變頻器常見的十大故障現(xiàn)象和故障分析診斷

1、變頻器講義第一章：變頻調(diào)速基礎(chǔ)知識1 1）關(guān)于調(diào)速 n=60f/pn=60f/p（1-s1-s）p-p-變極調(diào)速特點：有級調(diào)速，系統(tǒng)簡單，最多 4 4 段速s-s-調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速特點：無級調(diào)速，調(diào)速范圍窄電機最大出力能力下降，效率低，系統(tǒng)簡單，性能較差。f-f-變頻調(diào)速特點：真正無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬，電機最大出力能力不變，效率高，系統(tǒng)復(fù)雜，性能好，可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。2 2）變頻技術(shù)交流變頻是強弱電混合綜合性技術(shù)， 既要處理大電能的轉(zhuǎn)換 （整流、 逆變） ，又要處理信息的收集、 變換和傳輸， 因此它的技術(shù)分成功率轉(zhuǎn)換和弱電控制兩大部分。 前者要解決與高壓大電流變流技術(shù)有關(guān)的問題

2、和新型電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)問題， 后者要解決基于現(xiàn)代控制理論的控制策略和智能控制策略的硬、 軟件開發(fā)問題，目前廣泛應(yīng)用的是全數(shù)字控制技術(shù)。變頻器的控制對象：三相交流異步電機和三相交流同步電機，標準適配電機極數(shù)是 2/42/4 極。3 3）變頻調(diào)速的發(fā)展歷程 P7P7大功率半導(dǎo)體技術(shù)：7070 年代：可控硅（SCR:SiliconControlledRectifierSCR:SiliconControlledRectifier）是可控硅整流器的簡稱，也稱晶閘管?？煽毓栌袉蜗?、雙向、可關(guān)斷和光控幾種類型它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、控制方便等優(yōu)點,被廣泛用于可控整流、逆變以及無觸點開關(guān)等

3、各種自動控制和大功率的電能轉(zhuǎn)換的場合。單向可控硅用于直流電路，也是可控整流電子元件（相當于可控制輸出的二極管）；雙向可控硅可用于交、直流電路。GTRGTR 是三極管的一種，GiantTransistorGiantTransistor,巨型晶體管由于可工作在高電壓、高電流下，也稱電力晶體管。BJTBJT 也是三極管的一種，BipolarJunctionBipolarJunction8080 年代以后：IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)絕緣柵雙極型晶體管，是由 BJTBJT（雙極型三極管）

4、和 MOSMOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFETMOSFET 的高輸入阻抗和 GTRGTR 的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTRGTR 飽和壓降低，載TransistoTransistor r流密度大，但驅(qū)動電流較大；MOSFETMOSFET 驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBTIGBT 綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為 600V600V 及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。脈沖寬度調(diào)制技術(shù)：PWMPWM（PulseWidthModulationPul

5、seWidthModulation）即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效的獲得所需要的波形（含形狀和幅值）出現(xiàn)了多種 PWMPWM 技術(shù)，其中包括：相電壓控制 PWMPWM、脈寬 PWMPWM 法、隨機 PWMPWM、SPWMSPWM 法、線電壓控制 PWMPWM 等，其中 SPWMSPWM 法又包括：等面積法、硬件調(diào)制法、軟件生成法（包括自然采樣法、規(guī)則采樣法）等等。采樣控制理論中有一個重要結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同.PWM.PWM 控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，對半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈

6、沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形.按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進行調(diào)制，既可改變逆變電路單選制后揪嫌沖丁礪鼎根懷變后1治哪制信馱小而變|1獨調(diào)制后和哧L1L*神遍前后沿郡郵&1制信號大小而麥 5)5)變頻器簡要工作原理主要由四大部分組成：(1)(1)整流部分：將交流電變換成直流的電力電子裝置，具輸入電壓為正弦波，輸入電流非正弦，帶有豐富的諧波。(2)(2)儲能環(huán)節(jié)：含預(yù)充電電阻、儲能電容及均壓電阻、制動電阻及再生制動的放電回路等。(3)(3)逆變部分：將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的電力電子裝置，具輸出電壓為非正弦波，輸出電流近似正弦。(4)(4)控制系統(tǒng)：包括單片機、PWMPWM 發(fā)

7、生器、驅(qū)動電路、電壓、電流、溫度檢測等裝置。1JBT1未調(diào)制胭悔fH輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率電壓 （采樣J主控電路外接輸出二二3-11器的結(jié)構(gòu)3BOVACJ50.00icvovAIMIN4V-VKL1-LT匚29RS-sDC?-tHe-MM44O食楨器示瘡圖I2/IXJRL2-B(MA5OO1)AOUTl-b/kOLTTl人QUFT2十AOUT3-ELIA25OVCXC)內(nèi)人2A.3OVCIM.：)IM大SA(3-BVD1VD3VI)5VD1VD3VI)5小 X 不R RVD4VD6VD2不下不濾波電容要均壓充電過程要限流a)a)c)c)逆變電路的結(jié)構(gòu)思考:每個逆變器旁并的是什么，起什

