變頻器常見故障處理及簡單維修(維修)課件

INVT變頻器常見故障處理及簡單維修服務與支持部2010年6月5日INVT變頻器常見故障處理及簡單維修維修中常用的十個維修方法：a)看：看故障現(xiàn)象，看故障原因點，看整塊單板和整臺機器；b)量：用萬用表量懷凝的器件，虛焊點，連錫點；c)測：測波形，上工裝測單板；d)聽：繼電器吸合的聲音，電感變壓器接觸器有無嘯叫聲；e)摸：摸IC,MOS管，變壓器是否過熱；f) 斷：指斷開信號連線（斷開印制線或某些元器件的管腳）；g)短：把某一控制信號短接到另一點；h)壓：由于板件虛焊或連接件松動，用手壓緊后故障可能會消失；i) 敲：此辦法對判斷繼電器是否動作有較好效果；j) 放：在拆卸單板或量電阻阻值前要先把電容的電放掉；用指針表判斷模塊的好壞：C1—對應我們英飛凌IGBT的3腳E1—對應的是5腳G1—對應的是4腳、C2E1—對應的是1腳G2—對應的是6腳E2—對應的是2腳和7腳C1G1E1C2E1G2E2E2G1,E1（4，5腳）為上橋驅(qū)動，E1（5腳）與C2E1（1腳）輸出端相通；G2,E2(6,7腳)為下橋驅(qū)動，觸發(fā)負端（7腳）與直流母線負端（2腳）相通。主回路的判斷：把指針表打到“1K”檔，測量上橋時，紅表筆接“+”（C1腳，3腳），黑表筆接輸出端（C2E1，1腳）；測量下橋時，紅表筆接輸出端（C2E1，1腳），黑表筆接直流母線“-”端（E2，2腳），正常時，大概指針指在3K左右的位置。任何指針式萬用表皆可用于檢測IGBT。注意判斷IGBT好壞時，一定要將萬用表撥在R×10KΩ擋，因R×1KΩ擋以下各檔萬用表內(nèi)部電池電壓太低，檢測好壞時不能使IGBT導通，而無法判斷IGBT的好壞。此方法同樣也可以用于檢測功率場效應晶體管（P-MOSFET）的好壞將萬用表撥在R×10KΩ擋，測量正端門極驅(qū)動時，用黑表筆接IGBT的集電極（C1腳，3腳），紅表筆接IGBT的發(fā)射極（C2E1，1腳），此時萬用表的指針在零位。用手指同時觸及一下柵極（G1，4腳）和集電極（C1，3腳），這時IGBT被觸發(fā)導通，萬用表的指針擺向阻值較小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時觸及一下柵極（G1，4腳）和發(fā)射極（E1，5腳），這時IGBT被阻斷，萬用表的指針回零。此時即可判斷IGBT是好的。測量正端門極驅(qū)動時，用黑表筆接IGBT的集電極（C2E1，1腳），紅表筆接IGBT的發(fā)射極（E2，2腳），此時萬用表的指針在零位。用手指同時觸及一下柵極（G2，6腳）和集電極（C2E1，1腳），這時IGBT被觸發(fā)導通，萬用表的指針擺向阻值較小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時觸及一下柵極（G2，6腳）和發(fā)射極（E2，7腳），這時IGBT被阻斷，萬用表的指針回零。此時即可判斷IGBT是好的。二、熱態(tài)測試：所謂熱態(tài)測試即在檢查變頻器主回路電路正常的情況下，對變頻器進行上電測試，在上電前必須注意以下幾點：1.上電之前，必須確認電源輸入電壓與變頻器電壓等級相符合，若將380V電壓接入220V電壓等級的變頻器中將會出現(xiàn)炸機事故（炸電解電容、壓敏電阻、整流模塊等）。2.檢查變頻器各接插口是否正確連接，連接異?；蛘咚蓜訒r可能導致變頻器故障，如驅(qū)動線未插緊或插錯位會導致模塊損壞，在檢查時應重點檢查該部分線路。3.上電后查看直流母線電壓（530V左右）顯示是否正常，有無故障顯示，有故障顯示則初步判斷故障原因并作相應維修處理，如未顯示故障，查看故障記錄和運行時間，再進行空載運行，查看其輸出電壓是否正常，三相輸出是否平衡，空載運行測試其參數(shù)都正常后則可進行帶負載測試了，測試的主要指標有三相輸出電壓，輸出電流大小是否正常，三相是否平衡，過載能力是否正常等等。CH系列常見故障及其分類

