變頻器的維護及故障判斷_secret

1、PAGE 9PAGE 10變頻器的應(yīng)用維護保養(yǎng)及故障處理由于變頻器能適應(yīng)生產(chǎn)工藝的多方面要求，尤其是在工業(yè)自動化控制應(yīng)用上, 交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)上升為工業(yè)自動化控制的主流。交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵,甚至可以超過直流系統(tǒng)。它采用的全數(shù)字控制方式，使信息處理能力大幅度地增強。同時它將實用經(jīng)驗和技巧不斷地融入軟件功能中，采用模擬控制方式無法實現(xiàn)的復(fù)雜控制在今天都已成為可能，使變頻器的可靠性、可使用性、可維護性功能得以充實。由于變頻器具有調(diào)速性能好、調(diào)速范圍寬和運行效率高，使用操作方便，且宜于同其它設(shè)備接口等一系列優(yōu)點，所以應(yīng)用越來越廣泛。多年來，我們在生產(chǎn)實際應(yīng)用中不斷學(xué)習(xí)，

2、積累了一些變頻器的維護保養(yǎng)和維修經(jīng)驗。一、維護保養(yǎng)由于電子技術(shù)的快速發(fā)展，變頻器改型換代速度也比較快，不斷推出新型產(chǎn)品，性能不斷提高,功能不斷充實、增強?，F(xiàn)在國內(nèi)市場銷售的變頻器品牌比較多，如Danfoss、ABB、SIEMENS、GE、Schneider等等,雖然種類繁多，但功能及使用上卻基本類似。總的講其使用、維護保養(yǎng)及故障處理方法是基本相同的。在實際應(yīng)用中，變頻器受周圍的溫度、濕度、振動、粉塵、腐蝕性氣體等環(huán)境條件的影響,其性能會有一些變化。如使用合理、維護得當(dāng),則能延長使用壽命,并減少因突然故障造成的生產(chǎn)損失。如果使用不當(dāng), 維護保養(yǎng)工作跟不上去，就會出現(xiàn)運行故障,導(dǎo)致變頻器不能正常工

3、作，甚至造成變頻器過早的損壞，而影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運行。因此日常維護與定期檢查是必不可少的。.日常維護與檢查:對于連續(xù)運行的變頻器，可以從外部目視檢查運行狀態(tài)。定期對變頻器進行巡視檢查,檢查變頻器運行時是否有異?，F(xiàn)象。通常應(yīng)作如下檢查：1.環(huán)境溫度是否正常，要求在-10+40范圍內(nèi),以25左右為好。2.變頻器顯示面板顯示的輸出電流、電壓、頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常。3.顯示面板顯示的字符是否清楚，是否缺少字符。4.用測溫儀器檢測變頻器是否過熱,是否有異味。5.變頻器風(fēng)扇運轉(zhuǎn)是否正常,有無異響，散熱風(fēng)道是否通暢。6.變頻器運行中是否有故障報警顯示。7.檢查變頻器交流輸入電壓是否超過最大值。極限是41

4、8V（380V1.1），如果主電路外加輸入電壓超過極限,即使變頻器沒運行也會對變頻器線路板造成損壞。定期檢查:我們利用每年一次的大修時間,將檢查重點放在變頻器日常運行時無法巡視到的部位。1.作定期檢查時，操作前必須切斷電源,變頻器停電后待操作面板電源指示燈熄滅后，等待4分鐘(變頻器的容量越大,等待時間越長,最長為15分鐘)使得主電路直流濾波電容器充分放電,用萬用表確認(rèn)電容器放電完后,再進行操作。2.將變頻器控制板、主板拆下，用毛刷、吸塵器清掃變頻器線路板及內(nèi)部IGBT模塊、輸入輸出電抗器等部位。線路板臟污的地方，應(yīng)用棉布沾上酒精或中性化學(xué)劑擦除。3.檢查變頻器內(nèi)部導(dǎo)線絕緣是否有腐蝕過熱的痕跡及

5、變色或破損等，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時進行處理或更換。4.變頻器由于振動、溫度變化等影響，螺絲等緊固部件往往松動，應(yīng)將所有螺絲全部緊固一遍。5.檢查輸入輸出電抗器、變壓器等是否過熱,變色燒焦或有異味。6.檢查中間直流回路濾波電解電容器小凸肩(安全閥)是否漲出,外表面是否有裂紋、漏液、膨脹等。一般情況下濾波電容器使用周期大約為5年,檢查周期最長為一年,接近壽命時最好為半年。電容器的容量可用數(shù)字電容表測量,當(dāng)容量下降到額定容量的80%以下時，應(yīng)予更換。7.檢查冷卻風(fēng)扇運行是否完好,如有問題進行更換。冷卻風(fēng)扇的壽命受限于軸承,根據(jù)變頻器運行情況需要23年更換一次風(fēng)扇或軸承。檢查時如發(fā)現(xiàn)異常聲音、異常振動，同樣需

