiàn)ER08故障代碼表示變頻器處于欠壓故障狀態(tài)。主要原因有輸入電源過低或缺相、變頻器內(nèi)部電壓檢測電路異常、變頻器主回路電路異常等。通用變頻器電壓輸入范圍為三相320V460V。在實(shí)際應(yīng)用中當(dāng)變頻器滿載運(yùn)行，而輸入電壓低于340V時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)欠壓保護(hù)，這時(shí)應(yīng)提高電網(wǎng)輸入電壓或變頻器降額使用；若輸入電壓正常，變頻器在運(yùn)行中卻出現(xiàn)ER

7、08故障，則可判斷為變頻器內(nèi)部故障。如圖1所示可能為主回路中KS接觸器跳開使限流電阻在變頻器運(yùn)行時(shí)串聯(lián)到主回路中，這時(shí)若變頻器帶負(fù)載運(yùn)行便會(huì)出現(xiàn)ER08故障。若變頻器主回路正常，出現(xiàn)ER08報(bào)警的原因大多為電壓檢測電路故障。一般變頻器的電壓檢測電路為開關(guān)電源的一組輸出，經(jīng)過取樣、比較電路后給CPU處理器，當(dāng)超過設(shè)定值時(shí)，CPU根據(jù)比較信號輸出故障封鎖信號并封鎖IGBT，同時(shí)顯示故障代碼。3.3  故障ER02/ER05      故障代碼ER02/ER05表示變頻器在減速中出現(xiàn)過流或過壓故障，主要原因?yàn)闇p速時(shí)間過短、負(fù)載回饋能量過大未能及時(shí)被釋

8、放。若電機(jī)驅(qū)動(dòng)慣性較大的負(fù)載，當(dāng)變頻器輸出頻率（即電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速）下降時(shí)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速可能大于同步轉(zhuǎn)速，這時(shí)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，部分能量將通過變頻器的逆變電路返回到直流回路，從而使變頻器出現(xiàn)過壓或過流保護(hù)。現(xiàn)場處理時(shí)，在不影響生產(chǎn)工藝的情況下可延長變頻器的減速時(shí)間，若負(fù)載慣性較大又要求在一定時(shí)間內(nèi)停機(jī)時(shí)則要求加裝外部制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元?？滴諫2/P2系列變頻器22kW以下的機(jī)型均內(nèi)置制動(dòng)單元，只需加外部制動(dòng)電阻即可，電阻選配可參考產(chǎn)品說明。對于功率22kW以上的機(jī)型則要求外加制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。    ER02/ER05故障一般只在變頻器減速停機(jī)過程中才會(huì)出現(xiàn)，如果

9、變頻器在其它運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)該故障，則可能為變頻器內(nèi)部的開關(guān)電源部分如電壓檢測電路或電流檢測電路異常而引起。3.4  故障ER17     代碼ER17表示電流檢測故障，通用變頻器電流檢測一般采用電流傳感器，如圖2中H1和H2所示。通過檢測變頻器兩相輸出電流來實(shí)現(xiàn)變頻器運(yùn)行電流的檢測、顯示及保護(hù)功能，輸出電流經(jīng)電流傳感器輸出線性電壓信號，經(jīng)放大比較電路處理后輸出到CPU處理器，CPU處理器根據(jù)其電壓大小判斷變頻器是否處于過電流狀態(tài)，如果輸出電流超過保護(hù)值，則故障封鎖保護(hù)電路動(dòng)作封鎖IGBT脈沖信號，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。 康沃變頻器出現(xiàn)ER17故障主要原

10、因?yàn)殡娏鱾鞲衅鞴收匣螂娏鳈z測放大比較電路異常，前者可通過更換傳感器解決，后者大多為相關(guān)電流檢測IC電路或IC芯片工作電源異常，可通過更換相關(guān)IC或維修相關(guān)電源解決。3.5  故障ER15     代碼ER15表示逆變模塊IPM、IGBT故障，主要原因?yàn)檩敵鰧Φ囟搪?、電機(jī)線過長（超過50米）、逆變模塊或其保護(hù)電路動(dòng)作?，F(xiàn)場處理時(shí)先拆去電機(jī)輸出線，測量變頻器逆變模塊，觀察輸出是否存在短路，同時(shí)檢查電機(jī)是否對地短路及電機(jī)線是否超過允許范圍，如上述均正常則可能為變頻器內(nèi)部IGBT模塊驅(qū)動(dòng)或保護(hù)電路異常。一般IGBT過流保護(hù)是通過檢測IBGT導(dǎo)通時(shí)的管壓降動(dòng)作的，

11、如圖3所示。    當(dāng)IGBT正常導(dǎo)通時(shí)其飽和壓降很低，當(dāng)IGBT過流時(shí)管壓降VCE會(huì)隨著短路電流的增加而增大，IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路通過二極管DB可測量飽和壓降，并經(jīng)過處理電路傳送給CPU處理器，同時(shí)封鎖IGBT輸出達(dá)到保護(hù)作用。如出現(xiàn)Er15故障，現(xiàn)場處理時(shí)可更換驅(qū)動(dòng)模塊或檢修相關(guān)電路。3.6  故障ER11     康沃變頻器出現(xiàn)ER11故障表示變頻器過熱，可能原因主要有：風(fēng)道阻塞、環(huán)境溫度過高、散熱風(fēng)扇損壞及溫度檢測電路異常?，F(xiàn)場處理時(shí)先判斷變頻器是否確實(shí)存在溫度過高情況，如果溫度過高可先按以上原因排除故障；若變頻器溫度正常，下出現(xiàn)ER11報(bào)警則則可能為為溫度檢測電路故障?？滴?2kW以下機(jī)型采用的七單元逆變模塊，內(nèi)部集成有溫度元件，如果模塊內(nèi)此部分電路故障也會(huì)出現(xiàn)ER11報(bào)警，另一方面當(dāng)溫度檢測運(yùn)算電路異常時(shí)也會(huì)出現(xiàn)同樣故障現(xiàn)象。4、結(jié)論    隨著變頻器應(yīng)用的不斷推廣，用戶對變頻器也越加熟悉，變頻器在使用中出現(xiàn)的問題大