在變頻器日常維護過程中，經(jīng)常遇到各種各樣的問題，針對我們公司CH系列比較常見的故障有上電無顯示，過流OC，過壓OV,跳OUt等。這些故障大致可分為兩大類，一類是變頻器本身電路故障，一類就是參數(shù)設置不當或選型不當?shù)韧獠吭驅(qū)е聢蠊收?。在這里，我們不妨將其歸為兩大類分別加以講解：第一類即變頻器內(nèi)部電路故障；第二類稱為外部故障。2.逆變模塊損壞故障原因：一般是由于電機短路或電纜損壞引起，模塊損壞的同時一般驅(qū)動電路也會損壞。檢修思路：首先用萬用表檢查主回路有沒有問題，再做進一步的判斷。OUT故障一般可以分為：上電就跳OUT;運行跳OUT;帶載加載跳OUT。此故障一般都是因為檢測電路檢測到逆變管VCE電壓異常輸出告警信號，當控制板檢測到信號后，馬上停止驅(qū)動輸出并顯示故障代碼。注意：在某些情況下會因為開關電源輸出不穩(wěn)定影響驅(qū)動電路供電導致機器誤報OUT。如因散熱風扇地偶那個電流過大，每次運行風扇啟動瞬間跳OUT。檢修時注意區(qū)分。①上電跳OUT此問題一般都是由于保護電路本身不良或者驅(qū)動部分，模塊門極有明顯的短路，斷路造成的，可以通過屏蔽相應相OUT保護信號判斷。

測量IGBT的結(jié)電容可以用數(shù)字萬用表的電容檔，或者用指針表測量。③帶載加載跳OUT故障檢查保護電路本身是否有元件性能不良，對檢測無問題的二極管，貼片電容等器件可以采用代替法替換測量；對比檢測驅(qū)動電路驅(qū)動光耦供電是否正常，門極驅(qū)動電阻值是否變化；不加載測試驅(qū)動波形是否正常；判斷IGBT本身是否有問題。

經(jīng)驗分享：模塊損壞的時候，驅(qū)動電路部分常壞的元器件有驅(qū)動電阻、驅(qū)動光藕（PC929，PC923，3120，3140，350）、18V穩(wěn)壓管（E體積機型）、16V穩(wěn)壓管（C體積機型）、雙向穩(wěn)壓管（BAV70），另外小電容也可能損壞，維修的時候最好將其一起更換。（不同功率等級的變頻器，驅(qū)動電路的元器件會有所不同）3.上電無顯示故障原因：一般是由于軟充電電路、開關電源電路或穩(wěn)壓IC7805燒壞引起。常壞的元件：緩沖電阻、開關管（K2225、K2717）、整流管ES1J、5V穩(wěn)壓管LM7805，電源專用集成電路（UC2844、UC3844）以及一些電阻、電容等。對策：檢查以上元器件，更換損壞的元器件。經(jīng)驗分享：先觀察電源指示燈是否亮，再查連接線是否松動或者換用遠程鍵盤插口試試，面板壞了也可能導致無顯示，如果有備用面板的話可以先通過更換鍵盤來確定是否為面板故障，在排除面板故障后重點檢查上述元件是否損壞。UC2844與UC3844引腳功能相同，可以替代使用。4.電流檢測故障ITE

