常用變頻器硬件故障檢測(cè)辦法課件

常用變頻器故障處理辦法2008年06月02日1目錄變頻器1、通用變頻器的保護(hù)功能及軟故障處理1.1、引言1.2、檢修前注意事項(xiàng)1.3、過(guò)電流保護(hù)功能1.4、過(guò)載保護(hù)及原因分析1.5、欠電壓保護(hù)LU1.6、過(guò)電壓保護(hù)OUD1.7、其它保護(hù)2、通用變頻器的硬故障2.1、變頻器控制方式2.2、整流及濾波電路2.3、逆變電路2.4、變頻器靜態(tài)測(cè)試2.5、變頻器動(dòng)態(tài)測(cè)試2.6、變頻器故障判斷2變頻器變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器異常故障分為軟故障和硬故障兩大類，前者多因操作或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)造成的，硬故障是由于變頻器本身器件損壞造成的，維修起來(lái)可能很不便。在操作及檢修變頻器時(shí)均需閱讀手冊(cè)。3

1.1、引言

變頻器本身具有相當(dāng)豐富的異常故障顯示和保護(hù)功能。若保護(hù)功能動(dòng)作時(shí)，變頻器立即跳閘，LED顯示故障代碼，或者將故障信息存儲(chǔ)在程序的某個(gè)參數(shù)內(nèi)，使電動(dòng)機(jī)處于自由運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)到停止。處理故障前應(yīng)注意查看故障前變頻器的運(yùn)行記錄，主要包括電流、轉(zhuǎn)速、繞組及軸承溫度等，以便于故障的分析和檢查。當(dāng)出現(xiàn)變頻器顯示某類故障，但故障排除過(guò)程中卻未發(fā)生相應(yīng)故障的情況，此時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查故障檢測(cè)元件或故障信息處理系統(tǒng)有無(wú)問(wèn)題。51.2、檢修前注意事項(xiàng)

故障檢查或維修時(shí)，須先切斷電源，且等斷電8min電容放電完畢后，方可打開柜門進(jìn)行維修，切忌停機(jī)后立即進(jìn)行檢查。因變頻器額定運(yùn)行時(shí)，其直流母排電壓可達(dá)到1000V左右，濾波所用電解電容器儲(chǔ)存了大量的電能，停機(jī)后須待電容模塊前的電壓平衡電阻將其放電，電壓降低后(其放電時(shí)間為8min視變頻器容量而定)，方可開柜進(jìn)行檢查。61.3、過(guò)電流保護(hù)功能

變頻器中過(guò)電流保護(hù)的對(duì)象主要指帶有突變性質(zhì)的、電流的峰值超過(guò)了過(guò)電流檢測(cè)值(約額定電流的200％)，變頻器顯示OC表示過(guò)電流，由于逆變器件的過(guò)載能力較差,所以變頻器的過(guò)電流保護(hù)是至關(guān)重要的一環(huán)。71.3.1、工作中過(guò)電流原因

●一是電動(dòng)機(jī)遇到?jīng)_擊負(fù)載或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象,引起電動(dòng)機(jī)電流的突然增加；●二是變頻器輸出側(cè)發(fā)生短路，如輸出端到電動(dòng)機(jī)之間的連接線發(fā)生相互短路,或電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路等、接地（電機(jī)燒毀、絕緣劣化、電纜破損而引起的接觸、接地等）；●三是變頻器自身工作不正常,如逆變橋中同一橋臂的兩個(gè)逆變器件在不斷交替的工作過(guò)程中出現(xiàn)異常。如環(huán)境溫度過(guò)高，或逆變器元器件本身老化等原因，使逆變器的參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致在交替過(guò)程中，一個(gè)器件已經(jīng)導(dǎo)通、而另一個(gè)器件卻還未來(lái)得及關(guān)斷，引起同一個(gè)橋臂的上、下兩個(gè)器件的“直通”，使直流電壓的正、負(fù)極間處于短路狀態(tài)。9

