電氣基礎(chǔ)知識(shí)-變頻器

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電氣基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)變頻器1.1主電路的作用主電路是包括電源輸入端子RST、輸出端子UVW和制動(dòng)、直流電抗器端子的內(nèi)電路。其作用為：將輸入端三相交流電變成直流電，再逆變成交流電的功率處理電路。該電路在應(yīng)用中，是故障率較高的部分電路。1.1主電路工作原理1.1.1主電路結(jié)構(gòu)該電路是現(xiàn)在通用的低壓變頻器主電路圖。不管什么品牌的變頻器，其主電路結(jié)構(gòu)基本如此。因?yàn)椋赫麟娐泛湍孀冸娐肥莾蓚€(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊，沒有變化的空間。1.1.2整流濾波電路1.整流VD1—VD6整流二極管，完成將交流電整成直流電的工作。整流原理： 1）整流波形在整流過程中，電流總是從電壓最高的相流到電壓最低的相。2）整流電路減小電流諧波的措施在輸入電路加入交流和直流電抗器，利用電感的儲(chǔ)能作用，可使輸入電流變得較為平滑，減少諧波，電抗器是變頻器的重要外選件。2.濾波1）濾波電容C1、C2；均壓電阻：R1、R2濾波作用：將整流后的直流電濾平。通過濾波電容，可以使直流電的平均值上升。最高可以達(dá)到波峰值。2）充電限流電阻：RL作用：限制接通瞬間的充電電流，保護(hù)整流二極管。當(dāng)電容上充電電壓上升到一定值后，繼電器SL閉合，電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。3.直流母線直流母線就是整流后得到的正負(fù)電壓的兩條電源線，正電的一端叫正母線，負(fù)電的一端叫負(fù)母線。該母線有相應(yīng)的外接端子，連接制動(dòng)電路，在故障測(cè)量時(shí)有著重要的作用。1.1.3制動(dòng)電路圖中RB電阻和VTB是制動(dòng)選件（外購），當(dāng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生回饋電能，使UPN電壓達(dá)到700V以上，VTB受控導(dǎo)通（由單片機(jī)控制），電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的回饋電流流過制動(dòng)電阻，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成的電能通過RB電阻消耗，電動(dòng)機(jī)得到制動(dòng)力矩而停止。1.制動(dòng)電路的必要性電動(dòng)機(jī)在消耗電能時(shí)為電動(dòng)，當(dāng)負(fù)載拖著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于了變頻器的輸出頻率，電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，向變頻器回饋電能。1）減速制動(dòng)為了使電動(dòng)機(jī)盡快停止，變頻器采用降速停機(jī)的方法。在降速過程中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于了變頻器的輸出頻率，電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，將機(jī)械能變?yōu)殡娔?，這個(gè)電能由制動(dòng)電阻所消耗，使電動(dòng)機(jī)得到制動(dòng)力矩而停止轉(zhuǎn)動(dòng)。2）起重、升降設(shè)備制動(dòng)當(dāng)負(fù)載重物下降時(shí)，拉著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)將重物的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能回饋給變頻器。沒有回饋電能的場(chǎng)合，不用安裝制動(dòng)電阻。3）風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)因?yàn)闆]有制動(dòng)電阻，要設(shè)置較長的頻率下降時(shí)間，以防產(chǎn)生回饋電能。1.1.4逆變電路VT1~VT6六只IGBT開關(guān)管相當(dāng)于6只開關(guān)，閉合導(dǎo)通，打開截止。開關(guān)規(guī)律：上下兩只開關(guān)管為一相，當(dāng)該相電流流出時(shí)，上橋臂管子導(dǎo)通，流進(jìn)時(shí)，下橋臂管子導(dǎo)通，兩管絕對(duì)不能同時(shí)導(dǎo)通，同時(shí)導(dǎo)通會(huì)造成管子損壞。1.逆變電路器件作用1）6個(gè)IGBT開關(guān)管相當(dāng)于6只開關(guān)，按照PWM波的導(dǎo)通要求，開通或關(guān)閉。2）6只二極管起續(xù)流作用，因?yàn)樽冾l器的負(fù)載是電動(dòng)機(jī)，為感性負(fù)載，感性負(fù)載的電流和電壓不同相位，會(huì)使IGBT產(chǎn)生反向電壓，當(dāng)產(chǎn)生反向電壓時(shí)由續(xù)流二極管續(xù)流。1.2整流電路的維修1.2.1維修目的1.維修原因：變頻器出現(xiàn)了缺相、欠電壓報(bào)警跳閘，變頻器不能正常工作。2.故障原因：外電壓缺相、整流管缺相、電容濾波不良、限流電阻RL損壞、繼電器SL接觸不良（損壞）等。3.維修方法：首先進(jìn)行R、S、T電壓、直流母線電壓測(cè)量，用以鑒別問題是出在外電路還是變頻器。4.測(cè)量順序：先測(cè)量RST三相電壓（測(cè)接線樁），如正常（三相都為380V，不缺相、不欠壓），再測(cè)量直流母線電壓（測(cè)接線樁），分負(fù)載測(cè)量和空載測(cè)量。5.問題初步判斷：1）如直流母線電壓空載和負(fù)載時(shí)都在500V左右，整流濾波電路都沒問題，問題出在檢測(cè)電路（誤報(bào)）。2）如空載正常，負(fù)載時(shí)電壓明顯下降（低于450V），整流電路或其他問題。3）如空載電壓較低，負(fù)載電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，電壓下降到十幾伏，接觸器壞。4）直流母線無電壓，限流電阻斷。1.2.2具體損壞器件的外線測(cè)量在整流電路中，具體器件就是整流橋、濾波電容、制動(dòng)組件（有時(shí)沒有）、限流電阻和接觸器。用測(cè)量直流電阻的方法可有效的確定上述器件的質(zhì)量問題。1.測(cè)量表具：指針萬用表的×100或×10Ω擋，數(shù)字萬用表的測(cè)晶體管擋。2.用指針萬用表測(cè)量（1）確定整流管的好壞注意：指針萬用表電阻擋的紅表筆接內(nèi)部電池的“—”極；黑表筆接內(nèi)部電池的“＋”極，在測(cè)量有極性器件時(shí)要注意。①黑表筆接R、S、T，紅表筆接P，測(cè)量上橋臂。表針擺動(dòng)到刻度的3/5，正常，不擺動(dòng)，斷路；擺動(dòng)到0Ω，管子短路（該現(xiàn)象很少見，因短路電流很大，管子必然燒斷）。由此可確定出VD1~VD3哪個(gè)管子損壞。限流電阻的正常值在500Ω以下，變頻器的功率越大，阻值越小2）測(cè)量限流電阻的好壞當(dāng)繼電器SL損壞，較長時(shí)間不能閉合，會(huì)造成直流母線電壓低，變頻器報(bào)欠壓；限流電阻損壞；制動(dòng)電阻的制動(dòng)選件短路損壞，造成啟動(dòng)時(shí)制動(dòng)電阻并聯(lián)在直流母線上，將限流電阻燒壞。限流電阻根據(jù)變頻器型號(hào)不同，有的安裝在上母線，有的安裝在下母線。3）濾波電容的測(cè)量4）確定接觸器的好壞接觸器的工作原理是線圈通電，觸點(diǎn)吸合。如果線圈的驅(qū)動(dòng)電源損壞，會(huì)造成觸點(diǎn)不閉合。判斷方法：①開機(jī)時(shí)能否聽到接觸器閉合的聲音；如果聽不到閉合的聲音，可能接觸器驅(qū)動(dòng)電源壞。②變頻器報(bào)欠壓，起機(jī)時(shí)頻率上升到1～3Hz時(shí)就不再上升，電動(dòng)機(jī)沒有輸出電流，用電壓表測(cè)量直流母線電壓很低（十幾伏～幾十伏）?？膳袛酁榻佑|器不吸合。1.3逆變電路的維修1.3.1維修目的1.維修原因：變頻器輸出出現(xiàn)了缺相、過流、電動(dòng)機(jī)異常報(bào)警跳閘，變頻器不能正常工作等。2.故障原因：電動(dòng)機(jī)有問題，造成過流；變頻器逆變電路有問題，造成缺相、輸出電壓不平衡等。3.故障初步確認(rèn)：首先進(jìn)行U、V、W電壓測(cè)量，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行正確判斷。1）變頻器輸出三相電壓平衡，變頻器沒問題。2）缺相，變頻器一個(gè)橋臂的開關(guān)管損壞。哪一相缺相，對(duì)應(yīng)的那一路上下橋臂開關(guān)管損壞。3）如輸出電壓不平衡，去掉電動(dòng)機(jī)，仍不平衡，變頻器不平衡相的橋臂開關(guān)管性能不良或有一只開關(guān)管已經(jīng)損壞。4.測(cè)量6只逆變開關(guān)管的好壞將變頻器輸出頻率調(diào)到3Hz左右，萬用表打到×500V直流擋，：分別測(cè)量：P-U、P-V、P-W及U-N、V-N、W-N之間的直流電壓。管子正常時(shí)，測(cè)出的電壓應(yīng)為1/2UPN，如果哪路電壓偏高，則那路IGBT開路或開關(guān)不良。3.測(cè)量上橋臂在電路中，IGBT短路的可能性很小，因?yàn)橐坏┒搪?，?qiáng)大的電流會(huì)很快將其燒斷。所以IGBT在電路中損壞是以開路居多。因?yàn)镮GBT開路對(duì)測(cè)量6個(gè)續(xù)流二極管沒有影響，所以可以用測(cè)量整流管的方法測(cè)量6個(gè)續(xù)流二極管。測(cè)量上橋臂：黑筆接UVW接線樁，紅筆接P點(diǎn)接線樁，表針擺動(dòng)到刻度的3/5，正常，不擺動(dòng)，斷路。4.測(cè)量下橋臂紅表筆接UVW接線樁，黑表筆接N點(diǎn)接線樁。表針擺動(dòng)到刻度的3/5，正常，不擺動(dòng)，斷路；擺動(dòng)到0Ω，管子短路（該現(xiàn)象很少見，因短路電流很大，管子必然燒斷）5.結(jié)果分析上、下橋臂只要續(xù)流管開路，開關(guān)管也壞；續(xù)流管不壞，開關(guān)管有的也壞。三、控制電路的測(cè)量維修2.1.1變頻器結(jié)構(gòu)框圖任何品牌的變頻器，其內(nèi)部功能框圖是一樣的，因?yàn)樽冾l器要保證正常工作，必須要有相應(yīng)的功能。變頻器主要包括：主電路、電流保護(hù)電路、電壓保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電源、控制端子、接口電路、操作面板、CPU等。2.2.2功能電路分析

