變頻器常見的十大故障現(xiàn)象和故障分析精編版

1、第一章：變頻調(diào)速基礎(chǔ)知識1）關(guān)于調(diào)速 n=60f/p（l-s）p-變極調(diào)速特點：有級調(diào)速，系統(tǒng)簡單，最多4段速s調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速特點：無級調(diào)速，調(diào)速范圍窄電機最大出力能力下降，效率低，系統(tǒng)簡單，性能較差。f變頻調(diào)速特點：真正無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬，電機最大出力能力不 變，效率高，系統(tǒng)復(fù)雜，性能好，可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。2）變頻技術(shù)交流變頻是強弱電混合綜合性技術(shù)，既要處理大電能的轉(zhuǎn)換（整流、逆變），乂要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的技術(shù)分成功 率轉(zhuǎn)換和弱電控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流變流技術(shù)有關(guān)的 問題和新型電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)問題，后者要解決基于現(xiàn)代控制理 論的控制策

2、略和智能控制策略的硬、軟件開發(fā)問題，目前廣泛應(yīng)用的是 全數(shù)字控制技術(shù)。變頻器的控制對象：三相交流異步電機和三相交流同步電機，標(biāo)準(zhǔn)適配 電機極數(shù)是2/4極。3）變頻調(diào)速的發(fā)展歷程P7大功率半導(dǎo)體技術(shù)：70年代：可控硅（SCR:SiliconControlledRect辻ier）是可控硅整流 器的簡稱，也稱晶閘管?？煽毓栌袉蜗颉㈦p向、可關(guān)斷和光控兒種類型 它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、控制方便等優(yōu)點，被廣泛用 于可控整流、逆變以及無觸點開關(guān)等各種自動控制和大功率的電能轉(zhuǎn)換 的場合。單向可控硅用于直流電路，也是可控整流電子元件（相當(dāng)于可 控制輸出的二極管）；雙向可控硅可用于交、直流電路。GT

3、R是三極管的一種，GiantTransistor,巨型晶體管由于極型面接觸晶體管。80 年代以后：IGBT （InsulatedGateBipolarTransistor）,絕緣柵 雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和M0S（絕緣柵型場效應(yīng)管）組 成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有M0SFET的高輸入阻抗 和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但 驅(qū)動電流較大;M0SFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載 流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降 低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、 變頻器

4、、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。脈沖寬度調(diào)制技術(shù)：PWM（PulseWidthModulation）即通過對一系列脈沖 的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效的獲得所需要的波形（含形狀和幅值）出現(xiàn)了 多種PWM技術(shù)，其中包括：相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等，其中SPWM法又包括：等面積法、硬件調(diào) 制法、軟件生成法(包括自然采樣法、規(guī)則采樣法)等等。采樣控制理 論中有一個重要結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán) 節(jié)上時，其效果基本相同.PWM控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，對半 導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而 寬度不相

5、等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形.按一 定的規(guī)則對各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小， 也可改變輸出頻率.5) 變頻器簡要工作原理主要由四大部分組成：(1) 整流部分：將交流電變換成直流的電力電子裝置，其輸入電壓為 正弦波，輸入電流非正弦，帶有豐富的諧波。(2) 儲能環(huán)節(jié)：含預(yù)充電電阻、儲能電容及均壓電阻、制動電阻及再 生制動的放電回路等。(3) 逆變部分：將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的電力電子裝置，其輸出電壓 為非正弦波，輸出電流近似正弦。(4) 控制系統(tǒng)：包括單片機、PWM發(fā)生器、驅(qū)動電路、電壓、電流、 溫度檢測等裝置。濾波電容要均壓充電過程要限流逆變電路的結(jié)構(gòu)

6、思考:每個逆變器旁并的是什么，起什么作用續(xù)流二極管續(xù)流二極管作用：1）電動機的繞組是電感性的，其電流具有無功分量。續(xù)流二極管 作為無功分量返回直流電源的通道。2）當(dāng)頻率下降得較快時，電動機可能處于再生制動狀態(tài)，此時的 再生電流將通過續(xù)流二極管整流后回饋給直流回路。3）進(jìn)行逆變的基本工作過程是，同一橋臂的兩個逆變管處于不停 地交替導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)。在這交替導(dǎo)通和截止的換相過程中， 也不時地需要提供通路。6）變頻器故障維修方法：望一即目視檢查，以發(fā)現(xiàn)形態(tài)上的異常，重點注意以下內(nèi)容：i）變頻器前端整流元件有無爆裂？ii）預(yù)充電電阻是否有燒毀（表面是否灰白色或掉渣）的跡象 預(yù)充電電阻的切除繼電器是否有拉

7、弧、燒壞跡象iii）快熔是否熔斷iv）直流母線電容器是否有爆裂與飛弧的熏黑跡象V）與功率元件相連的阻容吸收元件、壓敏器件有無爆裂？Vi）各線路板上是否有元器件爆裂、燒毀、開焊等現(xiàn)象？vii）系統(tǒng)內(nèi)是否存在異物，小動物或昆蟲尸體，有無液體侵入，大 量灰塵堆積等情況？聞一系統(tǒng)中是否留有元件爆裂、飛弧、燒毀等焦糊味道問一仔細(xì)詢問對故障發(fā)生過程中經(jīng)歷的人員故障發(fā)生的現(xiàn)象和過程 切一逐步檢測，若前面的檢查無所發(fā)現(xiàn)，則按后面步驟進(jìn)行。其中包 括：一、靜態(tài)測試 1、測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)該有大約兒十歐的阻值，且基

