變頻器培訓(xùn)講義：變頻器的維護(hù)及故障分析

1、 變頻器培訓(xùn)講義 -變頻器的維護(hù)及故障分析 變頻器的維護(hù)一.變頻器需要維護(hù) 不良環(huán)境和元器件老化都會(huì)使變頻器發(fā)生故障,維護(hù)能有效地減小故障，延長使用壽命。變頻器的維護(hù)：日常維護(hù) 定期檢修二. 變頻器日常檢查的內(nèi)容（運(yùn)行時(shí)經(jīng)常檢查）1. 經(jīng)常觀察操作面板，看顯示是否有缺省、閃爍、顏色變淺等顯現(xiàn)。可能原因：變頻器的開關(guān)電源的濾波電容老化，使輸出電壓不正常，芯片工作在DC 3.5V5V ；插接線接觸不良。2. 經(jīng)常檢查變頻器的輸入、輸出接線端子是否發(fā)熱。系統(tǒng)運(yùn)行中有振動(dòng)端子松動(dòng)接觸不良 端子發(fā)熱氧化3. 經(jīng)常檢查變頻器的輸入、輸出電纜是否老化。4. 檢查冷卻風(fēng)機(jī)是否正常工作，是否在運(yùn)轉(zhuǎn)、風(fēng)量是否正常

2、、風(fēng)道是否有灰塵？5.經(jīng)常檢查變頻器有無異味、振動(dòng)是否正常、發(fā)熱是否正常、溫度是否正常、散熱板是否溫度過熱。 主回路元器件有松動(dòng)否。6.檢測(cè)變頻器的輸入輸出電壓，直流高壓是否正常。三. 定期檢修利用停產(chǎn)間隙時(shí)間進(jìn)行，每年12次清洗主電路檢測(cè) 濾波電容、限流電阻、繼電器觸點(diǎn)、絕緣電阻保護(hù)電路取樣元件檢查冷卻風(fēng)機(jī)的檢查控制電路，開關(guān)電源元件、印刷電路、小電解電容加固緊固部件 檢修后一定要進(jìn)行試運(yùn)行。 變頻器的常見問題分析一. 參數(shù)設(shè)定不當(dāng)時(shí)易碰到的問題1. 變頻器在電機(jī)空載時(shí)工作正常，但不能帶負(fù)載啟動(dòng)。為什么？這種問題常常出現(xiàn)在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。遇到此類問題時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查加、減速時(shí)間設(shè)定或提升轉(zhuǎn)矩設(shè)定值。

3、U/F曲線設(shè)置。最小頻率設(shè)置。2. 變頻器開始運(yùn)行，但電機(jī)還未啟動(dòng)就過載跳停，表現(xiàn)為過流報(bào)警。如冶金廠一臺(tái)25kW-6電機(jī)，投入運(yùn)行時(shí)，跳停頻繁。經(jīng)檢查，偏置頻率原設(shè)定為3Hz，變頻器在接到運(yùn)行指令但未給出調(diào)頻信號(hào)之前，電機(jī)將一直接收3Hz的低頻運(yùn)行指令而無法啟動(dòng)。變頻器過載保護(hù)動(dòng)作屬正常。改偏置頻率為0Hz，電機(jī)啟動(dòng)得以恢復(fù)正常。3. 頻率已經(jīng)達(dá)到較大值，但電機(jī)轉(zhuǎn)速仍不高。比如一臺(tái)新投用的變頻器頻率設(shè)置已經(jīng)很大，但電機(jī)轉(zhuǎn)速明顯較同頻率下其他電機(jī)低。檢查頻率增益設(shè)定值為200%。由于頻率設(shè)定信號(hào)增益為設(shè)定模擬頻率信號(hào)對(duì)輸出頻率的比率，即如設(shè)定頻率為40Hz，實(shí)際輸出頻率僅為20Hz。將設(shè)定增益

