變頻器第七章

1、變頻器第七章1第1頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二維護(hù)篇（第四部分） 變頻器維護(hù)基本要點(diǎn) 過流原因及故障定位 過壓原因及故障定位 過載原因及故障定位 缺相原因及故障定位 通訊故障原因及故障定位2第2頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二維護(hù)篇（第四部分） 變頻器維護(hù)基本要點(diǎn) 過流原因及故障定位 過壓原因及故障定位 過載原因及故障定位 缺相原因及故障定位 通訊故障原因及故障定位3第3頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二變頻器故障或報(bào)警的分類 一般來說，變頻器故障或報(bào)警可以分為變頻器故障或報(bào)警、變頻器接口故障和電機(jī)故障三種，也可以分為有

2、顯示故障或報(bào)警代碼和沒有顯示故障代碼二種。 4第4頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二變頻器故障或報(bào)警的分類 可以使用以下三種故障或報(bào)警排除方式：1. 參數(shù)設(shè)置變頻器操作面板是最重要的人機(jī)操作界面，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)的輸入功能，還能實(shí)現(xiàn)頻率、電流、轉(zhuǎn)速、線速度、輸出功率、輸出轉(zhuǎn)矩、端子狀態(tài)、閉環(huán)參數(shù)、長度等物理量，以及對這些物理量進(jìn)行在線存儲與修改，以及變頻器故障的基本信息，所有這些都可以為變頻器的故障排除提供必要的信息。圖所示為三菱和艾默生變頻器的操作面板。5第5頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二變頻器故障或報(bào)警的分類 變頻器一旦檢測道故障信號，即進(jìn)

3、入故障報(bào)警顯示狀態(tài)，閃爍顯示故障代碼（如圖所示的E.OC1加速過流故障和E008輸入側(cè)缺相故障）。 6第6頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二變頻器故障或報(bào)警的分類 變頻器一旦檢測道故障信號，即進(jìn)入故障報(bào)警顯示狀態(tài)，閃爍顯示故障代碼（如圖所示的E.OC1加速過流故障和E008輸入側(cè)缺相故障）。 7第7頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二變頻器故障或報(bào)警的分類 由于變頻器的很多故障或報(bào)警是源于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或者參數(shù)需要優(yōu)化，因此通過參數(shù)設(shè)置來消除故障報(bào)警這是一種最簡單的辦法。 4當(dāng)選擇自動重啟動功能時(shí)，由于電機(jī)會在故障停止后突然再啟動，所以應(yīng)遠(yuǎn)離設(shè)備。 4操

4、作面板上的“STOP”鍵僅在相應(yīng)功能設(shè)置已經(jīng)被設(shè)定時(shí)才有效，特殊情況應(yīng)準(zhǔn)備緊急停止開關(guān)。4如果故障復(fù)位是使用外部端子進(jìn)行設(shè)定，將會發(fā)生突然啟動。請預(yù)先檢查外部端子信號是否處于關(guān)斷位，否則可能發(fā)生意外事故。 8第8頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二變頻器故障或報(bào)警的分類 4 參數(shù)初始化后，在運(yùn)行前需要再次設(shè)定參數(shù)。當(dāng)參數(shù)被初始化后，參數(shù)值又重新回到出廠設(shè)置。4 變頻器可以容易地設(shè)定為高速運(yùn)行，在運(yùn)行前先檢查一下電機(jī)或機(jī)械設(shè)備的容量。4 使用直流制動功能時(shí)，不會產(chǎn)生停止力矩。當(dāng)需要停止力矩時(shí)，安裝單獨(dú)設(shè)備。 4 當(dāng)驅(qū)動400V變頻器和電機(jī)時(shí)，用絕緣整流器和采取措施抑制浪涌電壓

5、。由于在電機(jī)接線端子配線常數(shù)問題引起的浪涌電壓， 有可能毀壞絕緣和損壞電機(jī)。9第9頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二變頻器簡易故障或報(bào)警的排除 變頻器的很多簡易故障往往只需要根據(jù)變頻器說明書的提示即可完成，包括電機(jī)不轉(zhuǎn)、電機(jī)反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速與給定偏差太大、變頻器加速/減速不平滑、電機(jī)電流過高、轉(zhuǎn)速不增加、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定等。 10第10頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二變頻器簡易故障或報(bào)警的排除 11第11頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二日常和定期檢查項(xiàng)目 變頻器是以半導(dǎo)體元件為中心構(gòu)成的靜止裝置，由于溫度、濕度、塵埃、振動等，使用環(huán)境的