目前我們公司電流檢測主要有：霍爾傳感器檢測和7840光耦隔離檢測兩種形式。①霍爾傳感器檢測對于使用霍爾傳感器的電流檢測電路上電跳ITE故障只需測試關鍵點電壓即可判斷出故障部位?；魻柡脡呐袛啵涸诨魻枴?5V供電正常情況下，霍爾的信號輸出腳靜態(tài)（不帶載）電壓應為零。如異常，則說明霍爾壞。運放電路檢測：目前公司采用的運放IC型號為TL082。其內(nèi)部包含兩路獨立的運算放大器，1腳和7腳是輸出腳。4腳和8腳分別是±15V的供電腳，2，3，5，6腳為信號輸入腳。正常情況下，TL082輸出靜態(tài)腳（不帶載）電壓為零。②7840光耦隔離檢測7840光耦隔離檢測后級同樣使用TL082運放，檢測方法同前面運放電路檢測一樣。7840光耦隔離檢測：7840光耦熱冷端分別有一組5V的電源供電，在實際的檢修過程中，發(fā)現(xiàn)熱端的5V供電容易出現(xiàn)故障導致機器跳ITE。該5V電源是由相應相的驅(qū)動電源通過78L05穩(wěn)壓后，加到7840的1，4腳。其中7840的2，3腳為檢測信號輸入腳。5，8腳為冷端5V供電腳（與控制板上的5V為同一電源），6，7腳為信號輸出腳，靜態(tài)電壓（不帶載）為2.5V。如果檢測到5，6腳輸出不平衡，一般為熱端5V電源供電異?；蛘?840本身壞。注意：7840熱冷端的5V供電非開關電源開關變壓器同一繞組提供，在檢測的時候注意地的選擇。下圖為1240AV08驅(qū)動板U相檢測電路。V,W相與之相同

5.輸入缺相SPI故障原因：SPI是輸入缺相檢測故障，一般在上電時如果缺相的話會跳此故障，運行中缺相的話會跳UU故障，UU前面已經(jīng)說過。造成的原因可能是：①電網(wǎng)電壓不正常，②輸入缺相，③缺相檢測板壞。排除故障方法：首先檢查電網(wǎng)電壓狀況及輸入線路是否正確接入。在排除接線不正常及電網(wǎng)電壓不正常的情況下，測量驅(qū)動板上PL測試點，正常時PL為低電平，缺相時為近似方波。如果問題出在缺相檢測電路上的話，應重點檢查該部分電路的貼片電阻是否有斷開，光藕是否壞。也有排線接觸不良造成。去現(xiàn)場服務的話一般只需帶上一塊缺相檢測板（37KW以上）或者電源驅(qū)動板即可（30KW以下機器，缺相檢測電路在電源驅(qū)動板上）●

經(jīng)驗分享：可把Pb．00設為0看是否跳SPI,如果再不跳可檢查輸入電壓是否平衡及缺相板是否正常，如果電壓平衡可把Pb．00設為0使用（CHE沒有此功能）。PL測試點如下圖:

7.過熱故障OH1，OH2OH是過熱故障，通過檢測熱敏電阻阻值變化來輸出故障。OH1：整流模塊過熱,OH2：逆變模塊過熱。跳故障的原理一樣，都是用熱敏電阻的溫度特性引起阻值變化后，通過DSP比較計算進行故障輸出。造成故障的原因：風扇不轉(zhuǎn)或風量減小，造成模塊或散熱器溫度過高風扇運轉(zhuǎn)正常，散熱器風道被雜物堵住，造成模塊或散熱器溫度過高溫度電阻失效（短路），造成故障故障排查時：查看風扇是否正常運行，風道是否被堵,檢測TEMP與GND間電壓，常溫下為直流1.1V左右。所測電壓越低則鍵盤顯示溫度越高。檢測電路如下圖：RG即熱敏電阻，常溫阻值為10K。過熱故障大部分都是因環(huán)境惡劣，堵塞散熱器風道導致。檢測缺相電路時直接測試缺相板，驅(qū)動板上的PL信號是否正常。正常情況PL為低電平，缺相時為方波，掉電是為高電平。需注意：驅(qū)動板或者缺相板輸出的PL信號在主控板上還經(jīng)過了電平切換后才送入CPU，維修時需注意判斷故障是由主控板還是缺相板引起。