4、改為100%后，問題得到解決。4. 頻率上升到一定數(shù)值，繼續(xù)向上調(diào)節(jié)時(shí)，頻率保持在一定值不斷跳躍，轉(zhuǎn)速不能提高。遇到上述問題，應(yīng)檢查最大轉(zhuǎn)矩設(shè)定值是否偏小、變頻器的容量是否偏小。觀查電流值。5. 變頻器由U/F控制改為矢量控制，變頻器不運(yùn)行？U/F控制不需要嚴(yán)格的電機(jī)參數(shù)。矢量控制需要電機(jī)相關(guān)參數(shù)，否則不運(yùn)行，如不接電機(jī)不運(yùn)行。二. 外部環(huán)境易引發(fā)的問題 1. 如果變頻器操作室的制冷、通風(fēng)效果不良或風(fēng)扇損壞，易發(fā)生過熱保護(hù)跳停。應(yīng)注意保持變頻器周圍環(huán)境清潔、干燥，嚴(yán)禁在變頻器附近放置雜物，應(yīng)使之遠(yuǎn)離振動(dòng)源和沖擊源。2. 如果工作環(huán)境內(nèi)腐蝕性氣體濃度較大，不僅會(huì)腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而

5、且還會(huì)加速塑料器件的老化，降低絕緣性能。在這種情況下，應(yīng)把控制箱制成封閉式結(jié)構(gòu)并進(jìn)行換氣。三. 過流與過載1. 輕載過電流如果負(fù)載很輕，卻又過電流跳閘，應(yīng)首先檢查電動(dòng)機(jī)磁路是否飽和。勵(lì)磁電流或磁通大幅度增加往往導(dǎo)致磁路飽和，此時(shí)鐵心和線圈會(huì)過熱。如磁路飽和，可通過反復(fù)調(diào)整U/f比來使變頻器正常啟動(dòng)。2. 重載過電流有些生產(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)速大幅度下降，電流急劇增加，過載保護(hù)來不及動(dòng)作，導(dǎo)致過電流跳閘。解決方法：首先了解機(jī)械本身是否有故障，如果有故障，則修理機(jī)器；如果這種過載屬于生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，則應(yīng)考慮加大電動(dòng)機(jī)和負(fù)載之間的傳動(dòng)比。適當(dāng)加大傳動(dòng)比，

6、可減輕電動(dòng)機(jī)軸上的阻轉(zhuǎn)矩，避免出現(xiàn)帶不動(dòng)的情況。如無法加大傳動(dòng)比，則考慮增大電動(dòng)機(jī)和變頻器的容量。3. 升速中過電流這往往是由于升速過快而引起的?？赏ㄟ^延長升（降）速時(shí)間或準(zhǔn)確預(yù)置升（降）速自處理（防失速）功能而解決。4. 過載 如出現(xiàn)過載現(xiàn)象，應(yīng)重點(diǎn)檢查以下三方面：機(jī)械負(fù)荷是否過重？三相電壓是否平衡？是否是由于變頻器內(nèi)部的電流檢測(cè)部分發(fā)生故障而引起的誤動(dòng)作？之后依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理。四. 變頻器的參數(shù)設(shè)置 變頻器出廠時(shí)，廠家對(duì)每個(gè)參數(shù)都預(yù)設(shè)一個(gè)值，這些參數(shù)叫出廠(缺省)值。一般缺省值并不能滿足大多數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求。所以用戶在正確使用變頻器之前，要求對(duì)變頻器參數(shù)做如下設(shè)置:1. 確認(rèn)電機(jī)參數(shù)設(shè)

7、定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率。這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到.2. 變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉(zhuǎn)拒控制、PID或其它方式。選定控制方式后，一般要根據(jù)控制精度需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨別3. 設(shè)定變頻器的啟動(dòng)方式，一般變頻器在出廠時(shí)設(shè)定從面板啟動(dòng)，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況選擇啟動(dòng)方式?？梢杂妹姘?、外部端子、通訊方式等幾種。4. 給定信號(hào)的選擇，一般變頻器的頻率給定也可以有多種方式。面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通訊方式給定。當(dāng)然對(duì)于變頻給定也可以是這幾種方式的一種或幾種方式之和，正確設(shè)置以上參數(shù)后，變頻器基本能正常工作，如要獲得更好的控制效果則只能根據(jù)實(shí)際情況修改相關(guān)參數(shù)。

8、一旦發(fā)生參數(shù)設(shè)置故障，可根據(jù)說明書進(jìn)行修改參數(shù).如果不行可數(shù)據(jù)初始化，恢復(fù)缺省值.然后按上述步驟重新設(shè)置，對(duì)于不同品牌的變頻器其參數(shù)恢復(fù)出廠值方式也不同。五. 常見故障： 1. “OC”過流報(bào)警故障這是變頻最常見故障，首先排除由于參數(shù)問題而導(dǎo)致的故障，例如:電流限制，加速時(shí)間過短有可能導(dǎo)致過流的產(chǎn)生。然后就必須判斷是否電流檢測(cè)電路問題，以FVR-075G7S-4EX為例，有時(shí)看到FVR-075G7S-4EX在不接電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候面板會(huì)有電流顯示，電流來自于哪里呢？這時(shí)就要測(cè)試一下它的3個(gè)霍爾傳感器是否出了問題。2 . “OV”過壓故障 首先先要排除由于參數(shù)問題而導(dǎo)致的故障，例如:減速時(shí)間過短，以