1.輸入端子和隔離電路

1）電路功能變頻器有一系列的輸入端子，這些輸入端子和CPU是通過隔離電路聯(lián)系的。輸入端隔離電路出了問題，影響端子的正常輸入，因?yàn)槊總€(gè)輸入端子獨(dú)立連接一只光電耦合器，哪一只光電耦合器出了問題，那一路輸入端子不能正常工作。測(cè)量維修測(cè)量原因：某端子原來工作正常，現(xiàn)在閉合無效。測(cè)量方法：①用電壓表的50V擋測(cè)量該端子到地的直流電壓；用直流50mA電流擋測(cè)量該端子到地的直流電流，將測(cè)量值記錄。②再用同樣方法測(cè)量好的端子，進(jìn)行比較。西門子變頻器外端子排列：測(cè)量9到5、67、8、16、17之間的電壓應(yīng)為24V.測(cè)量28到5、67、8、16、17之間的電壓應(yīng)為0V.①故障端子的電流和電壓比好的端子大，發(fā)光二極管短路；故障端子的電流和電壓比好的端子小，發(fā)光二極管開路。②如果故障端子的電流和電壓為零，整個(gè)電路開路，或24V電源壞；如果所有輸入端子的電壓和電流都為零（此時(shí)變頻器所有輸入端子都無效），24V總電源壞。輸入端子一般都是多功能的，如果確定為某一端子損壞，可以另一個(gè)端子替代，不必維修。3.DC/DC電源這是變頻器除了主電路之外所有電路的供電電源。它出了故障，整個(gè)變頻器停止工作。因?yàn)樵撾娫吹妮敵龆耸欠纸M輸出，哪一組出了問題，影響那一組所對(duì)應(yīng)的電路。1)電路結(jié)構(gòu)圖中L1為一次電路，L2、L3、L4、L5為二次電路，工作時(shí)一次電路導(dǎo)通，二次電路截止，一次電路截止時(shí)，二次電路導(dǎo)通。二次電路的輸出電壓由開關(guān)管的脈沖寬度調(diào)節(jié)。電路分析①開關(guān)原理開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，L1充電，充電電流線性上升；開關(guān)管截止時(shí)，磁場(chǎng)通過次級(jí)繞組放電，放電電流通過二極管整流、電容濾波得到平滑的輸出電壓。②穩(wěn)壓原理取樣電路為光電耦合器（高低壓隔離），光電管上接＋5V，下接基準(zhǔn)電路，當(dāng)＋5V上升時(shí)，流過光電管的電流增大，脈寬調(diào)制電路2腳的電壓上升，輸出的脈寬變窄，輸出電壓下降；反之，輸出電壓上升。通過電壓負(fù)反饋，將輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定值。4.過壓/欠壓保護(hù)電路1）電路功能該電路檢測(cè)的是直流母線電壓。①啟動(dòng)時(shí)母線電壓接近正常值，啟動(dòng)接觸器閉合，短路限流電阻。②當(dāng)電壓達(dá)到了過壓值，先開啟制動(dòng)電阻，如沒有制動(dòng)電阻，報(bào)警；電壓再升高，跳閘。③電壓低于了設(shè)定值，報(bào)欠壓，再低，跳閘。2）取樣電路取樣電路有兩種形式：①將直流母線515V通過分壓電阻，取出檢測(cè)電壓，由運(yùn)算放大器放大。②在電源變壓器上增加一個(gè)二次繞組，繞組的同名端和其他繞組相反，取出和母線電壓成比例的二次電壓，作為取樣信號(hào)。放大電路在變頻器中，模擬信號(hào)的放大都是采用的運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器通過不同的連接，可組成放大器、比較器、積分器、微分器等。3）過壓原因①制動(dòng)電路損壞，制動(dòng)電阻始終有制動(dòng)電流流過

a.開關(guān)管損壞開路b.控制電路不發(fā)驅(qū)動(dòng)信號(hào)