8、么作用？續(xù)流二極管續(xù)流二極管作用：1 1）電動機的繞組是電感性的，其電流具有無功分量。續(xù)流二極管作為無功分量返回直流電源的通道。2 2）當頻率下降得較快時，電動機可能處于再生制動狀態(tài)，此時的再生電流將通過續(xù)流二極管整流后回饋給直流回路。3 3）進行逆變的基本工作過程是，同一橋臂的兩個逆變管處于不停地交替導(dǎo)通和截止狀態(tài)。在這交替導(dǎo)通和截止的換相過程中，也不時地需要提供通路。6 6）變頻器故障維修方法：望一即目視檢查，以發(fā)現(xiàn)形態(tài)上的異常，重點注意以下內(nèi)容：i i）變頻器前端整流元件有無爆裂？iiii）預(yù)充電電阻是否有燒毀（表面是否灰白色或掉渣）的跡象預(yù)充電電阻的切除繼電器是否有拉弧、燒壞跡象iii

9、iii）快熔是否熔斷iviv）直流母線電容器是否有爆裂與飛弧的熏黑跡象v v）與功率元件相連的阻容吸收元件、壓敏器件有無爆裂？vivi）各線路板上是否有元器件爆裂、燒毀、開焊等現(xiàn)象？viivii）系統(tǒng)內(nèi)是否存在異物，小動物或昆蟲尸體，有無液體侵入,大量灰塵堆積等情況？聞一系統(tǒng)中是否留有元件爆裂、飛弧、燒毀等焦糊味道問一仔細詢問對故障發(fā)生過程中經(jīng)歷的人員故障發(fā)生的現(xiàn)象和過程切一逐步檢測，若前面的檢查無所發(fā)現(xiàn)，則按后面步驟進行。其中包括：一、靜態(tài)測試1 1、測試整流電路找到變頻器內(nèi)部直流電源的 P P 端和 N N 端，將萬用表調(diào)到電阻 X10X10 檔，紅表棒接到 P,P,黑表棒分別依到 R R

10、、S S、T,T,應(yīng)該有大約幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到 P P 端，紅表棒依次接到 R R、S S、T,T,有一個接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到 N N 端，重復(fù)以上步驟，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以下結(jié)果，可以判定電路已出現(xiàn)異常，A.A.阻值三相不平衡，可以說明整流橋故障。B.B.紅表棒接 P P 端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或起動電阻出現(xiàn)故障。2 2、測試逆變電路將紅表棒接到 P P 端,黑表棒分別接 U U、V V、W W 上，應(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應(yīng)該為無窮大。將黑表棒接到 N N 端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果，否則可確定逆變模塊故障。3

11、 3、用高阻表做絕緣檢查：將變頻器的 U1U1、V1V1、W1W1、C C、D D、U2U2、V2V2、W2W2 各點用一組測試短路線（如帶有鱷魚的短路線，應(yīng)自制）短路成一點。其高阻檢測表的正極性表筆接上述短路點，負表筆接系統(tǒng)外殼（PEPE）, ,測試電壓可選 DC-500VDC-500V 或DC-1000VDC-1000V 在上述端子外側(cè)無其它連接的情況下，測得的電阻值應(yīng)2 2 兆歐姆（多在 2 2 兆歐姆-10-10 兆歐姆之間）。但這個結(jié)果有時會受現(xiàn)場環(huán)境濕度的影響，端子外部保有連接的情況下也會對此值有大的影響。二、動態(tài)測試在靜態(tài)測試結(jié)果正常以后，才可進行動態(tài)測試，即上電試機。在上電前后

12、必須注意以下幾點：1 1、上電之前，須確認輸入電壓是否有誤，將 380V380V 電源接入 220V220V 級變頻器之中會出現(xiàn)炸機（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。2 2、檢查變頻器各接播口是否已正確連接，連接是否有松動，連接異常有時可能導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障，嚴重時會出現(xiàn)炸機等情況。3 3、上電后檢測故障顯示內(nèi)容，并初步斷定故障及原因。4 4、如未顯示故障，首先檢查參數(shù)是否有異常，并將參數(shù)復(fù)歸后，進行空載（不接電機）情況下啟動變頻器，并測試 U U、V V、W W 三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情況，則模塊或驅(qū)動板等有故障。如果 U U、V V、W W 三相輸出電壓值偏離，可檢測直流母線

13、電壓，一般在 513513（負載） 573V573V（空載）左右為正常。5 5、在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下，帶載測試。測試時，最好是滿負載測試。7 7）變頻器/逆變器的正確拆裝：1 1、在設(shè)備斷電和完全放電后進行。2 2、場地干凈，拆、裝工具與部件、結(jié)構(gòu)件應(yīng)有區(qū)域存放。3 3、有正確、適用的拆裝工具。4 4、準備好清洗劑（無水酒精）、耗材，注意防火。5 5、拆卸過程中做好記錄，“好記性不如爛筆頭”，以備回裝時查用6 6、操作時穿著防靜電工作服，佩帶防靜電完腕扣。注意經(jīng)常執(zhí)行靜電釋放動作。避免身體的靜電損壞線路板及半導(dǎo)體元、器件。7 7、 有些無禁固部件的放置形態(tài)(如 D D 尺

