變頻器OC故障的來源和實(shí)質(zhì)

1、變頻器OC故障的來源和實(shí)質(zhì)OC故障在變頻器的所有故障中出現(xiàn)的頻率，也許是最高的，最為頻繁的。在起動過程中報警，在停機(jī)過程中報警，在運(yùn)行中報警，以至于上電即警示，還甚至以其它故障代碼或現(xiàn)象間接地告知你：該臺變頻器存在OC類的故障！在變頻器說明書中對OC故障的說明，大致有以下幾種解釋：負(fù)載側(cè)短路，運(yùn)行電流大于兩倍以上時跳OC故障；變頻器輸出模塊短路；變頻器過電流；負(fù)載過大；加、減速時間太短等。有的機(jī)型中不以O(shè)C來標(biāo)注此類故障，用負(fù)載側(cè)短路、變頻器過負(fù)載、有嚴(yán)重接地故障等來說明，這當(dāng)然是OC故障的別名。而有的變頻器并不告知你故障的類別，當(dāng)出現(xiàn)OC故障，開機(jī)會造成更大的危險時，則索性造成類似程序死機(jī)的

2、表面現(xiàn)象，如英威騰的P9/G9系列機(jī)，當(dāng)開機(jī)檢測到模塊故障時，操作面板便出現(xiàn)H：00字符，所有按鍵操作均被拒絕。不明內(nèi)里的人會以為：程序死機(jī)了，是CPU主板出了問題。還有的變頻器則更為有趣，當(dāng)別的故障原因會導(dǎo)致運(yùn)行中的模塊損壞時，或者說如在此故障狀態(tài)下模塊運(yùn)行具有潛在的危險時，即在停機(jī)狀態(tài)，也會警示OC故障。如阿爾法P2000型機(jī)子，當(dāng)主回路直流電壓檢測電路損壞，CPU檢測到危險的電源電壓時，干脆來不及報過電壓故障了，直接報OC故障得了，免得使用者對電源電壓過高的提示不在意！一臺臺安N2型功率機(jī)型，上電即跳UL或UU故障，拒絕操作。檢查三相電流互感器的信號，三路信號有嚴(yán)重偏差，起碼是已經(jīng)壞掉了

3、兩只。但查該說明書的故障代碼表，無此兩種故障代碼，猜測這種代碼是廠方維修人員才能破解的密碼，不足為外人道的。是否也為間接地提示OC故障呢？我猜測變頻器電路設(shè)計(jì)者的初衷是這樣的：當(dāng)上電檢測模塊已壞掉，或運(yùn)行中出現(xiàn)危及模塊安全的因素甚至模塊已損壞時，會及時報出OC故障。其起因大致是負(fù)載側(cè)短路或過重負(fù)載導(dǎo)致了嚴(yán)重過電流，或變頻器因驅(qū)動不良或模塊本身損壞造成的過電流甚至短路現(xiàn)象。綜上所述，OC故障預(yù)警的實(shí)質(zhì)是：快速停機(jī)保護(hù)模塊或運(yùn)行有短路危險，模塊已經(jīng)壞掉！從保護(hù)上講，模塊在變頻器的“價值比重”如同顯像管在彩電中的價值，是不言而喻的；就產(chǎn)生OC故障后強(qiáng)制運(yùn)行的危險性而言，輕故障者有可能損壞模塊，模塊已

4、壞再強(qiáng)制運(yùn)行的話，則有可能使設(shè)備爆炸造成嚴(yán)重的人身傷害！所以設(shè)計(jì)人員對模塊故障不能不做第一位的考慮！撇開檢測電路損壞誤報的OC故障不說，還有的變頻器無“故障”，僅僅是電源電壓有稍許難以意料的偏差，或是某種干擾，也會頻報OC故障，而這種故障檢修起來，會讓人撓頭的。大部分變頻器是在啟動信號投入時，跳OC信號，此種情況往往是模塊并沒有損壞，而只是驅(qū)動電路存在異?；蚪邮艿秸`報警信號（但不排除有的機(jī)型是模塊已經(jīng)損壞）；有的是上電即跳OC信號，則可能是模塊已經(jīng)壞掉，或者是具有其它運(yùn)行會危及模塊安全的因素，當(dāng)具有這種因素存在時，有的變頻器處理的措施是：操作面板能做其它參數(shù)設(shè)定工作，但不能進(jìn)入操作運(yùn)行；有的則