②

減速時(shí)間過短，又未安裝制動(dòng)電路③電源端輸入了高電壓

4）電路損壞誤報(bào)由保護(hù)電路故障所致，絕大多數(shù)情況是取樣器件或取樣電路變值或損壞。

①取樣電阻阻值發(fā)生變化，檢測(cè)比例變化，誤報(bào)；

②運(yùn)算放大器及外圍電路故障，保護(hù)功能消失。

5.過流保護(hù)電路是保護(hù)逆變橋過流、過載等的保護(hù)電路。它由檢測(cè)、放大、模/數(shù)轉(zhuǎn)換等電路組成。電路的功能為：①限流；②過流報(bào)警、跳閘；③過載報(bào)警、跳閘。該電路出了故障，一是誤報(bào)；二是失去保護(hù)功能，造成逆變橋的損壞1）電路取樣電路分為：①分流電阻②霍爾器件③檢測(cè)IGBT飽和電壓檢測(cè)電路圖2）故障維修當(dāng)變頻器工作在正常狀態(tài)變頻器發(fā)出保護(hù)動(dòng)作，或過載過流時(shí)變頻器不保護(hù)，則為保護(hù)電路出現(xiàn)了故障。①測(cè)量當(dāng)變頻器報(bào)過載（過流），查看過載電流顯示值，如果小于變頻器的容量值，可修改設(shè)定；如果顯示值已達(dá)到容量值，可負(fù)載又沒有過流跡象，可測(cè)量變頻器的實(shí)際輸出電流，如果測(cè)量值比顯示值小，則可能為變頻器誤報(bào)。測(cè)量電流必須用動(dòng)鐵式電流表，串聯(lián)在電路中，一般不好操作。6.驅(qū)動(dòng)電路該電路是將CPU輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行放大，驅(qū)動(dòng)IGBT開關(guān)工作。該電路和主電路緊密相連，是很重要，又容易出故障的一部分電路1）驅(qū)動(dòng)電路隔離放大、驅(qū)動(dòng)放大電路、驅(qū)動(dòng)電路電源①光耦隔離電路圖中IC為PWM輸出和驅(qū)動(dòng)電路的隔離電路。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路損壞不至于將故障擴(kuò)大到PWM發(fā)生電路。②V1為第一級(jí)放大；V2、V3為輸出跟隨器，提高輸出能力。③圖中穩(wěn)壓管DZ使電源電壓穩(wěn)定在20V。注：隔離電路中的光電耦合器容易損壞。2）驅(qū)動(dòng)電路和電源的連接電路作用：為驅(qū)動(dòng)電路提供直流電源。該電路由一只5V穩(wěn)壓管取得5V電源，加在IGBT開關(guān)管的發(fā)射極上，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)在零時(shí)，保證IGBT控制極為5V的負(fù)電壓，使管子可靠的截止。該電源需要4組，三個(gè)帶浮地，一個(gè)直接接地。該電源由變頻器的DC/DC直流電源提供。3）驅(qū)動(dòng)電路故障判斷驅(qū)動(dòng)電路損壞率比較高的是光電耦合器，光電耦合器損壞，開關(guān)管沒有驅(qū)動(dòng)信號(hào)，沒有輸出，變頻器輸出電壓不平衡；放大電路壞，可能造成開關(guān)管長通，使上下橋臂同時(shí)擊穿，造成缺相?？傊?，開關(guān)電路壞一是造成開關(guān)電路不工作（缺相），二是造成開關(guān)管損壞。4）實(shí)際電路7.開路集電極輸出端子該端子由隔離電路（與CPU隔離）。因?yàn)槭褂玫脑驌p壞率較高。一般屬于開路晶體管過流所致。判斷較容易，因?yàn)槠渌麕茁啡绻呛玫?，只此一路有問題，可斷定該只管子有問題；如果各只管子都有問題，則可能問題出在單片機(jī)。8.輸出接點(diǎn)端子該端子是通過繼電器的觸點(diǎn)閉合或斷開發(fā)信號(hào)，損壞原因多為觸點(diǎn)燒聯(lián)或接觸不良。用萬用表的電阻擋測(cè)量：①不該導(dǎo)通導(dǎo)通，燒聯(lián)；②該導(dǎo)通不通，接觸不良。三、變頻器過流過壓故障的維修3.1.1變頻器過流分類過流原因分析變頻器出現(xiàn)過流故障，顯示“OC”過流報(bào)警，是因?yàn)樽冾l器中電流的峰值超過了過流檢測(cè)值（達(dá)到額定電流的200%以上）。

變頻器不管在什么工作狀態(tài)下過流（啟動(dòng)、恒速運(yùn)行、減速制動(dòng)），都是因?yàn)樨?fù)載重（包括負(fù)載短路）。由于逆變器件的過流能力較差，所以變頻器的過流保護(hù)是至關(guān)重要的一環(huán)。3.1.2變頻器啟動(dòng)過流跳閘1.負(fù)載慣性大引起過流跳閘

因?yàn)樨?fù)載的慣性較大，變頻器的加速時(shí)間設(shè)置的較短，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速跟不上變頻器的輸出頻率，造成△n增大過流跳閘。1）啟動(dòng)現(xiàn)象該種跳閘的現(xiàn)象是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子開始可以轉(zhuǎn)動(dòng)，但隨后就過流跳閘。2）解決方法增加變頻器的加速時(shí)間，也可以設(shè)為轉(zhuǎn)矩自動(dòng)功能。2.負(fù)載重引起過流跳閘1）啟動(dòng)現(xiàn)象在啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)變頻器的輸出頻率上升到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速差△n時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有額定轉(zhuǎn)矩TN，如此時(shí)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩大，電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，則