1.3.2工作中過(guò)電流處理方法

起動(dòng)時(shí)一升速就跳閘，這是過(guò)電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象，主要檢查：●工作機(jī)械有沒有卡住；●負(fù)載側(cè)有沒有短路,用兆歐表檢查對(duì)地有沒有短路；●變頻器功率模塊有沒有損壞；●電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)小，拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)不起來(lái)。101.3.3升速、降速時(shí)過(guò)電流的原因

當(dāng)負(fù)載的慣性較大，而升速時(shí)間或降速時(shí)間又設(shè)定得太短時(shí)，也會(huì)引起過(guò)電流。在升速過(guò)程中，變頻器工作頻率上升太快，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速迅速上升，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負(fù)載慣性較大而跟不上去，結(jié)果是升速電流太大；在降速過(guò)程中，降速時(shí)間太短，同步轉(zhuǎn)速迅速下降，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子因負(fù)載的慣性大，仍維持較高的轉(zhuǎn)速，這時(shí)同樣可以使轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度太大而產(chǎn)生過(guò)電流。11

電動(dòng)機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)，但運(yùn)行電流超過(guò)了額定值，稱為過(guò)載。過(guò)載的基本反映是：電流雖然超過(guò)了額定值，但超過(guò)的幅度不大，一般也不形成較大的沖擊電流。輸出電流超過(guò)反時(shí)限特性過(guò)載電流額定值，保護(hù)功能動(dòng)作，變頻器的容量偏小。1.4、過(guò)載保護(hù)及原因分析13（1）機(jī)械負(fù)荷過(guò)重：負(fù)荷過(guò)重的主要特征是電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，并可從顯示屏上讀取運(yùn)行電流來(lái)發(fā)現(xiàn)。主要原因是變頻器負(fù)載太大，加減速時(shí)間、運(yùn)行周期時(shí)間太短；V/F特性的電壓太高；變頻器功率太小。（2）三相電壓不平衡：引起某相的運(yùn)行電流過(guò)大，導(dǎo)致過(guò)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)(因顯示屏只顯示一相電流)。（3）誤動(dòng)作：變頻器內(nèi)部的電流檢測(cè)部分發(fā)生故障，檢測(cè)出的電流信號(hào)偏大，導(dǎo)致跳閘。1.4.1、過(guò)載的主要原因14（1）檢查電動(dòng)機(jī)是否發(fā)熱如果電動(dòng)機(jī)的溫升不高，則首先應(yīng)檢查負(fù)載的大小，加減速時(shí)間，運(yùn)行周期時(shí)間設(shè)置是否合理，并修正V/F特性，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；如變頻器的允許電流已經(jīng)沒有余量，不能再放寬，且根據(jù)生產(chǎn)工藝，所出現(xiàn)的過(guò)載屬于正常過(guò)載，則說(shuō)明變頻器的選擇不當(dāng)，應(yīng)加大變頻器的容量，更換變頻器。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在拖動(dòng)變動(dòng)負(fù)載或斷續(xù)負(fù)載時(shí)，只要溫升不超過(guò)額定值，是允許短時(shí)間(幾分鐘，甚或幾十分鐘)過(guò)載的，而變頻器則不允許。如果電動(dòng)機(jī)的溫升過(guò)高，而所出現(xiàn)的過(guò)載又屬于正常過(guò)載，則說(shuō)明是電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷過(guò)重。這時(shí)，首先應(yīng)考慮能否適當(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；如果傳動(dòng)比無(wú)法加大，則應(yīng)加大電動(dòng)機(jī)的容量。1.4.2、過(guò)載的檢查方法15（3）檢查是否誤動(dòng)作經(jīng)過(guò)以上檢查，均未找到原因時(shí)，應(yīng)檢查是不是誤動(dòng)作。判斷的方法是在輕載或空載的情況下，用電流表測(cè)量變頻器的輸出電流，與顯示屏上顯示的運(yùn)行電流值進(jìn)行比較，如果顯示屏顯示的電流讀數(shù)比實(shí)際測(cè)量的電流大得較多，則說(shuō)明變頻器內(nèi)部的電流測(cè)量部分誤差較大，“過(guò)載”跳閘有可能是誤動(dòng)作。1.4.2、過(guò)載的檢查方法17