經(jīng)驗分享：如果出現(xiàn)跳P．oFF故障可先把Pb﹒00設為0，看是否跳此故障，如果沒有就可確定非電壓過低造成。有可能輸入電壓缺相不平衡或缺相檢測線路出現(xiàn)故障，如果檢測電路故障把Pb．00設為0機器可正常工作，CHE變頻器沒有此項功能。9、OU過壓故障

OU故障分為加速運行過電壓，減速運行過電壓，恒速運行過電壓。他們分別對應的故障代碼是OU1，OU2，OU3。對于OU1，OU2故障一般都是由于外部因素或使用不當導致。如輸入電壓異常；加減速時間設置不當；負載慣量太大；瞬時停電后對旋轉(zhuǎn)中的電機再啟動等。OU3故障檢修思路：維修前需注意：OU3故障是否因PE組（PE.07)（廠家功能組）的電壓等級參數(shù)設置錯誤導致。

此故障一般是因母線檢測電路工作異常導致CPU誤認為到母線電壓過高而報OU3故障。維修時只需根據(jù)原理圖測試母線檢測電路輸出的VPN（部分機為VDC）電壓是否正常。正常情況下該電壓與實際母線電壓成正比。實際母線電壓1000V對應VPN電壓3.3V。主控板上的VPN檢測電路較簡單。可參考下面圖a。圖a中左邊的VPN信號來自驅(qū)動板，右邊的VPN-AD信號送入CPU的75腳。圖a1200些列主控板母線檢測電路

圖b為1240AV08驅(qū)動板的母線檢測電路，采用電阻分壓式，原理較簡單，目前公司15KW以下機型采用此電路。維修時可做參考。以往經(jīng)驗表明，母線檢測電路易發(fā)故障點有：運放的輸入串聯(lián)的多個高阻電阻有開路；運放反饋電阻開路；采用電阻分壓檢測電路的分壓電阻易阻值增大或開路；CPU異常等。10.過流OC故障過流OC故障分為3種即OC1，OC2，OC3。OC1表示加速運行過電流；OC2表示減速運行過電流；OC3表示恒速運行過電流。對于OC故障維修時建議采用先外后內(nèi)的原則，即先判斷故障是否因為參數(shù)設置不當；輸入電網(wǎng)波動；干擾嚴重；負載電機短路；負載慣性過大；變頻器功率偏小而導致。最后再檢測變頻器內(nèi)部相關硬件電路。跳OC故障分為多種情況，維修判斷時需注意區(qū)分：

1）上電OC3；2）帶載OC1，OC3；3）加載OC31）上電OC3先判斷故障是因驅(qū)動板的原因還是控制板的原因。判斷方法：用萬用表直流電壓檔測試驅(qū)動板上IU，IV，IW三點電壓，正常情況下為零。若電壓正常則說明OC3故障是因控制板異常導致（包括34P排線）。若測的三點電壓某相不為零則說明驅(qū)動板上的電流檢測電路異常。驅(qū)動板OC3故障檢修方法：光耦7840的檢測：7840光耦熱冷端分別有一組5V供電，實際檢修中發(fā)現(xiàn)熱端的5V供電較容易出現(xiàn)故障。該5V電源是由相應相的驅(qū)動電源通過78L05穩(wěn)壓后加到7840的1，4腳。其中7840的2，3腳為檢測信號輸入腳。5，8腳為冷端5V供電腳（跟控制板5V為同一電源）。6，7腳為信號輸出腳，靜態(tài)電壓（不帶載）為2.5V。若檢測到5，6腳電壓輸出不平衡，一般都為熱端5V供電異?；?840本身損壞。值得注意的是：7840熱，冷端的5V供電非開關電源開關變壓器同一繞組提供，所以在檢測電壓時注意根據(jù)原理圖正確選擇接地點。7840隔離處理后的信號由5，6腳輸出送往后級TL082組成的運放電路。TL082內(nèi)部集成了兩路獨立的運放電路。其引腳定義為：8，4腳為正負15V供電腳；2，3，5，6腳分別為兩路運放的同，反相輸入端；1，7腳為兩路的輸出腳（IU，IV，IW）。正常狀態(tài)下，TL082每路運放的同，反相輸入端電壓相等，故在其供電正常、反饋回路正常的情況下其輸出(1，7腳)電壓應為0。若電壓異常，則說明TL082損壞?；魻杺鞲衅鞯臋z測：同上文ITE故障檢測方法