5、是干脆拒絕所有操作，全面罷工算了。而在運(yùn)行中的報OC信號：則有以下三種可能：1、屬于負(fù)載方面的異常：起動、運(yùn)行、停機(jī)過程中都有可能報OC故障，一般為負(fù)載過重或變頻器容量不足；2、用戶對變頻器的運(yùn)行參數(shù)不當(dāng)，如對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載錯誤設(shè)置為二次遞減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，加、減速時間設(shè)置不當(dāng)，尤其是對大慣性負(fù)載加、減速時間的設(shè)置?；蛘呤菍νC(jī)方式的處理不當(dāng)。更有甚者，是對保護(hù)參數(shù)的誤設(shè)，如對變頻器或電機(jī)額定電流參數(shù)的減小性誤設(shè)，使設(shè)備在額定電流以下竟出現(xiàn)頻繁的過流報警停機(jī)，不能投入運(yùn)行！3、屬于變頻器本身的故障原因：往往為驅(qū)動電路的電源供電電容失效造成驅(qū)動不足，使CPU接收到IGBT管壓降過大的OC信號。但三方面的原

6、因可歸納為一點(diǎn)：運(yùn)行或停止?fàn)顟B(tài)中有嚴(yán)重過電流的情況發(fā)生或存在嚴(yán)重過電流的可能性，因而只有報出OC信號！一般來講，OC故障的來源有以下三個方面：1、當(dāng)逆變模塊運(yùn)行電流超大，達(dá)額定電流的3倍以上時，IGBT管子的管壓降上升到7V以上時，由驅(qū)動IC返回過載OC信號，通知CPU，實(shí)施快速停機(jī)保護(hù)；2、從變頻器輸出端的三只電流互感器（小功率機(jī)型有的采用兩只），采集到急劇上升的異常電流后，由電壓比較器（或由CPU內(nèi)部電路）輸出一個OC信號，通知CPU，實(shí)施快速停機(jī)保護(hù)。3、IGBT管子已有或正在發(fā)生了短路性和開路性損壞。由驅(qū)動IC檢測到“極其異常的”管壓降，尤其是開路時管壓降要大于大于7V的保護(hù)動作閥值。

7、這是故障檢測電路及驅(qū)動電路正常時，變頻器OC故障的三個來源。原因?yàn)樨?fù)載側(cè)出現(xiàn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)等異常過負(fù)載現(xiàn)象，或變頻器模塊內(nèi)的質(zhì)量缺限、器件老化等造成。而由故障檢測電路和驅(qū)動電路方面造成報OC故障的原因也有以下三方面：1、三相輸出電流檢測電路。當(dāng)電流互感器的內(nèi)電路損壞，使故障信號輸出腳輸出異常高的電壓信號時，CPU以為運(yùn)行電流大到已到短路程度了，趕快報OC信號吧；2、驅(qū)動IC損壞，如J316的6腳內(nèi)場效應(yīng)管子短路后，將6腳電壓拉為故障檢出狀態(tài)的低電平，CPU要是再不報OC信號，那就不是CPU了；3、驅(qū)動IC雖未損壞，但驅(qū)動電路的異常導(dǎo)致了模塊異常的工作狀態(tài)，驅(qū)動電路在此時報出OC信號，不但不算誤報，而

8、且是非常及時和可表揚(yáng)的。驅(qū)動IC的供電常采用正負(fù)雙電源的方式，其正電壓提供IGBT導(dǎo)通的激勵電流。其負(fù)電壓為IGTB管子的截止提供助力，強(qiáng)制拉出IGBT結(jié)電容的電荷，使其更為可靠和快速地截止。當(dāng)正電壓濾波電容（往往采用47uF或100uF電容，大功率機(jī)型也有采用330uF的）的容量大為減小時，IGBT管子因激勵不足，即使運(yùn)行在額定電流以下，也呈現(xiàn)較大的管壓降，經(jīng)檢測電路處理，CPU報出OC故障；此際的故障表現(xiàn)為：變頻器空載或帶有極輕負(fù)載時，運(yùn)行正常，稍微加載即報OC故障。如果說正電壓濾波電容的失效會導(dǎo)致IGBT管子的激勵不足，而促使驅(qū)動IC報出OC故障，IGBT管子尚不存在較大危險的話，那么負(fù)

9、電壓濾波電容的失效，則就危險得多了。在某一相上臂管子開通的同時，會將主回路正電壓跳變到下管的C極上，如果負(fù)壓鉗位不足，管子的結(jié)電容瞬時吸入電流有可能造成下臂管子的誤導(dǎo)通，其后果是兩只共通的管子對主直流電源造成了短路！在此種情況下模塊極易炸裂！無論是正電壓或負(fù)電壓濾波電容的失效，變頻器都有可能報出OC故障。以上是故障檢測和驅(qū)動電路方面報OC故障的“現(xiàn)象”，還有報OC故障的“隱現(xiàn)象”和似是而非的報OC現(xiàn)象，往往不被人注意。如下三例：1、檢修一臺阿爾法變頻器，CNN1端子的第8腳為主回路直流電壓檢測信號輸出腳，正常時應(yīng)為3.5V左右，當(dāng)因電路損壞造成5V以上的“信號輸出”（相當(dāng)于三相交流輸入電壓達(dá)5