欠壓也是我們?cè)谑褂弥薪?jīng)常碰到的問(wèn)題。電源電壓降低后，主電路直流電壓若降到欠電壓檢測(cè)值以下，保護(hù)功能動(dòng)作。另外，電壓若降到不能維持變頻器控制電路的工作，則全部保護(hù)功能自動(dòng)復(fù)位（檢測(cè)值：DC400V）。當(dāng)出現(xiàn)欠壓故障時(shí)，首先應(yīng)該檢查輸入電源是否缺相，假如輸入電源沒有問(wèn)題，就要檢查整流回路是否有問(wèn)題，假如都沒有問(wèn)題，那就要看直流檢測(cè)電路上是否有問(wèn)題了。如果因?yàn)橹骰芈冯妷禾?380V系列低于400V)，主要原因是整流橋某一路損壞或晶閘管三相電路中有一相工作不正常，都有可能導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)，其次主回路斷路器、接觸器損壞，導(dǎo)致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導(dǎo)致欠壓。電壓檢測(cè)電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠壓?jiǎn)栴},由于變頻器故障或噪聲引起的誤動(dòng)作等造成主電路直流端（P、N之間）超過(guò)了檢測(cè)值，這就需與廠家聯(lián)系1.5、欠電壓保護(hù)LU18

電動(dòng)機(jī)的再生電流增加，主電路直流電壓若超過(guò)電壓檢測(cè)值，錯(cuò)誤施加過(guò)高電壓時(shí)保護(hù)功能動(dòng)作（檢測(cè)值：DC750V）。過(guò)電壓保護(hù)主要有三種現(xiàn)象：加速時(shí)過(guò)電壓、減速時(shí)過(guò)電壓、恒速時(shí)過(guò)電壓。過(guò)電壓報(bào)警一般是出現(xiàn)在停機(jī)的時(shí)候，其主要原因是減速時(shí)間太短或制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元有問(wèn)題。變頻器的過(guò)電壓集中表現(xiàn)在直流母線的電壓上。正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值。若以380V線電壓計(jì)算，則平均直流電壓Ud=1.35UL＝513V。在過(guò)電壓發(fā)生時(shí)，直流母線的儲(chǔ)能電容將被充電，當(dāng)電壓上至760V左右時(shí)，變頻器過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作。因此，變頻器都有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)很可能損壞變頻器。常見的過(guò)電壓主要是發(fā)電制動(dòng)時(shí)的過(guò)電壓，這種情況出現(xiàn)的概率較高，主要是電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速比實(shí)際轉(zhuǎn)速還高，使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器又沒有安裝制動(dòng)單元，有兩起情況可以引起這一故障。1.6、過(guò)電壓保護(hù)OUd19（2）多個(gè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)同一個(gè)負(fù)載時(shí)，也可能出現(xiàn)這一故障，主要由于沒有負(fù)荷分配引起的。以兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一個(gè)負(fù)載為例，當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，則轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于原動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速低的處于發(fā)電狀態(tài)，引起故障。1.6.1、過(guò)電壓保護(hù)OUd211、過(guò)熱OH4過(guò)熱是經(jīng)常會(huì)碰到的一個(gè)故障。當(dāng)遇到這種情況時(shí)，首先會(huì)想到散熱風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察機(jī)器外部就會(huì)看到風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)，此外對(duì)于30kW以上的機(jī)器在機(jī)器內(nèi)部也帶有一個(gè)散熱風(fēng)扇，此風(fēng)扇的損壞也會(huì)導(dǎo)致OH4的報(bào)警。根據(jù)L1-04的設(shè)定值，變頻器停止輸出，電機(jī)過(guò)熱時(shí)，修正負(fù)載的大小，加減速時(shí)間，運(yùn)行周期時(shí)間；修正V/F特性；確認(rèn)從端子A1/A2輸入的電機(jī)溫度。1.7、其它保護(hù)222、接地故障GF接地故障也是常會(huì)碰到的故障，變頻器輸出側(cè)的接地電流超過(guò)了變頻器額定輸出電流的50％，主要原因是變頻器輸出側(cè)發(fā)生了接地短路（電機(jī)燒毀、絕緣劣化、電纜破損而引起的接觸、接地等）。在排除電機(jī)接地存在問(wèn)題的原因外，最可能發(fā)生故障的部分就是霍爾傳感器了，霍爾傳感器由于受溫度，濕度等環(huán)境因素的影響，工作點(diǎn)很容易發(fā)生飄移，導(dǎo)致GF報(bào)警。對(duì)于安川變頻器，如果快熔未燒壞，則需檢修觸發(fā)板上的光耦；如果快熔燒壞了,則需要更換模塊、快熔，還需檢修觸發(fā)板上的光耦合等。1.7、其它保護(hù)23（3）加速時(shí)及連接負(fù)載時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)了，負(fù)載太大。變頻器雖然有防止失速功能及全自動(dòng)力矩提升功能。但是加速度太大及負(fù)載太大時(shí)，超過(guò)了電機(jī)的響應(yīng)界限，請(qǐng)延長(zhǎng)加速時(shí)間，減小負(fù)載。另外也可以考慮加大電機(jī)的功率。（4）電機(jī)只能向一個(gè)方向轉(zhuǎn)。選擇了禁止反轉(zhuǎn)，當(dāng)b1－04(選擇禁止反轉(zhuǎn))＝1（禁止反轉(zhuǎn)）時(shí)，變頻器不接受反轉(zhuǎn)指令。正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)兩方向都要使用時(shí)，請(qǐng)?jiān)O(shè)定b1－04＝0（可以反轉(zhuǎn)）。1.7、其它保護(hù)252、通用變頻器的硬故障如果是變頻器本身出現(xiàn)故障，如何去判斷是哪一部分問(wèn)題，在這里略作介紹。26IGBT逆變電路