6、要更換。8.檢查變頻器絕緣電阻是否在正常范圍內(nèi)(所有端子與接地端子)，注意不能用兆歐表對線路板進行測量，否則會損壞線路板的電子元器件。9. 將變頻器的R、S、T端子和電源端電纜斷開，U、V、W端子和電機端電纜斷開，用兆歐表測量電纜每相導(dǎo)線之間以及每相導(dǎo)線與保護接地之間的絕緣電阻是否符合要求，正常時應(yīng)大于1M。10.變頻器在檢修完畢投入運行前，應(yīng)帶電機空載試運行幾分鐘，并校對電機的旋轉(zhuǎn)方向。變頻器本身的保護:變頻器本身具有各種保護功能,如:負(fù)載側(cè)接地保護、短路保護、電流限制、逆變器過熱、過載等，其自診斷功能、報警警告功能也特別完善。了解這些功能對于正確使用變頻器及故障查找是非常重要的。二、故障判

7、斷及處理我公司Danfoss變頻器在使用中因受環(huán)境條件等因素的影響而陸續(xù)產(chǎn)生一些故障現(xiàn)象,在維修過程中我們積累了一些故障判斷和處理經(jīng)驗。下面以Danfoss變頻器為例作一下介紹：當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時,保護功能動作，變頻器立即跳閘，電機由運行狀態(tài)到停止，報警指示紅色發(fā)光二極管變亮,液晶顯示部分提示報警信息代碼或故障內(nèi)容。這時可以根據(jù)信息代碼來分析判斷變頻器的故障范圍,如果是軟性故障,可將變頻器進行斷電復(fù)位。如還不能恢復(fù)正常,只能采用手動或自動初始化，初始化正常后按照參數(shù)表重新將數(shù)據(jù)輸入設(shè)定。這樣，變頻器就可以在故障較輕的情況下恢復(fù)正常使用。若經(jīng)以上操作后變頻器仍不正常,就要根據(jù)故障現(xiàn)象來檢查變頻器

8、損壞的部位,更換元器件或電路板。故障查找時必須按變頻器的提示順序進行。例如：1.故障代碼14,提示為直流電源故障,則三相整流橋模塊可能擊穿短路或開路。2.故障代碼05,提示接地故障,可用兆歐表檢查電機繞組、電纜絕緣是否損壞。3.故障代碼01,提示逆變器故障,則IGBT模塊可能擊穿短路，IGBT模塊短路主回路熔斷器也將熔斷。當(dāng)IGBT模塊某一相門極損壞時，變頻器會出現(xiàn)過流保護現(xiàn)象，這時應(yīng)對IGBT模塊進行檢查。變頻器運行時，如頻繁出現(xiàn)限流報警或過流保護，應(yīng)檢查負(fù)載部分以及變頻器IGBT模塊是否正常，如正常，則此故障為變頻器主板霍爾磁補償式電流傳感器損壞。霍爾磁補償式電流傳感器是一種測量正弦與非正

9、弦周期量的電流值，能真實反映電流的波形，給變頻器提供一個控制與保護信號。變頻器上使用的該元件大部分為瑞士LEM公司LA系列的產(chǎn)品，其LA系列霍爾磁補償式電流傳感器可分為三端引出腳和五端引出腳兩種。變頻器容量不同，主板上LA系列霍爾磁補償式電流傳感器規(guī)格也不相同。生產(chǎn)運行表明,粘膠纖維生產(chǎn)現(xiàn)場含硫化氫的腐蝕性氣體會給變頻器電路板的電子元器件帶來相當(dāng)危害，我們通過給電氣控制室送正壓新鮮風(fēng)來改善環(huán)境條件，并采用樂泰電子線路板用噴涂膠，對變頻器線路板表面作防腐涂層處理,有效地降低了變頻器的故障率,提高了使用壽命。電子元器件對靜電是非常敏感的，如被靜電放電破壞后，將造成電子元器件軟擊穿，軟擊穿會導(dǎo)致線路