10、00V以上了）時，CPU認(rèn)為危及模塊運(yùn)行的安全了，于是不報過電壓故障，而是上電即警示OC，以引起用戶的注意。2、在對阿爾法小功率變頻器維修的過程中，發(fā)現(xiàn)該變頻器有一個通病容易跳OC故障。其表現(xiàn)為：多在啟、停操作過程中跳故障，但有時也在運(yùn)行中跳故障；有時候莫名其妙地又好了，能運(yùn)行長短不一的一段時間。在以為已經(jīng)沒有問題的時候，又開始頻繁跳OC故障；空載時用表筆測量U、V、W輸出電壓時，易跳故障，但接入電機(jī)后起動運(yùn)行，又不跳了，再過一陣子，接入電機(jī)還是跳OC故障。無論怎么查找故障原因和進(jìn)行故障檢測電路逐一的排查，就是找不出故障原因，可能電路存在說不清道不明的某種干擾，但干擾的來源與起因又很難查找。莫

11、非是啟/停瞬間逆變驅(qū)動模塊的“加載和卸載”3、修理一臺P9型英威騰機(jī)器時，檢查發(fā)現(xiàn)：上電，操作面板顯示H.00，所有操作全無效，CPU拒絕所有操作。測量故障信號匯集處理電路U7-HC4044的4、6腳的過流信號，皆為負(fù)電壓，而正常時靜態(tài)應(yīng)為6V正電壓。順電流檢測電路往前查找，測電流信號輸入放大U12D的的8、14為0V，正常；U13D的14腳為負(fù)8V，有誤過流信號輸出。將R151焊開，斷開此路過流故障信號，操作面板的所有參數(shù)設(shè)置均正常。故障原因?yàn)樯想姾髾z測到有過流信號，于是拒絕所有操作，先讓變頻器歇一會兒，待排除異常后才能操控。從上文看來，好多電路和好多方面的原因都能使變頻器報出OC故障，但哪

12、個電路更具有優(yōu)先權(quán)呢？就故障檢測電路來說，故障示警有沒個預(yù)警層次呢？從保護(hù)角度而言，數(shù)方面的因素只要是危及了模塊的安全，都會報出OC故障，正如上文所言。但在實(shí)施中，也可以看出一些預(yù)警層次。1、驅(qū)動IC返回的OC信號是第一位的，如從J316的6腳、PC929的11腳、IPM模塊的OC信號檢出腳報出的信號。因是直接檢測模塊狀態(tài)的，所以只要CPU接收信號，立即封鎖三相觸發(fā)脈沖的輸出，報出OC信號；2、由三相輸出電流互感器報出的OC信號。此信號的報出有一個梯級過程：當(dāng)有過流現(xiàn)象發(fā)生時，對輕度過流，經(jīng)長延時處理和降低頻率等處理后，報過電流但不會報OC。對中度過流，經(jīng)較短時間延時和其它處理無效后，報過電流

13、，仍不報OC。只有出現(xiàn)變化劇烈且幅值極大的電流檢測信號，則不經(jīng)延時，直接報出OC信號；3、有些機(jī)型對過、欠壓的檢測處理也按類似于電流檢測一樣的梯級報警層次：如先報過電壓，并且伴有延時處理環(huán)節(jié)。當(dāng)檢測到極高電壓值時，才直報OC；4、英威騰P9/G9型機(jī)，間接顯示OC的過程，也有梯級報警層次：上電檢測到模塊或電流信號異常，拒絕所有操作；只檢測到溫度異常，可設(shè)參數(shù)值，但不能起停操作。由此看來，據(jù)危害程度的不同，報各類故障的時間也有所差異。CPU對OC信號的檢測是直接停機(jī)保護(hù)或拒絕操作，越快越好，無時間延時處理；對其它危害程度較輕的故障信號，則有檢測、延時、預(yù)報警、報警停機(jī)保護(hù)和配合頻率調(diào)節(jié)以使過流現(xiàn)象消失等幾個環(huán)節(jié)。此為OC信號與其它故障信號在處理上的不同之處。因而對變頻器的保護(hù)來說，OC故障信號的預(yù)警級別當(dāng)為紅色級。為最高故障保護(hù)級別。具有對其無條件執(zhí)行的最高優(yōu)先級。說明：發(fā)表該文的初衷，是為從事變頻器維修的朋友們提供一點(diǎn)故障判斷的