6、影響，以及其零部件常年累月的變化、壽命等原因而發(fā)生故障，為了防患于未然必須進(jìn)行日常檢查和定期檢查。12第12頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二日常和定期檢查項(xiàng)目 13第13頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二日常和定期檢查項(xiàng)目 14第14頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二變頻器故障或報(bào)警排除的基本步驟 變頻器故障或報(bào)警時(shí)，一般都需要遵照以下步驟進(jìn)行排除：1.故障機(jī)受理，記錄變頻器型號、編碼、運(yùn)行工況、故障代碼等信息；2.變頻器主電路檢測；3.變頻器控制電路檢測；4.變頻器上電檢測，記錄主控板參數(shù)，并根據(jù)故障代碼進(jìn)行參數(shù)設(shè)定；5.變

7、頻器整機(jī)帶載測試；6.故障原因分析總結(jié)，填寫報(bào)告并存檔。 15第15頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二維護(hù)篇（第四部分） 變頻器維護(hù)基本要點(diǎn) 過流原因及故障定位 過壓原因及故障定位 過載原因及故障定位 缺相原因及故障定位 通訊故障原因及故障定位16第16頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二通用變頻器大都為電壓型交-直-交變頻器，從第1章的基本結(jié)構(gòu)圖中可以知道三相交流電首先通過二極管不控整流橋得到脈動直流電，再經(jīng)電解電容濾波穩(wěn)壓，最后經(jīng)無源逆變輸出電壓、頻率可調(diào)的交流電給電動機(jī)供電。一般而言，負(fù)載的能量可以分為動能和勢能兩種。動能（由負(fù)載的速度和重量確定

8、其大?。╇S著物體的運(yùn)動而累積，當(dāng)動能減為零時(shí)，該物體就處在停止?fàn)顟B(tài)。圖所示為電機(jī)傳動的四種運(yùn)行方式，在本章中所涉及到負(fù)載的共同特點(diǎn)，就是要求電機(jī)不僅運(yùn)行于電動狀態(tài)（一、三象限），而且要運(yùn)行于發(fā)電制動狀態(tài)（二、四象限）。過壓問題的提出 17第17頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二過壓問題的提出 18第18頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二過壓問題的提出 2. 變頻器過壓故障的危害性變頻器過壓主要是指其中間直流回路過壓，中間直流回路過壓主要危害在于：引起電動機(jī)磁路飽和。對于電動機(jī)來說，電壓主過高必然使電機(jī)鐵芯磁通增加，可能導(dǎo)致磁路飽和，勵(lì)磁電流過大，從面

9、引起電機(jī)溫升過高。損害電動機(jī)絕緣。中間直流回路電壓升高后，變頻器輸出電壓的脈沖幅度過大，對電機(jī)絕緣壽命有很大的影響。對中間直流回路濾波電容器壽命有直接影響，嚴(yán)重時(shí)會引起電容器爆裂。因而變頻器廠家一般將中間直流回路過壓值限定在DC800V左右，一旦其電壓超過限定值，變頻器將按限定要求跳閘保護(hù)。19第19頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二產(chǎn)生變頻器過壓的原因 （1）來自電源輸入側(cè)的過壓（2）來自負(fù)載側(cè)的過壓20第20頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二案例分析：茶葉機(jī)變頻器恒速運(yùn)行過壓 某茶葉廠用戶在使用茶葉機(jī)械時(shí)使用兩臺三菱變頻器FR-E540-2.2K

10、-CH（2.2KW）變頻器，控制兩臺6CBC型八角炒干機(jī)（如圖所示），其中一臺變頻器一直運(yùn)行良好，一臺變頻器運(yùn)行兩星期后開始偶爾出現(xiàn)E.OV2恒速過壓故障。后用戶將此變頻器功率換高一檔為3.7KW，變頻器仍然會出現(xiàn)E.OV2故障。21第21頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二案例分析：茶葉機(jī)變頻器恒速運(yùn)行過壓 由于變頻器能在復(fù)位后正常運(yùn)行，所以應(yīng)重點(diǎn)檢查變頻器在運(yùn)行中的電壓變化情況。測量變頻器FR-E540-2.2K-CH的直流母線電壓UPN在恒速運(yùn)行過程中電壓偶爾有上升現(xiàn)象，當(dāng)電壓達(dá)到760V時(shí)變頻器報(bào)E.OV2（恒速過壓故障），從此現(xiàn)象可以看出此臺八角炒干機(jī)在恒速運(yùn)行過

11、程中由于機(jī)械部分重心不穩(wěn)而出現(xiàn)再生回饋。22第22頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二案例分析：茶葉機(jī)變頻器恒速運(yùn)行過壓 變頻器上電后，重新修改以下參數(shù)： Pr.30: 再生功能選擇為“1”該參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，即“0”為無能耗制動組件或外接制動單元的方式進(jìn)行能耗制動，而“1”為有能耗制動組件。 Pr.70:制動使用率為10制動使用率根據(jù)實(shí)際情況選擇為10。當(dāng)Pr.30為“0”時(shí)，Pr.70沒有顯示，制動使用率固定在3。另外，Pr.70必須設(shè)定在所使用的制動電阻發(fā)熱功率內(nèi)，否則會有過熱的危險(xiǎn)。23第23頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二維護(hù)篇（第