Δn↑→TN↑→IN↑→IN≥IM（過流設(shè)定置)跳閘。負(fù)載慣性大和負(fù)載重引起啟動(dòng)過流有一個(gè)輸出頻率從0上升到Δn的過程，這是啟動(dòng)過流和其他過流的區(qū)別（負(fù)載重過流電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，這是負(fù)載重和慣性大的區(qū)別）。2）排除方法負(fù)載的靜摩擦力大，起動(dòng)力矩大過流，進(jìn)行轉(zhuǎn)矩提升。3）頻率上升到一定值過流跳閘①變頻器啟動(dòng)后負(fù)載重跳閘因?yàn)樨?fù)載偏心和有降速裝置，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)到偏心造成的附加轉(zhuǎn)矩最大時(shí)，變頻器的輸出頻率上升到一定值，變頻器過流跳閘。設(shè)置低頻轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。②電動(dòng)機(jī)匝間短路跳閘當(dāng)變頻器頻率上升到十幾Hz時(shí)，變頻器過流跳閘，如電動(dòng)機(jī)不是啟動(dòng)過流，可能就是電動(dòng)機(jī)匝間局部短路。說明：如果變頻器啟動(dòng)過流跳閘，可以選用矢量變頻器，因?yàn)槭噶孔冾l器有更強(qiáng)的過載能力（在啟動(dòng)時(shí)就有200%的輸出轉(zhuǎn)矩）。3.1.3正常工作中負(fù)載引起過流跳閘1.故障原因1）負(fù)載不穩(wěn)定負(fù)載忽大忽小，即沖擊性負(fù)載。當(dāng)負(fù)載大于了變頻器的容限過載電流，變頻器過流跳閘。（該跳閘屬于正常跳閘）2）變頻器的過載保護(hù)電流設(shè)置的較小變頻器的過流值設(shè)置的較小，造成變頻器過流跳閘。3.故障排除：

1）當(dāng)變頻器跳閘達(dá)到了容限電流，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速又較低時(shí)，可以考慮增加一級(jí)減速器，利用提高轉(zhuǎn)速的方法減小電動(dòng)機(jī)電流；如果沒法增加減速器，就要考慮更換高一級(jí)功率檔次的變頻器。

2）如果是變頻器的設(shè)定過載電流小于變頻器的容限電流，可重新設(shè)置過載電流。3.1.3.外電路短路造成過流跳閘電動(dòng)機(jī)繞組短路、接線短路、接線端子短路等引起的過流，是最危險(xiǎn)的一種過流。該過流不存在Δn的上升時(shí)間，過流的特征是：變頻器運(yùn)行就跳閘，不能工作。1.過流物理現(xiàn)象分析因?yàn)殡娐芬呀?jīng)短路，不存在電動(dòng)機(jī)的頻率上升時(shí)間，運(yùn)行就過流。短路過流時(shí)電流的陡度大，燒壞開關(guān)管。3.1.4內(nèi)部電路損壞過流跳閘特征為：一上電就跳閘，一般不能復(fù)位。主要原因是模塊壞、驅(qū)動(dòng)電路壞、電流檢測(cè)電路壞。該故障屬于變頻器內(nèi)部故障?？偨Y(jié)：變頻器過流的4種現(xiàn)象1.頻率上升到1Hz以上跳閘，啟動(dòng)過載。2.頻率上升到5Hz以上跳閘，啟動(dòng)過載或電動(dòng)機(jī)繞組短路。3.運(yùn)行中不規(guī)則跳閘，沖擊負(fù)載。4.上電運(yùn)行就跳閘，輸出短路，千萬不能再試。3.2故障案例案例1：?jiǎn)?dòng)過流某廠兩臺(tái)料漿泵配用90kW電機(jī)，額定電流為164A。選用富土FRN90P9S一4CE變頻器，額定電流176A。在系統(tǒng)啟動(dòng)過程中頻率約在12Hz時(shí)電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)，隨后變頻器過流跳閘，啟動(dòng)失敗數(shù)次。檢查設(shè)定參數(shù)，變頻器轉(zhuǎn)矩提升保持為出廠設(shè)定值0.1，0.1是轉(zhuǎn)矩提升功能設(shè)置為減轉(zhuǎn)矩特性。由于該系統(tǒng)工藝流程影響，出口存有初始?jí)毫Γ?dāng)變頻器輸出頻率上升到12Hz時(shí)，初始?jí)毫ψ畲螅斐呻妱?dòng)機(jī)啟動(dòng)失敗。該變頻器具有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)提升功能，它根據(jù)變頻器的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩，自動(dòng)提升補(bǔ)償，故將轉(zhuǎn)矩提升碼改為0.0，選擇了自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升模式，電動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)。3.2變頻器過載故障的維修3.2.1過載故障分類3.2.2過載故障定義電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，運(yùn)行電流超過了額定值但又小于過流限定值，運(yùn)行時(shí)間又較長，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），過載的另一個(gè)顯著特征是有一個(gè)時(shí)間的積累過程，當(dāng)積累時(shí)間達(dá)到時(shí)才報(bào)過載故障。過載報(bào)警時(shí)間的長短和過載電流的大小有關(guān)，過載電流越大，報(bào)警時(shí)間越短。3.2.3機(jī)械負(fù)載過重故障的排除1.機(jī)械負(fù)荷過重的判斷（正常過載）電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了過載跳閘，因?yàn)樨?fù)荷重的原因有：1）電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，用手觸及電動(dòng)機(jī)的外殼，明顯發(fā)燙（是鑒定電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中過載的第一步）；2）變頻器顯示屏上讀取運(yùn)行電流，與電動(dòng)機(jī)的額定電流進(jìn)行比較，明顯偏大。2.機(jī)械負(fù)荷過重故障的排除如果電動(dòng)機(jī)的溫升過高，變頻器的過載電流又大于電動(dòng)機(jī)的額定電流，則說明是電動(dòng)機(jī)正常過載。電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)正常過載，說明電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷過重。電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)負(fù)荷過重的原因有：1）在人工喂料的負(fù)載系統(tǒng)中，控制喂料量，使電動(dòng)機(jī)工作在額定狀態(tài)。如攪拌機(jī)、打漿機(jī)、提升機(jī)等。2）在非人工喂料的系統(tǒng)中，負(fù)載的大小不可控，瞬時(shí)產(chǎn)生過載。解決的方法為：①如果是電動(dòng)機(jī)采用降速傳動(dòng)，并且電動(dòng)機(jī)的工作速度較低，可考慮適當(dāng)加大傳動(dòng)比，以減輕電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)荷。如能夠加大，則加大傳動(dòng)比（例如電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為1000r/min，負(fù)載的轉(zhuǎn)速為500r/min，則可以加大傳動(dòng)比，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升到1400r/min，在保持輸出功率不變的情況下，可減小電動(dòng)機(jī)的工作電流）。如果機(jī)械系統(tǒng)無法改變，傳動(dòng)比無法加大，則應(yīng)加大電動(dòng)機(jī)的容量，否則長期過載要燒壞電動(dòng)機(jī)。②如果是電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)，如泥漿泵、風(fēng)機(jī)等，工作中電動(dòng)機(jī)的熱量沒有超過規(guī)定值，工作電流超過了變頻器的過載電流，是變頻器的容量選的小，應(yīng)換為大一級(jí)的變頻器。3.變頻器參數(shù)設(shè)置的不合理變頻器有電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)功能，該功能是代替電動(dòng)機(jī)的機(jī)械熱繼電器。在使用時(shí)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)電流進(jìn)行設(shè)置。1）如果該電流設(shè)置的比較小，電動(dòng)機(jī)實(shí)際上沒有過載，變頻器達(dá)到了設(shè)定的電流，則變頻器就過載跳閘。這種情況可以重新設(shè)置過載電流，將過載電流設(shè)置的高一些（一般設(shè)定電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的105%~110%）。2）變頻器沒有報(bào)過流，但電動(dòng)機(jī)過流燒毀。該種現(xiàn)象是變頻器的容量比電動(dòng)機(jī)的容量選擇的大，而變頻器的過載電流沒有改動(dòng)，還是原來的默認(rèn)值，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)變頻器不跳閘，時(shí)間一長將電動(dòng)機(jī)燒壞。3.2.4負(fù)載異?；蜃冾l器異常引起過載跳閘1.三相電壓不平衡1）故障現(xiàn)象變頻器內(nèi)部開關(guān)電路異常，如缺相、輸出電壓不平衡，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(dòng)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)；有效的方法是用電壓表測(cè)量變頻器的三相輸出電壓，以判斷變頻器是否缺相或電壓不平衡。2）排除方法用電壓表（數(shù)字萬用表不能用）測(cè)量電動(dòng)機(jī)側(cè)的三相電壓，變頻器輸出電壓不平衡，90%是變頻器出了問題。2.誤動(dòng)作