14、寸裝置中的電流互感器)需要注意安放方向標記。8 8、 拆裝前必須完成裝置的數(shù)據(jù)備份。 在有工藝調(diào)節(jié)板(T400(T400, ,T300T300, ,T100T100 等)時， 要將工藝板的參數(shù)備份或記錄完整。 另一種方法是將原 CUCU 原封不動暫存，用另一塊 CUCU 板在維修期間暫用。9 9、緊固可控硅與 IGBTIGBT 等功率器件時，應(yīng)按照指明的緊固力矩植，用力矩扳手操作。1010、可控硅與 IGBTIGBT 模塊在與散熱器接觸的底面上涂有導(dǎo)熱硅脂，器件拆下后，用無水酒精將安裝基面擦洗干凈，器件安裝時要重新涂覆導(dǎo)熱硅脂。注意不是多多益善，越薄、越均勻越好。圖 3-2O 四象限蝸器的主電

15、路示意8 8）常見的故障現(xiàn)象和原因分析 1 1 過流（OCOC）過流是變頻器報警最為頻繁的現(xiàn)象O O1.11.1 現(xiàn)象（1 1）重新起動時，一升速就跳閘。這是過電流十分嚴重的表現(xiàn)。主要原因有：負載側(cè)短路，機械部位有卡??；逆變模塊損壞；電動機的轉(zhuǎn)矩過小等現(xiàn)象引起。（2 2）上電就跳，這種現(xiàn)象一般不能復(fù)位，主要原因有：模塊壞、驅(qū)動電路壞、電流檢測電路壞。（3 3）重新啟動時并不立即跳閘而是在加速時，主要原因有：加速時間設(shè)置太短、電流上限設(shè)置太小、轉(zhuǎn)矩補償（V/FV/F）設(shè)定較高。二、過壓（OUOU）過電壓報警和跳閘，其主要原因是 1 1）電源電壓過高；2 2）減速時間設(shè)定太短；3 3）降速過程中，

16、再生制動的放電單元工作不理想，來不及放電；4 4）應(yīng)增加外接制動電阻和制動單元；5 5）放電支路發(fā)生故障，實際并不放電。C&u uV Vw w三、欠壓（UuUu）欠壓報警和跳閘， 其可能的原因有： 1 1） 電源電壓過低 （220V220V 系列低于 200V200V, ,380380V V系列低于 400V400V）;2;2）電源斷相；3 3）整流橋故障，如整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)，其次主回路接觸器損壞，導(dǎo)致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導(dǎo)致欠壓.還有就是電壓檢測電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠壓問題。四、過熱（OHOH）過熱也是一種比較常見的

17、故障，主要原因：周圍溫度過高，風機堵轉(zhuǎn)，溫度傳感器性能不良，馬達過熱。五、輸出不平衡輸出不平衡一般表現(xiàn)為馬達抖動，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，主要原因：模塊壞，驅(qū)動電路壞，電抗器壞等。六、過載過載也是變頻器跳動比較頻繁的故障之一， 平時看到過載現(xiàn)象我們其實首先應(yīng)該分析一下到底是馬達過載還是變頻器自身過載，一般來講馬達由于過載能力較強，只要變頻器參數(shù)表的電機參數(shù)設(shè)置得當，一般不大會出現(xiàn)馬達過載.而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現(xiàn)過載報警.我們可以檢測變頻器輸出電壓。七、開關(guān)電源損壞這是眾多變頻器最常見的故障，通常是由于開關(guān)電源的負載發(fā)生短路造成的，丹佛斯變頻器采用了新型脈寬集成控制器 UC2844UC2844 來調(diào)整開關(guān)電源的輸出，同時 UC2844UC2844 還帶有電流檢測，電壓反饋等功能，當發(fā)生無顯示，控制端子無電壓，DC12V,24VDC12V,24V 風扇不運轉(zhuǎn)等現(xiàn)象時我們首先應(yīng)該考慮是否開關(guān)電源損壞了。八、SCSC 故障即短路故障是變頻器較常見的故障。IGBTIGBT 模塊損壞，這是引起 SCSC 故障報警的原因之一。此外驅(qū)動電路損壞也容易導(dǎo)致 SCSC 故障報警。此外電機抖動，三相電流，電壓不平衡，有頻率顯示卻無電壓輸出，這些現(xiàn)象都有可能是 IGBTIGBT 模塊損壞。IGBTIGBT 模塊損壞的原因有多種，首先是外部負載發(fā)生故障而導(dǎo)致 IGBTIGBT 模塊的損壞如負載發(fā)生短路，