ａ、逆變電路ｂ、輸出電壓實(shí)際波形ｃ、輸出電壓等效波形2.3、逆變電路292.4、變頻器靜態(tài)測(cè)試1、測(cè)試整流電路

找到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端，將萬(wàn)用表調(diào)到電阻X10檔，紅表棒接到P，黑表棒分別依到R、S、T，應(yīng)該有大約幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，有一個(gè)接近于無(wú)窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復(fù)以上步驟，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以下結(jié)果，可以判定電路已出現(xiàn)異常，A.阻值三相不平衡，可以說(shuō)明整流橋故障。B.紅表棒接P端時(shí)，電阻無(wú)窮大，可以斷定整流橋故障或起動(dòng)電阻出現(xiàn)故障。302、測(cè)試逆變電路

將紅表棒接到P端,黑表棒分別接U、V、W上，應(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應(yīng)該為無(wú)窮大。將黑表棒接到N端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果，否則可確定逆變模塊故障2.4、變頻器靜態(tài)測(cè)試31在靜態(tài)測(cè)試結(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，即上電試機(jī)。在上電前后必須注意以下幾點(diǎn):1、上電之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級(jí)變頻器之中會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。2、檢查變頻器各接播口是否已正確連接,連接是否有松動(dòng),連接異常有時(shí)可能導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)等情況。3、上電后檢測(cè)故障顯示內(nèi)容,并初步斷定故障及原因2.5、變頻器動(dòng)態(tài)測(cè)試32

4、如未顯示故障,首先檢查參數(shù)是否有異常,并將參數(shù)復(fù)歸后,進(jìn)行空載(不接電機(jī))情況下啟動(dòng)變頻器,并測(cè)試U、V、W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情況，則模塊或驅(qū)動(dòng)板等有故障5、在輸出電壓正常（無(wú)缺相、三相平衡）的情況下，帶載測(cè)試。測(cè)試時(shí)，最好是滿負(fù)載測(cè)試。2.5、變頻器動(dòng)態(tài)測(cè)試331、整流模塊損壞一般是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。在現(xiàn)場(chǎng)處理故障時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無(wú)電焊機(jī)等對(duì)電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。2、逆變模塊損壞一般是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動(dòng)電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動(dòng)電路之后，測(cè)驅(qū)動(dòng)波形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)中更換驅(qū)動(dòng)板之后，還必須注意檢查馬達(dá)及連接電纜。在確定無(wú)任何故障下，運(yùn)行變頻器。

2.6、變頻器故障判斷343、上電無(wú)顯示一般