如果電動(dòng)機(jī)的熱量并不大，但變頻器的檢測(cè)電流偏大，導(dǎo)致過載跳閘，是變頻器的檢測(cè)電路誤動(dòng)作。這種情況原則上要進(jìn)行變頻器的解體維修，但可以將過載電流設(shè)置的較大，消除誤動(dòng)作。3.2.5過載案例分析案例：

一臺(tái)富士FR5000G11S、11KW變頻器拖動(dòng)一臺(tái)Y2-132S-6、7.5kW電動(dòng)機(jī)，投入運(yùn)行時(shí)，頻繁跳過載，顯示“OLU”。經(jīng)測(cè)定該電機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流達(dá)到50A，約為電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍。

故障檢查：現(xiàn)場(chǎng)檢查機(jī)械部分是否卡死，盤車輕松，無堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象；檢查電動(dòng)機(jī)，無短路故障。又參考變頻器使用說明書，檢查變頻器的參數(shù)，經(jīng)檢查，“頻率偏置”原設(shè)定為3Hz，變頻器在接到運(yùn)行指令但未給出頻率控制信號(hào)之前，電動(dòng)機(jī)一直接收3Hz的低頻運(yùn)行指令而無法起動(dòng)，造成過載。頻率偏置和頻率增益介紹：該圖是西門子變頻器的頻率偏置控制特性圖。改變圖中參數(shù)，可以改變變頻器的控制信號(hào)和輸出頻率的關(guān)系。將圖中參數(shù)設(shè)置為：P0760=100%,P0759=10V(20mA)，P0758=P0760=P0757=0，得到起點(diǎn)為零的控制線（下右圖）。故障分析：該電動(dòng)機(jī)為6極，額定轉(zhuǎn)速960r/min，轉(zhuǎn)速差為40r/min，轉(zhuǎn)差頻率為40/60=2/3Hz。變頻器的頻率偏置是轉(zhuǎn)差頻率的

3Hz÷2/3Hz=4.5倍因電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)頻率設(shè)置偏高，電動(dòng)機(jī)還沒有來得及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就已經(jīng)形成過流。將變頻器的頻率偏置設(shè)為2/3Hz以下（保證電動(dòng)機(jī)有一定的預(yù)轉(zhuǎn)矩，又可以正常啟動(dòng)），變頻器工作正常。知識(shí)擴(kuò)展：變頻器的保護(hù)電流是以設(shè)定的電流為準(zhǔn)，并不以變頻器的容量電流為準(zhǔn)。上例中30kW變頻器的額定容量電流為46A，而33A時(shí)就報(bào)過載，33A是設(shè)定的電動(dòng)機(jī)的額定電流。有一鋼廠新裝了一臺(tái)西門子M440變頻器用于上料小車，發(fā)現(xiàn)小車懸在空中，電動(dòng)機(jī)既不能正轉(zhuǎn)上行，也不溜鈎下滑。其原因?yàn)橹匚锵蛳碌姆戳卣玫扔陔妱?dòng)機(jī)向上的正力矩，而變頻器形成向上的正力矩的電流正好為設(shè)定的額定電流值。該例中如果物料裝的少一點(diǎn)，變頻器能正常工作；多一點(diǎn)，變頻器過載。當(dāng)正好裝的不多不少時(shí)，就出現(xiàn)了上述現(xiàn)象。3.3變頻器過壓故障的排除3.3.1過壓?jiǎn)栴}的提出電源端過壓還是電機(jī)端過壓，都是使變頻器直流母線（P、N端之間電壓）電壓升高，當(dāng)電壓上升到700V以上時(shí)，變頻器報(bào)過壓故障。電源端過壓電源端過壓是指RST端輸入的電壓超過了規(guī)定值，使加在直流母線上的電壓升高，輕則跳閘，重則損壞變頻器內(nèi)部電路。輸入端過壓比較好判斷，因?yàn)樵陔娋W(wǎng)上并連著其他電器。1.消除回饋過壓的方法在電路中接入制動(dòng)電阻。當(dāng)電容上的電壓上升到700V以上，制動(dòng)單元VTB導(dǎo)通，制動(dòng)電阻RB放電制動(dòng)，將回饋電能消耗掉，使電動(dòng)機(jī)得到制動(dòng)力矩而制動(dòng)。如果制動(dòng)電阻的制動(dòng)能力不夠，仍然會(huì)產(chǎn)生過壓跳閘。2.回饋制動(dòng)回饋制動(dòng)是將電動(dòng)機(jī)的再生電能回饋到電網(wǎng)的制動(dòng)方法?；仞佒苿?dòng)電路是PWM整流和回饋制動(dòng)綜合功能電路。PWM整流可以使輸入相電流連續(xù)，消除對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾。過壓總結(jié)：1.

只要是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大于了變頻器的輸出轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)就產(chǎn)生發(fā)電效應(yīng)，給變頻器充電。2.