10、板無法正常工作。所以在更換線路板時必須注意，一定要確保工作之前戴好接地手環(huán)，將腕帶直接接地，確保人體處于零電位，以防止人體的靜電對線路板造成損壞。如沒有接地手環(huán)，在更換線路板時可用手摸一下變頻器金屬外殼，使人體的靜電通過變頻器外殼放掉（其金屬外殼導(dǎo)靜電）。為確保變頻器線路板備件的安全，在保管期間，應(yīng)放在防靜電材料的袋中存放。三、元器件好壞的簡易測試在維修過程中，根據(jù)故障情況要用萬用表來檢測電子元器件的好壞，如測量方法不正確就很可能導(dǎo)致誤判斷，這將給維修工作造成困難，甚至造成不必要的經(jīng)濟損失。測量方法分為元器件測試和線路板在路測試兩種方式。在路測試：斷開變頻器電源，在不拆動線路板元器件的條件下，

11、測量線路板上元器件。對于元器件擊穿、短路、開路性故障，這種檢測方法可以方便快捷的查找出損壞的元器件，但還應(yīng)考慮線路板上所測元器件與其并聯(lián)的元器件對測量結(jié)果所產(chǎn)生的影響，以免造成誤判斷錯誤。下面介紹元器件好壞的判斷方法：1.普通二極管的檢測用MF47型萬用表測量，將紅、黑表筆分別接在二極管的兩端，讀取讀數(shù)，在將表筆對調(diào)。根據(jù)兩次測量結(jié)果判斷，通常小功率鍺二極管的正向電阻值為300500，硅二極管約為1或更大些。鍺管反相電阻為幾十千歐，硅管反向電阻在500以上（大功率二極管的數(shù)值要小的多）。好的二極管正向電阻較低，反相電阻較大，正反向電阻差值越大越好。如果測得正、反向電阻很小均接近于零，說明二極管

12、內(nèi)部短路；若正、反向電阻很大或趨于無窮大，則說明管子內(nèi)部已斷路。在這兩種情況下二極管就需報廢。在路測試：測試二極管PN結(jié)正反向電阻，比較容易判斷出二極管是擊穿短路還是斷路。2.三極管檢測數(shù)字萬用表撥到二極管檔，用表筆測PN結(jié)，如果正向?qū)?，則顯示的數(shù)字即為PN結(jié)的正向壓降。先確定集電極和發(fā)射極；用表筆測出兩個PN結(jié)的正向壓降，壓降大的是發(fā)射極e，壓降小的是集電極c。在測試兩個結(jié)時，紅表筆接的是公共極，則被測三極管為NPN型，且紅表筆所接為基極b；如果黑表筆接的是公共極，則被測三極管是PNP型，且此極為基極b。三極管損壞后PN結(jié)有擊穿短路和開路兩種情況。在路測試：在路測試三極管，實際上是通過測試

13、PN結(jié)的正、反向電阻，來達(dá)到判斷三極管是否損壞。支路電阻大于PN結(jié)正向電阻，正常時所測得正、反向電阻應(yīng)有明顯區(qū)別，否則PN結(jié)損壞了。支路電阻小于PN結(jié)正向電阻時，應(yīng)將支路斷開，否則就無法判斷三極管的好壞。3.三相整流橋模塊檢測:以SEMIKRON(西門通)整流橋模塊為例，(見圖一)。將數(shù)字萬用表撥到二極管測試檔，黑表筆接COM,紅表筆接V,用紅、黑兩表筆先后測3、4、5相與2、1極之間的正反向二極管特性,來檢查判斷整流橋是否完好。所測的正反向特性相差越大越好；如正反向為零,說明所檢測的一相已被擊穿短路;如正反向均為無窮大, 說明所檢測的一相已經(jīng)斷路。整流橋模塊只要有一相損壞,就應(yīng)更換。4.逆變

14、器IGBT模塊檢測:將數(shù)字萬用表撥到二極管測試檔,測試IGBT模塊C1.E1、C2.E2之間以及柵極G與 E1、 E2之間正反向二極管特性,來判斷IGBT模塊是否完好。以德國eupec 25A/1200V六相IGBT模塊為例，（見圖一）。將負(fù)載側(cè)U、V、W相的導(dǎo)線拆除,使用二極管測試檔，紅表筆接P(集電極C1)，黑表筆依次測U、V、W（發(fā)射極E1），萬用表顯示數(shù)值為最大；將表筆反過來，黑表筆接P，紅表筆測U、V、W，萬用表顯示數(shù)值為400左右。再將紅表筆接N（發(fā)射極E2），黑表筆測U、V、W，萬用表顯示數(shù)值為400左右；黑表筆接N，紅表筆測U、V、W(集電極C2)，萬用表顯示數(shù)值為最大。各相之