12、四部分） 變頻器維護(hù)基本要點(diǎn) 過流原因及故障定位 過壓原因及故障定位 過載原因及故障定位 缺相原因及故障定位 通訊故障原因及故障定位24第24頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二過流原因分析 變頻器中過流保護(hù)的對象主要指帶有突變性質(zhì)的、電流的峰值超過了過流檢測值(約額定電流的200，不同變頻器的保護(hù)值不一樣)，變頻器則顯示OC（Over Current）表示過流，由于逆變器件的過載能力較差，所以變頻器的過流保護(hù)是至關(guān)重要的一環(huán)。25第25頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二自動限流 針對變頻器容易過流的現(xiàn)象，很多變頻器都推出了自動限流功能，即通過對負(fù)載電

13、流的實(shí)時(shí)控制，自動限定其不超過設(shè)定的自動限流水平值（通常以額定電流的百分比來表示），以防止電流過沖而引起的故障跳閘，這對于一些慣量較大或變化劇烈的負(fù)載場合，尤其適用。 26第26頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二案例分析：換熱加泵變頻器過流 某用戶用一臺西門子MM440系列變頻器22KW來控制紡織車間集中供熱換熱系統(tǒng)（如圖所示），在加泵時(shí)總是出現(xiàn)F001過流故障。27第27頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二案例分析：換熱加泵變頻器過流 用戶現(xiàn)場檢查參數(shù)發(fā)現(xiàn)，變頻器的停車方式為OFF1（即變頻器按照選定的斜坡下降速率減速并停止），這也就意味著變頻器在從

14、運(yùn)行頻率減速到0Hz過程中，始終是有電壓輸出的。28第28頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二案例分析：換熱加泵變頻器過流 為解決停車問題，需要將相應(yīng)參數(shù)修改： P0701：數(shù)字輸入1的功能為“3”將數(shù)字輸入1的功能從ON/OFF1改為OFF2，這一命令將使電動機(jī)依照慣性滑行，最后停車（脈沖被封鎖），也就是自由停車。29第29頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二維護(hù)篇（第四部分） 變頻器維護(hù)基本要點(diǎn) 過流原因及故障定位 過壓原因及故障定位 過載原因及故障定位 缺相原因及故障定位 通訊故障原因及故障定位30第30頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)5

15、5分，星期二過載的主要原因 電動機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)，但運(yùn)行電流超過了額定值，稱為過載。過載的基本特征是：電流雖然超過了額定值，但超過的幅度不大，一般也不形成較大的沖擊電流（否則就變成過流故障），而且過載是有一個(gè)時(shí)間的積累，當(dāng)積累值達(dá)到時(shí)才報(bào)過載故障。31第31頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二過載的主要原因 過載發(fā)生的主要原因有以下幾點(diǎn)：(1) 機(jī)械負(fù)荷過重，其主要特征是電動機(jī)發(fā)熱，可從變頻器顯示屏上讀取運(yùn)行電流來發(fā)現(xiàn)；(2) 三相電壓不平衡，引起某相的運(yùn)行電流過大，導(dǎo)致過載跳閘，其特點(diǎn)是電動機(jī)發(fā)熱不均衡，從顯示屏上讀取運(yùn)行電流時(shí)不一定能發(fā)現(xiàn)(因很多變頻器顯示屏只顯示一相電流)；

16、(3) 誤動作，變頻器內(nèi)部的電流檢測部分發(fā)生故障，檢測出的電流信號偏大，導(dǎo)致過載跳閘。32第32頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二過載故障的解決對策 (2) 檢查電動機(jī)側(cè)三相電壓是否平衡，如果電動機(jī)側(cè)的三相電壓不平衡，則應(yīng)再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡，如也不平衡，則問題在變頻器內(nèi)部。如變頻器輸出端的電壓平衡，則問題在從變頻器到電動機(jī)之間的線路上，應(yīng)檢查所有接線端的螺釘是否都已擰緊，如果在變頻器和電動機(jī)之間有接觸器或其它電器，則還應(yīng)檢查有關(guān)電器的接線端是否都已擰緊，以及觸點(diǎn)的接觸狀況是否良好等。33第33頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二過載故