一旦電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了回饋電能，有制動(dòng)電阻，制動(dòng)能力不夠，也會(huì)產(chǎn)生過壓現(xiàn)象；沒有制動(dòng)電阻，意外產(chǎn)生了回饋電能，也會(huì)產(chǎn)生過壓現(xiàn)象。在工程上，變頻器過壓現(xiàn)象是復(fù)雜的，但我們循著電動(dòng)機(jī)只要出現(xiàn)了發(fā)電效應(yīng)，必然受到了外負(fù)載能量干擾，由負(fù)載拖著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，只要找出了負(fù)載拖著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因，問題就解決了。案例3：工頻泵停機(jī)變頻泵過壓跳閘某水務(wù)局一臺(tái)100KW工頻泵和一臺(tái)160KW變頻泵并聯(lián)為市區(qū)供水，當(dāng)100KW工頻泵拉閘停機(jī)時(shí)，變頻泵報(bào)過壓跳閘。案例分析：工頻泵工作時(shí)，水流在管道中高速流動(dòng)，形成很大的慣性。當(dāng)工頻泵突然停止，管道中產(chǎn)生負(fù)壓，形成空化現(xiàn)象，負(fù)壓將水從變頻泵中吸入，推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于變頻器的輸出轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生發(fā)電效應(yīng)。解決方案：在變頻器上加裝制動(dòng)電阻。3.制動(dòng)電阻的計(jì)算（參考資料）制動(dòng)電阻制動(dòng)就是使電動(dòng)機(jī)得到一定的制動(dòng)力矩。制動(dòng)力矩和電動(dòng)機(jī)慣性大小、制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速差成正比。也就是制動(dòng)電流與上述二者成正比。因?yàn)橥恍吞?hào)的變頻器現(xiàn)場(chǎng)工作情況不同，需要的制動(dòng)電流不同，因此制動(dòng)電阻的計(jì)算較復(fù)雜。當(dāng)取制動(dòng)電阻的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩(TB=TN)時(shí)，有

式中，RB——制動(dòng)電阻阻值，單位為Ω

；

UPN——直流母線上制動(dòng)起始電壓，一般為760V；

IN——電動(dòng)機(jī)的額定電流，單位為A。當(dāng)需要制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于或小于電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)電阻的阻值減小或增大，因此，制動(dòng)電阻的選擇范圍為（式中x為選擇系數(shù)）選擇系數(shù)0.8~2.5對(duì)應(yīng)制動(dòng)力矩為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的2.5~0.8倍。如選x=0.8，制動(dòng)力矩為2.5倍額定力矩。四、變頻器PWM控制原理4.1電路組成4.1.1主電路整流電路、起動(dòng)保護(hù)、濾波電路、逆變電路、指示電路、制動(dòng)單元、輸入端子、輸出端子。4.1.2逆變電路作用：將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電圖中，VT1—VT6，逆變管（等效為開關(guān)），在電路中起開關(guān)作用，將直流電逆變?yōu)槿嗾医涣麟?。VD7—VD12，續(xù)流二極管，當(dāng)電動(dòng)機(jī)有能源回饋時(shí)該二極管導(dǎo)通，保護(hù)開關(guān)管免受反向電壓而損壞。4.2逆變?cè)硐旅娣治鲈鯓訉⒁粋€(gè)直流電變?yōu)檎也ǖ膯栴}。4.2.1采樣原理PWM技術(shù)的理論基礎(chǔ)是采樣控制理論中的面積等效控制原理。即：加在慣性環(huán)節(jié)上的窄脈沖，盡管形狀不同，只要面積相等，其作用在慣性環(huán)節(jié)上的效果相同（慣性環(huán)節(jié)就是電感、電容）。4.2.2脈寬調(diào)制波（PWM波）將一個(gè)正弦波電壓分為N等份，并把正弦曲線每一等份所包圍的面積都用一個(gè)與其面積相等的等幅矩形脈沖來代替，脈沖的寬度與正弦波的大小成正比，這樣就得到寬度不等的脈沖列，簡(jiǎn)稱為PWM波。

實(shí)際應(yīng)用中PWM波的形成方法為：通過載波和調(diào)制波相比較，來確定脈沖寬度和脈沖間隔。

調(diào)制波ur：所希望生成的等效正弦波。

載波uc：等腰三角波或鋸齒波。1.PWM波的生成按照調(diào)制脈沖的極性關(guān)系，PWM逆變電路的控制方式分為：1）單極性控制:任一時(shí)刻載波與調(diào)制波的極性相同，在任意半個(gè)周期PWM波單方向變化；正半周：ur＞uc時(shí)，有脈沖；ur＜uc時(shí)，無脈沖。副半周：ur＜uc時(shí)，有脈沖；ur＞uc時(shí)，無脈沖。2)雙極性控制：載波雙方向變化，在任意半個(gè)周期SPWM波雙方向變化；ur＞uc時(shí)，正脈沖；ur＜uc時(shí)，負(fù)脈沖3)三相逆變波形加在6只逆變管上的信號(hào)都為開關(guān)信號(hào)，6只逆變管就相當(dāng)于6個(gè)開關(guān)，管子導(dǎo)通相當(dāng)于開關(guān)閉合，截止時(shí)相當(dāng)于開關(guān)斷開。五、欠壓與電磁干擾的維修5.1缺相、欠壓故障的原因及處理

5.1.1缺相、欠壓故障的原因分析1.缺相分析在三相交流電路中，通過三相整流橋整流，得到直流母線上515V的直流電壓。如果有一相斷路，電路變?yōu)閱蜗嗾鳎惆l(fā)生了缺相故障。1）正常情況當(dāng)變頻器正常工作時(shí)，直流母線上的電壓如圖所示，一個(gè)工頻周期內(nèi)將有6個(gè)波頭，此時(shí)直流電壓的最大值為537V，平均值為515V，最小值465V。對(duì)于一個(gè)7.5KW的變頻器，其濾波電容容量一般為900，當(dāng)滿載運(yùn)行時(shí)，電壓降落大約為40V，即平均電壓為500V左右。當(dāng)濾波電容容量下降，滿載時(shí)平均電壓會(huì)低于500V。2）缺相情況