15、間的正反向特性應(yīng)相同，若出現(xiàn)差別說明IGBT模塊性能變差，應(yīng)予更換。IGBT模塊損壞時,只有擊穿短路情況出現(xiàn)。紅、黑兩表筆分別測柵極G與發(fā)射極E之間的正反向特性, 萬用表兩次所測的數(shù)值都為最大，這時可判定IGBT模塊門極正常。如果有數(shù)值顯示,則門極性能變差，此模塊應(yīng)更換。當(dāng)正反向測試結(jié)果為零時,說明所檢測的一相門極已被擊穿短路。門極損壞時電路板保護門極的穩(wěn)壓管也將擊穿損壞。5.電解電容器的檢測用MF47型萬用表測量時，應(yīng)針對不同容量的電解電容器選用萬用表合適的量程。根據(jù)經(jīng)驗一般情況下，47F以下的電解電容器可用R1K檔測量，大于47F的電解電容器可用R100檔測量。將萬用表紅表筆接電容器負(fù)極，

16、黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大幅度，接著逐漸向左回轉(zhuǎn)，直到停在某一位置（返回?zé)o窮大位置）。此時的阻值便是電解電容的正向漏電阻。此值越大，說明漏電流越小，電容性能越好。然后，將紅、黑表筆對調(diào)，萬用表指針將重復(fù)上述擺動現(xiàn)象。但此時所測阻值為電解電容的反相漏電阻，此值略小于正向漏電阻。即反相漏電流比正向漏電流要大。實際使用經(jīng)驗表明，電解電容的漏電阻一般應(yīng)在幾百千歐以上，否則將不能正常工作。在測試中，若正向、反相均無充電現(xiàn)象，即表針不動，則說明電容器容量消失或內(nèi)部短路；如果所測阻值很小或為零，說明電容器漏電大或已擊穿損壞，不能再使用。在路測試：在路測試電解電容器只宜檢查嚴(yán)重漏電

17、或擊穿的故障，輕微漏電或小容量電解電容器測試的準(zhǔn)確性很差。在路測試還應(yīng)考慮其它元器件對測試的影響，否則讀出的數(shù)值就不準(zhǔn)確，會影響正常判斷。電解電容器還可以用電容表來檢測兩端之間的電容值，來判斷電解電容器好壞。6.電感器和變壓器簡易測試1.電感器的測試用MF47型萬用表電阻檔測試電感器阻值的大小。若被測電感器的阻值為零，說明電感器內(nèi)部繞組有短路故障。注意操作時一定要將萬用表調(diào)零，反復(fù)測試幾次。若被測電感器阻值為無窮大，說明電感器的繞組或引出腳與繞組接點處發(fā)生了斷路故障。2.變壓器的簡易測試絕緣性能測試：用萬用表電阻檔R10K分別測量鐵心與一次、一次與二次、鐵心與二次之間的電阻值，應(yīng)均為無窮大。否

18、則說明變壓器絕緣性能不良。測量繞組通斷：用萬用表R1檔，分別測量變壓器一次、二次各個繞組間的電阻值，一般一次繞組阻值應(yīng)為幾十歐至幾百歐，變壓器功率越小電阻值越大；二次繞組電阻值一般為幾歐至幾百歐，如某一組的電阻值為無窮大，則該組有斷路故障注意：這種測量方法只是一種比較粗略的估測，有些繞組匝間絕緣輕微短路的變壓器是檢測不準(zhǔn)的。7.電阻器的阻值簡易測試在路測量電阻時要切斷線路板電源，要考慮電路中的其它元器件對電阻值的影響。如果電路中接有電容器，還必須將電容器放電。萬用表表針應(yīng)指在標(biāo)度尺的中心部分，讀數(shù)才準(zhǔn)確。8.貼片式元器件變頻器電子線路板現(xiàn)在大部分采用貼片式元器件也稱為表面組裝元器件，它是一種無引線或引線很短的適于表面組裝的微小型電子元器件。貼片式元器件品種規(guī)格很多，按形狀分可分為矩形、圓柱形和異形結(jié)構(gòu)。按類型可分為片式電阻器、片式電容器、片式電感器、片式半導(dǎo)體器件（可分為片式二極管和片式