9、及由于再生負(fù)載而導(dǎo)致的過壓等。然后可以看一下電壓檢測(cè)電路是否出現(xiàn)了故障。一般的電壓檢測(cè)電路的電壓采樣點(diǎn)都是中間直流母線取樣后(530V左右的直流)通過阻值較大的電阻降壓后再由光耦進(jìn)行隔離，當(dāng)電壓超過一定值時(shí)，顯示“5”過壓(此機(jī)為數(shù)碼管顯示)可以看一下電阻是否氧化變值，光耦是否有短路現(xiàn)象。 3. “UV”欠壓故障首先可以看一下輸入端電壓是否偏低、缺相，然后看一下是否為電壓檢測(cè)電路故障。4 . “OH”過熱故障變頻器溫度過高，檢查變頻器的通風(fēng)情況，及軸流風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否良好。有些變頻器有電動(dòng)機(jī)溫度檢測(cè)裝置，檢查電動(dòng)機(jī)的散熱情況，然后檢查檢測(cè)電路各器件是否正常。5 . “SC”短路故障可以檢測(cè)一下變頻

10、器內(nèi)部器件是否有短路現(xiàn)象。以安川616G545P5為例，模塊、驅(qū)動(dòng)電路、光耦是否有問題，一般為模塊和驅(qū)動(dòng)的問題，更換模塊修復(fù)驅(qū)動(dòng)電路?！癝C”故障會(huì)消除。6 . “FU”快速熔斷故障 現(xiàn)行推出的變頻器大多推出了快熔故障檢測(cè)功能。特別是大功率變頻器，以LG SV030IH-4變頻器為例。它主要是對(duì)快熔前面后面的電壓進(jìn)行采樣檢測(cè)。當(dāng)快熔損壞以后必然會(huì)出現(xiàn)快熔一端電壓丟失，此時(shí)隔離光耦動(dòng)作，出現(xiàn)FU報(bào)警。更換快熔就應(yīng)能解決問題，特別是應(yīng)該注意的是更換快熔前必須判斷主回路是否有問題。六 . 使用變頻器常遇到的問題 1. 載波頻率任何選擇？ 0.515KHz載波頻率 高 噪音小、對(duì)外干擾大。載波頻率 低

11、噪音大、干擾小、額定電流大。2. 變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)為何發(fā)熱嚴(yán)重？ 由高頻信號(hào)和高次諧波引起的。（1）使定子繞組由于電流的趨膚現(xiàn)象發(fā)熱。（2）機(jī)座、鐵芯產(chǎn)生渦流發(fā)熱。（3）冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降。減小電機(jī)發(fā)熱的方法（1）調(diào)低載波頻率。（2）外加冷卻風(fēng)機(jī)。（3）加輸出電抗器。3. 使用變頻器后，漏電保護(hù)斷路器易跳閘，如何解決？是由高頻信號(hào)和高次諧波對(duì)漏電保護(hù)斷路器的干擾引起的、EMC濾波器引起的。解決辦法：（1）保護(hù)漏電保護(hù)設(shè)定值。（2）更換具有抗干擾性的漏電保護(hù)器。（3）去掉EMC濾波器。4. 變頻器與電機(jī)的距離遠(yuǎn)，如何解決？ 注意電纜線徑的選擇。（1）趨膚現(xiàn)象使線徑變小。（2）高次諧波使電纜易于老化

12、、易于擊穿。（3）電壓的行波增高了電機(jī)的電壓值。（4）要求電機(jī)絕緣等級(jí)要高一等級(jí)。（5）加du/dt、sin濾波器5. 變頻器輸出電流大于輸入電流，為什么？ （1）測(cè)量誤差，高頻干擾。（2）P=U*I P=Ui* Ii=U0*I0 UiU0 所以I0Ii6. 變頻器三相輸入與輸出端接錯(cuò)，有何后果？為什么？ 后果是燒變頻器。 （1）逆變器的續(xù)流二極管無限流電阻，上電就燒。（2）給起動(dòng)運(yùn)行信號(hào)后，逆變管導(dǎo)通短路燒逆變器。7. 直接斷開變頻器三相輸入電源的方法停車會(huì)如何？可能損壞變頻器。 內(nèi)部開關(guān)電源電壓低，CPU控制不正常，控制上下橋臂短路，燒逆變器。 8.備用變頻器長時(shí)間放置后，再運(yùn)行要注意什么