當(dāng)輸入缺相時(shí)，一個(gè)周期內(nèi)只有2個(gè)電壓波頭，且整流電壓最低值為零。此時(shí)電壓的平均值為342V，比正常情況低了170V。但當(dāng)空載時(shí)，因?yàn)橛袨V波電容，仍可使直流母線上電壓達(dá)到500V以上。當(dāng)變頻器一帶載，電壓隨負(fù)載的增加迅速下降，當(dāng)頻率上升到十幾Hz，電壓下降到400V以下。最好的判斷方法是用電壓表測(cè)量開機(jī)時(shí)直流母線電壓的下降情況。2.欠壓欠壓是指直流母線上的電壓較低，當(dāng)?shù)陀诹俗冾l器的欠壓檢出值，變頻器報(bào)欠壓。造成變頻器欠壓的原因有兩個(gè)方面：1）380V交流電低于了正常值（低于360V），使變頻器的直流母線上的電壓下降。2）變頻器內(nèi)部電路問題，如SL接觸器不能吸合，限流電阻造成直流母線電壓低；變頻器檢測(cè)電路故障，造成變頻器誤報(bào)等。不管是由什么原因造成的欠壓，都可以用測(cè)量直流母線電壓的方法檢測(cè)出來。3.變頻器瞬間掉電欠壓保護(hù)在大型企業(yè)，當(dāng)有大型電器啟動(dòng)時(shí)，會(huì)造成電壓的瞬時(shí)下降，當(dāng)電壓下降到變頻器的欠壓保護(hù)值時(shí)，變頻器便停止輸出。遇此情況，設(shè)置瞬時(shí)停電再啟動(dòng)。5.1.2變頻器欠壓、缺相案例分析案例1：一臺(tái)三肯160kW變頻器，在工作中，偶爾報(bào)欠壓停機(jī)。案例現(xiàn)象：該變頻器為恒壓供水系統(tǒng)，在一年前就有時(shí)報(bào)欠壓跳閘，復(fù)位后能正常工作。最近一段時(shí)間，跳閘比較頻繁，每個(gè)星期就跳幾次，影響到正常工作。案例檢查：首先測(cè)量三相交流電壓，均為385V，正常；再測(cè)量直流母線上電壓，為510V，正常。該廠共有兩臺(tái)同型號(hào)的三肯160kW變頻器，將兩臺(tái)變頻器啟動(dòng)，輸出頻率調(diào)整為40Hz，再測(cè)量?jī)膳_(tái)變頻器的直流母線電壓，均為505V。故障判斷：由于兩臺(tái)變頻器型號(hào)相同、功率相同、外加電壓和母線電壓相同，均都在正常范圍，一臺(tái)變頻器工作始終正常，而另一臺(tái)變頻器近期頻繁的報(bào)欠壓故障，判斷為變頻器的內(nèi)部檢測(cè)電路出了問題，發(fā)出誤報(bào)信號(hào)。變頻器必須做解體維修。案例2森蘭變頻器，工作報(bào)欠壓。案例現(xiàn)象：一臺(tái)森蘭SB70G22、30KW變頻器，上電顯示正常，但是加負(fù)載后顯示“Er.dcL”直流母線欠壓故障。案例檢查：上電后測(cè)量直流母線電壓，正常。變頻器負(fù)載運(yùn)行，再測(cè)量直流母線電壓，發(fā)現(xiàn)隨著輸出頻率的上升，母線電壓下降到500V以下，判斷為整流電路故障。案例維修：用萬用表直流×10擋，測(cè)量6只整流二極管的正向?qū)娮?。?jīng)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)該變頻器整流橋有一路橋臂開路，更換新品后故障排除。5.2變頻器過熱故障的檢修5.2.1變頻器過熱原因5.2.2排除方法1.環(huán)境溫度過高造成環(huán)境溫度高的原因有：1）夏天氣溫過高夏天環(huán)境溫度高于40度時(shí)，造成變頻器的體溫度更高，變頻器要降額使用。2）安裝不合理因?yàn)榘惭b不合理，造成變頻器散熱不良。2.變頻器風(fēng)扇壞、風(fēng)道堵塞工作在灰塵、絮狀物較多的場(chǎng)合，如果變頻器沒有防塵措施，很容易造成風(fēng)道堵塞，散熱不良，極易造成模塊損壞。散熱軸流風(fēng)機(jī)，工作有年限要求，當(dāng)風(fēng)機(jī)的軸承干涸、風(fēng)葉堵塞、繞組損壞等，會(huì)使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速慢或停轉(zhuǎn)。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速慢或停轉(zhuǎn)會(huì)使散熱器溫度迅速上升，如不馬上停機(jī)保護(hù)，會(huì)使模塊過熱損壞。5.2電磁干擾故障的排除5.2.1電磁干擾的三種途徑

變頻器的干擾途徑為：傳導(dǎo)干擾、電磁波輻射干擾和磁場(chǎng)耦合干擾。1.傳導(dǎo)干擾是整流電源電流的不連續(xù)性造成的。他是沿著電源線傳播，凡是接到該電源上的電器，都要受到干擾。2.電磁波輻射干擾是因?yàn)樽冾l器輸出端PWM波輻射造成的。是無線傳播，當(dāng)信號(hào)線離干擾線較近時(shí)會(huì)受到干擾。3.磁場(chǎng)耦合干擾是電流流動(dòng)在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)形成的干擾。干擾距離較近。5.2.2受干擾的原因變頻器受到電磁

干擾的主要原因是變頻器的屏蔽不良。一是：電源線屏蔽不良，PWM波輻射嚴(yán)重；二是：控制設(shè)備、信號(hào)線屏蔽不良，感應(yīng)進(jìn)了干擾信號(hào)；三是：沒有合理的接地，信號(hào)屏蔽線接地、變頻器外殼接地、電動(dòng)機(jī)外殼接地等。四是：工頻電源的干擾諧波傳入了控制設(shè)備。變頻器的輸入端沒有安裝電抗器、EMC電磁濾波器，信號(hào)電源和變頻器用同一電源。從發(fā)生的電磁干擾案例分析，問題主要出現(xiàn)在上述四個(gè)方面。當(dāng)判斷變頻器為電磁干擾，首先檢查變頻器的接地情況，信號(hào)線的屏蔽情況和走向，電源線是否進(jìn)行了屏蔽，是否套入共軛磁環(huán)，是否接入濾波器等?？捎檬静ㄆ鬟M(jìn)行控制信號(hào)的觀察，從而發(fā)現(xiàn)干擾途徑。