主控板OC3故障檢修方法：目前公司幾大系列機型主控板上的電流檢測及限流保護電路基本相同。即都采用由TL082運放電路組成的信號跟隨器和LM339，LM393組成的電壓比較電路構(gòu)成。LM393內(nèi)部含有獨立的4路電壓比較器，每路比較器同運算放大器相同都有一個同相輸入端和反相輸入端，其工作原理是：如果同相輸入端電壓高于反相輸入端電壓1.6V時則輸出為高電平3.3V，反之如過同相輸入端電壓低于反相輸入端電壓1.6V則輸出為低電平0V。正常情況下主控板上的OC，OC1，OC2點電壓（比較器輸出端）為高電平3.3V。維修時可直接根據(jù)此三點電壓值逐級向前查找故障點。具體測試點及電壓值可參考相應圖紙。2）帶載OC1，OC3此故障現(xiàn)象表現(xiàn)為上電及空載運行（不帶電機）正常，帶上電機運行即跳過流故障。維修時首先空載測試驅(qū)動板電流檢測電路及主控板限流電路中各關鍵點電壓是否偏離正常值。實際經(jīng)驗表明：由于某原因?qū)е履滁c電壓稍微偏離正常值，但又未達到故障觸發(fā)電壓，表現(xiàn)為空載運行正常，但帶上負載后由于瞬間電流變化使該電壓變化幅度增大并達到故障觸發(fā)電壓表現(xiàn)空載正常帶載運行跳故障的情況。如所測電壓都正常可選擇帶小功率電機動態(tài)測試電流檢測電路各輸入輸出點電壓是否正常（三相對比測試）。維修報表數(shù)據(jù)及經(jīng)驗表明此故障多由霍爾傳感器、分流器、光耦7840異常導致。3）加載OC3首先排除變頻器是否因參數(shù)設置和負載原因?qū)е碌募虞d或者電流加載到一定值時報OC3故障。參考帶載OC3故障測試關鍵點靜態(tài)電壓是否正常；觀察電流檢測電路是否有虛焊，接觸不良的情況；對比三相測試電流檢測電路中的關鍵器件在路阻值；采用替換法代換易損及可疑元件，如霍爾、光耦7840、貼片電容；11、UU故障UU故障是變頻器在運行（含加速恒速減速）中，DSP檢測到母線電壓偏低導致?？赡艿脑蛴袃煞N：1.母線電壓檢測電路故障：即實際的母線電壓正常，但母線電壓檢測電路本身故障造成。2.母線電壓低于欠壓點：即實際的母線電壓低于電壓等級對應的欠壓點后導致故障。

排查故障時：首先,檢查電源（輸入端）電壓是否正常（電壓大小和三相平衡）;再次測量VPN電壓（VPN和GND間），同時查看鍵盤的母線電壓顯示，兩者比例要滿足3.3：1000;第三給運行命令后馬上檢查主回路繼電器或接觸器是否吸合且觸點是否導通;第四上述都正常情況下，從新帶載測試然后老化，如果沒有問題則很可能是排線接觸不良導致。注：UU故障基本都是繼電器未吸合或吸合后未導通，且在帶載狀況下出現(xiàn)。所以為防止燒壞器件，在上電時要注意聽繼電器或接觸器的吸合聲。VPN測試點如圖：12、OL1與OL2故障OL是通過軟件比較計算后報出的保護電機或變頻器的故障，都屬“軟”故障，可以通過調(diào)試解決，一般不涉及維修。OL1可能是：1.電網(wǎng)電壓過低2.電機額定電流設置不正確，偏大偏小都可能導致3.電機堵轉(zhuǎn)或負載突變過大4.大馬拉小車OL2可能是：1、加速太快2、