13、？電容需要經(jīng)常充放電，否則會(huì)老化、降低電容值、出現(xiàn)漏電現(xiàn)象嚴(yán)重、耐壓值降低。上電時(shí)炸電容：耐壓值降低。上電時(shí)炸整流管：漏電現(xiàn)象嚴(yán)重。方法：先用低電壓給電容充放電、逐步提高電壓法，給變頻器充放電，恢復(fù)電容性能。備用變頻器放置36個(gè)月通電一次。變頻器的維修 1. 變頻器維修的條件：了解變頻器的基本原理。熟悉變頻器的基本結(jié)構(gòu)。熟悉變頻器的典型電路：輸入輸出電路、顯示電路、開關(guān)電源電路、起動(dòng)電流、濾波電路、限流電路、控制電路等。掌握常見電路的原理作用；思路敏捷，動(dòng)手能力強(qiáng)，堅(jiān)韌的個(gè)性?；竟ぞ撸褐绷鞣€(wěn)壓電源（具有限流功能）、信號(hào)發(fā)生器、雙蹤示波器、指針式萬用表、頻率計(jì)、自制工具、電機(jī)、代負(fù)荷等。2.修

14、理的通常方法逐步縮小法：通過分析、檢測(cè)將故障范圍逐步縮小，直至故障點(diǎn)。順藤摸瓜法：按電路電信號(hào)傳輸?shù)耐緩竭M(jìn)行檢測(cè)，判斷故障所在。3.修理的步驟靜態(tài)檢測(cè)功率模塊，好轉(zhuǎn)下一步；壞轉(zhuǎn)第三步通電檢測(cè)，初查故障問題拆卸清洗（年久更換所有小電解電容）故障診斷故障處理，更換器件原則： 盡量相同 靈活取代試運(yùn)行： 正常轉(zhuǎn)下一步；存在問題回第四步填寫修理記錄2. 簡易判斷模塊是否正常的方法：（1）電阻檢測(cè)法：用模擬萬用表的紅表筆（）接P端，萬用表的黑表筆（）分別接R、S、T端,測(cè)二極管的正向電阻，二極管導(dǎo)通電阻正常值為幾十。用模擬萬用表的黑表筆（）接P端，萬用表的紅表筆（）分別接R、S、T端,測(cè)二極管的反向電阻

15、，二極管截止電阻正常值為幾百k?；蛘邇蓚€(gè)表筆分別接RS、RT、ST，電阻值應(yīng)基本相同。電阻值=(正向電阻值反向電阻值)/2逆變模塊的粗測(cè)逆變模塊包括IGBT管和與之反并聯(lián)的二極管。它們的粗測(cè)方法介紹如下：IGBT管的粗測(cè)1.兩個(gè)表筆分別接UV、UW、VW，電阻值應(yīng)基本相同。2. 根據(jù)IGBT的基本原理，在正常情況下，當(dāng)把電池的“”端接發(fā)射極（E），電池的“”端接控制極（G）時(shí)，IGBT應(yīng)處于截止?fàn)顟B(tài)，如圖20 a）所示；反之，把電池的“”端接控制極（G），電池的“”端接發(fā)射極（E）時(shí)，IGBT應(yīng)處于導(dǎo)通狀態(tài)，如圖20 b）所示。如果符合上述規(guī)律，則大體上可以認(rèn)為，該IGBT管是可用的。圖21反并聯(lián)二極管的粗測(cè)a）逆變模塊電路b）測(cè)量示例測(cè)量時(shí)必須注意，因?yàn)镮GBT管的G、E間是絕緣柵結(jié)構(gòu)，所以，G、E間是不允許開路的。圖20IGBT的粗測(cè)a）截止b）導(dǎo)通（2）反向二極管的粗測(cè)與整流電路的粗測(cè)類似，首先也應(yīng)記住模塊各端子的符號(hào)，如圖21 a）所示。今以鑒別VD12為例，說明如下：由圖 a）可以看出，VD12在端子N和V之間，N端接二極管的正極，V端接負(fù)極。因此，在正常情況下，當(dāng)萬用表的黑表筆（電池正端）接端子“N”，而紅表筆（電