17、障的解決對策 (1) 檢查電動機(jī)是否發(fā)熱，如果電動機(jī)的溫升不高，則首先應(yīng)檢查變頻器的電子熱保護(hù)功能預(yù)置得是否合理，如變頻器尚有余量，則應(yīng)放寬電子熱保護(hù)功能的預(yù)置值。如果電動機(jī)的溫升過高，而所出現(xiàn)的過載又屬于正常過載，則說明是電動機(jī)的負(fù)荷過重。這時(shí)，應(yīng)考慮能否適當(dāng)加大傳動比，以減輕電動機(jī)軸上的負(fù)荷。如能夠加大，則加大傳動比。如果傳動比無法加大，則應(yīng)加大電動機(jī)的容量。34第34頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二案例分析：換熱加泵變頻器過流 為解決停車問題，需要將相應(yīng)參數(shù)修改： P0701：數(shù)字輸入1的功能為“3”將數(shù)字輸入1的功能從ON/OFF1改為OFF2，這一命令將使電動

18、機(jī)依照慣性滑行，最后停車（脈沖被封鎖），也就是自由停車。35第35頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二案例分析：水泵變頻器過載 某供水單位使用艾默生TD2000-4T0300P（30KW）變頻器拖動水泵負(fù)載，使用過程中變頻器經(jīng)常報(bào)E013故障，檢查故障電流記錄58A，變頻器額定電流60A，經(jīng)查說明書：風(fēng)機(jī)、水泵變頻器過載能力110額定電流1分鐘，是否與上述現(xiàn)象發(fā)生沖突？36第36頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二案例分析：水泵變頻器過載 經(jīng)現(xiàn)場了解和查看，發(fā)現(xiàn)水泵負(fù)載長期工作在48Hz，電流長期在58A左右，E013的原因?yàn)樽冾l器帶載能力不夠，需要更換

19、更高一級的變頻器，即TD2000-4T0370P或EV2000-4T0370P（37KW）。變頻器運(yùn)行過程輸出電流大于等于變頻器額定電流，但達(dá)不到變頻器過流點(diǎn)，在運(yùn)行一段時(shí)間后產(chǎn)生過載保護(hù)，變頻器過載保護(hù)按反時(shí)限曲線不同分為G型和P型。反時(shí)限曲線i2t37第37頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二案例分析：水泵變頻器過載 本例機(jī)型分為P型機(jī)，其P型反時(shí)限曲線說明當(dāng)變頻器輸出電流達(dá)到95持續(xù)時(shí)間達(dá)到1小時(shí)則報(bào)E013，當(dāng)變頻器輸出電流達(dá)到110持續(xù)時(shí)間達(dá)到1分鐘也同時(shí)報(bào)E013。38第38頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二維護(hù)篇（第四部分） 過流原因及故

20、障定位 過壓原因及故障定位 過載原因及故障定位 缺相原因及故障定位 通訊故障原因及故障定位39第39頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二缺相故障原因分析 變頻器產(chǎn)品中主要有單相220V與三相380V的區(qū)分，當(dāng)然輸入缺相檢測只存在于三相的產(chǎn)品中。圖所示為變頻器主電路，R、S、T為三相交流輸入，當(dāng)其中的一相因?yàn)槿蹟嗥骰驍嗦菲鞯墓收隙鴶嚅_時(shí)，便認(rèn)為是發(fā)生了缺相故障。40第40頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二缺相故障原因分析 當(dāng)變頻器不發(fā)生缺相的正常情況下工作時(shí)，Udc上的電壓如圖所示，一個(gè)工頻周期內(nèi)將有6個(gè)波頭，此時(shí)直流電壓Udc將不會低于470V，實(shí)際上

21、對于一個(gè)7.5KW的變頻器而言，其C的值大小一般為900uf，當(dāng)滿載運(yùn)行時(shí)，可以計(jì)算出周期性的電壓降落大致為40V，紋波系數(shù)不會超過7.5。而當(dāng)輸入缺相發(fā)生時(shí)，一個(gè)工頻周期中只有2個(gè)電壓波頭，且整流電壓最低值為零。此時(shí)在上述條件下，可以估算出電壓降落大致為150V，紋波系數(shù)要達(dá)到30左右。41第41頁，共49頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)55分，星期二案例分析：輸入整流橋缺相故障某塑料擠出機(jī)，其采用艾默生TD2000-4T0550G變頻器作為主驅(qū)動，在運(yùn)行過程中，聽見變頻器內(nèi)有異響，但變頻器能繼續(xù)運(yùn)行。懷疑變頻器有問題，但無任何故障代碼，停機(jī)后仍能繼續(xù)運(yùn)行。用電流鉗型表檢查輸入進(jìn)線電流，發(fā)現(xiàn)其中一相基本無電流，但變頻器未報(bào)E008輸入缺相故障。42第42頁，共49頁，2