5.2.4消除干擾的方法1.進(jìn)行良好屏蔽2.分區(qū)安裝5.2.5故障案例分析案例1：電磁干擾引起紡織機(jī)不能正常工作1.案例現(xiàn)象：一臺(tái)新改裝的紡織機(jī)，用3.7KW的變頻器拖動(dòng)一臺(tái)4KW電動(dòng)機(jī)。調(diào)試后設(shè)備投入試運(yùn)行。工作幾個(gè)小時(shí)后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，變頻器有頻率顯示，也不報(bào)故障保護(hù)。用戶認(rèn)為是變頻器有問題，要求更換一臺(tái)新機(jī)，后來廠家更換了新機(jī)故障依然如此。2.案例分析：由于更換了新機(jī)，排除了變頻器本身的故障。在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，按正轉(zhuǎn)按鈕起動(dòng)變頻器運(yùn)行時(shí)，變頻器面板的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)指示燈都亮，也就是說變頻器正轉(zhuǎn)指令和反轉(zhuǎn)指令都啟用了，難怪電動(dòng)機(jī)不運(yùn)行。在檢查中發(fā)現(xiàn)變頻器沒有采取有效的防電磁干擾措施，判斷該故障為電磁干擾所致。3.處理方法：在變頻器輸入輸出電源線上套上磁環(huán)，把所有控制線更換成屏蔽線，同時(shí)降低了變頻器載波頻率。通過上述處理，故障排除。案例2：電磁干擾引起注塑機(jī)不能正常工作1.案例現(xiàn)象：一臺(tái)18.5KW注塑機(jī)做節(jié)能改造，變頻器在現(xiàn)場(chǎng)安裝并設(shè)置好參數(shù)后，變頻器起動(dòng)調(diào)試。注塑機(jī)的電動(dòng)機(jī)、注塑機(jī)上的比例流量、比例壓力信號(hào)等都能正常反饋到變頻器，但發(fā)現(xiàn)注塑機(jī)各項(xiàng)動(dòng)作反映很慢，尤其是在射膠時(shí)電磁閥開度很小，射出的塑膠達(dá)不到要求，出現(xiàn)廢品。2.案例分析：開始以為是變頻器參數(shù)設(shè)置的不對(duì)，通過反復(fù)檢查沒有發(fā)現(xiàn)問題。再檢查變頻器及注塑機(jī)周圍設(shè)置，發(fā)現(xiàn)都沒有接地，變頻器也沒有采取有效的屏蔽措施，懷疑以上現(xiàn)象是干擾所致。3.案例處理：由于該廠房沒有引地線進(jìn)來，所以先在變頻器側(cè)做抗干擾處理，現(xiàn)場(chǎng)采取的措施為：1）把變頻器控制板上的對(duì)地電容去掉；2）所有控制電路采用屏蔽線，屏蔽地接到變頻器“GND”；3）變頻器的輸入輸出電源線套上磁環(huán)；4）延長變頻器模擬輸入端子的濾波時(shí)間（設(shè)置端子濾波時(shí)間參數(shù)）；5）適當(dāng)降低變頻器載波頻率。采用以上方法與對(duì)策后，變頻器干擾解除，注塑機(jī)正常工作。案例13：變頻器儀表干擾不能正常工作案例現(xiàn)象：某公司進(jìn)行水泵節(jié)能改造項(xiàng)目，安裝了9臺(tái)ABBACS系列變頻器，其中8臺(tái)變頻器是ACS-510系列，功率范圍為45~110kW；另外一臺(tái)變頻器是ACS-800系列，功率為200kW，此臺(tái)變頻器和另外一臺(tái)45k變頻器安裝在一臺(tái)1000kV·A車間變壓器供電的380V母線上。變頻器的4~20mA調(diào)速信號(hào)均來自PLC控制系統(tǒng)。案例調(diào)試：在調(diào)試中ACS-510系列變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但ACS-800變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)了兩個(gè)問題。

1）兩線制儀表信號(hào)受到干擾，測(cè)量值出現(xiàn)波動(dòng)。波動(dòng)比較嚴(yán)重時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出壓力高或者壓力低的信號(hào)，控制系統(tǒng)均誤認(rèn)為是壓力過低，而自動(dòng)關(guān)閉一些閥門。下圖曲線為變頻器工作和停止時(shí)儀表的記錄曲線，由圖可見，變頻器工作時(shí)儀表中感應(yīng)了較強(qiáng)的干擾信號(hào)。但是，除了兩線制以外的儀表，均正常工作，沒有受到干擾。

2）變頻器運(yùn)行后，車間變壓器保護(hù)裝置誤動(dòng)作，經(jīng)常發(fā)出過負(fù)荷報(bào)警，甚至發(fā)生誤動(dòng)作跳閘，而變壓器實(shí)際負(fù)荷才500kW，并沒有出現(xiàn)過負(fù)荷。故障分析：初步判斷是因?yàn)樽冾l器功率比較大，產(chǎn)生的電磁干擾也比較強(qiáng)烈，并且由于控制線與動(dòng)力線距離比較近造成的。其4~20mA調(diào)速信號(hào)電纜采用的是屏蔽雙絞線，穿鍍鋅鋼管后沿電纜橋架敷設(shè)，鋼管與電纜橋架的距離約為5cm。故障處理：將控制電纜和動(dòng)力電纜之間的距離調(diào)整到30cm以上再次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)干擾現(xiàn)象仍然存在；為了再次確認(rèn)是否是電磁干擾沿控制線路引入PLC控制系統(tǒng)，將控制電纜從PLC控制柜去除，變頻器控制柜現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)調(diào)速，發(fā)現(xiàn)兩線制儀表信號(hào)受到的干擾現(xiàn)象仍然存在，所以基本排除了是電磁干擾信號(hào)沿控制線路引入PLC控制系統(tǒng)。隨后采用專用電能質(zhì)量測(cè)試儀對(duì)變頻器供電回路進(jìn)行諧波測(cè)試。測(cè)試諧波數(shù)據(jù)如表2所列，諧波電流波形和諧波含量如圖3、圖4所示。變頻器諧波測(cè)量數(shù)據(jù)從測(cè)試的諧波數(shù)據(jù)可知，變頻器產(chǎn)生了大量諧波，主要以5次、7次、11次諧波居多。

從變頻器電壓曲線可以明顯的看出，諧波電流使正常的電壓曲線不再是正弦曲線；諧波含量柱形圖所顯示的情形和所測(cè)得的諧波數(shù)值相吻合，證實(shí)了是變頻器諧波以電磁傳導(dǎo)方式傳播到供電網(wǎng)絡(luò)中去，從而影響到儀表變壓器繼電保護(hù)裝置不能正常工作。

根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果，仔細(xì)分析了ACS-510系列變頻器和ACS-800變頻器的結(jié)構(gòu)區(qū)別，從ABB變頻器使用手冊(cè)和其他技術(shù)資料中發(fā)現(xiàn)，兩種變頻器在其附件配置上稍微有點(diǎn)區(qū)別。ACS-510系列變頻器輸入端內(nèi)置了一臺(tái)變感式交流輸入電抗器和RFI濾波器。交流電抗器和RFI濾波器是標(biāo)準(zhǔn)配置，在實(shí)際使用中不需要額外的濾波器。而ACS-800變頻器在輸入端只內(nèi)置了一臺(tái)交流輸入電抗器。EMC濾波器是可選設(shè)備，如果在設(shè)備訂貨時(shí)沒有要求強(qiáng)調(diào)安裝EMC濾波器，ABB廠家只在輸入端內(nèi)置一臺(tái)交流輸入電抗器。經(jīng)核實(shí)，這臺(tái)變頻器訂貨時(shí)確實(shí)沒有要求配置EMC濾波器，于是在變頻器輸入端增加了一臺(tái)變頻器專用FT330-400型輸入濾波器，然后再開機(jī)試驗(yàn)，