8、本平衡。相反將黑表棒接到P 端，紅表棒依次接到R、S、T,有一個接近于無窮大的阻值。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，可以說明整流橋故障。B.紅 表棒接P端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或起動電阻出現(xiàn)故 障。 2、測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)該有兒十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應(yīng)該為無窮 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。3、用高阻表做絕緣檢查：將變頻器的U1、VI、Wl、C、D、U2、 V2、W2各點用一組測試短路線（如帶有鱷魚的短

9、路線，應(yīng)自制）短路 成一點。其高阻檢測表的正極性表筆接上述短路點，負(fù)表筆接系統(tǒng)外殼（PE），測試電壓可選DC-500V或DC-1000V在上述端子外側(cè)無其它連 接的情況下，測得的電阻值應(yīng)2兆歐姆（多在2兆歐姆-10兆歐姆之 間）。但這個結(jié)果有時會受現(xiàn)場環(huán)境濕度的影響，端子外部保有連接的 情況下也會對此值有大的影響。二、動態(tài)測試？在靜態(tài)測試結(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動態(tài)測試，即上電試機。在上電前后必須注意以下兒點：1、上電之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級變頻器之中會出現(xiàn)炸機（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，連接異常有時可能

10、導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時會出現(xiàn) 炸機等情況。3、上電后檢測故障顯示內(nèi)容,并初步斷定故障及原因。 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）情況下啟動變頻器,并測試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)動板等有故障。如果 U、V、W三相輸出電壓值偏離，可檢測直流母線電壓，一般在513 （負(fù) 載）'573V （空載）左右為正常。5、在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下，帶載測試。測試時，最好是滿負(fù)載測試。7）變頻器/逆變器的正確拆裝：1、在設(shè)備斷電和完全放電后進(jìn)行。2、場地干凈，拆、裝工具與部件、結(jié)構(gòu)件應(yīng)有區(qū)域存放

11、。3、有正確、適用的拆裝工具。4、準(zhǔn)備好清洗劑（無水酒精）、耗材，注意防火。5拆卸過程中做好記錄，“好記性不如爛筆頭”,以備回裝時査用。6、操作時穿著防靜電工作服，佩帶防靜電完腕扣。注意經(jīng)常執(zhí)行 靜電釋放動作。避免身體的靜電損壞線路板及半導(dǎo)體元、器件。7、有些無禁固部件的放置形態(tài)（如D尺寸裝置中的電流互感器） 需要注意安放方向標(biāo)記。8、拆裝前必須完成裝置的數(shù)據(jù)備份。在有工藝調(diào)節(jié)板（T400, T300, T100等）時，要將工藝板的參數(shù)備份或記錄完整。另一種方 法是將原CU原封不動暫存，用另一塊CU板在維修期間暫用。9、緊固可控硅與IGBT等功率器件時，應(yīng)按照指明的緊固力矩植， 用力矩扳手操作

12、。10、可控硅與IGBT模塊在與散熱器接觸的底面上涂有導(dǎo)熱硅脂， 器件拆下后，用無水酒精將安裝基面擦洗干凈，器件安裝時要重新 涂覆導(dǎo)熱硅脂。注意不是多多益善，越薄、越均勻越好。8）常見的故障現(xiàn)象和原因分析1過流（0C）過流是變頻器報警最為頻繁的現(xiàn)象。1.1現(xiàn)象（1）重新起動時，一升速就跳閘。這是過電流十分嚴(yán)重的表現(xiàn)。？主要原因有:負(fù)載側(cè)短路，機械部位有卡住;逆變模塊損壞；電 動機的轉(zhuǎn)矩過小等現(xiàn)象引起。（2）上電就跳，這種現(xiàn)象一般不能復(fù)位，主要原因有:模塊壞、驅(qū) 動電路壞、電流檢測電路壞。（3）重新啟動時并不立即跳閘而是在加速 時，主要原因有：加速時間設(shè)置太短、電流上限設(shè)置太小、轉(zhuǎn)矩補償（V/F

13、） 設(shè)定較高。二、過壓（0U）過電壓報警和跳閘，其主要原因是1）電源電壓過高；2）減速時 間設(shè)定太短；3）降速過程中，再生制動的放電單元工作不理想，來不及 放電；4）應(yīng)增加外接制動電阻和制動單元；5）放電支路發(fā)生故障，實際 并不放電。三、欠壓（Uu）欠壓報警和跳閘，其可能的原因有：1）電源電壓過 低（220V系列低于200V, 380V系列低于400V） ； 2）電源斷相；3）整流橋 故障，如整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導(dǎo) 致欠壓故障的出現(xiàn)，其次主回路接觸器損壞，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.還有就是電壓檢測電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠 壓問題。四、過熱（

14、0H）過熱也是一種比較常見的故障，主要原因：周圍溫 度過高，風(fēng)機堵轉(zhuǎn)，溫度傳感器性能不良，馬達(dá)過熱。五、輸出不平衡輸出不平衡一般表現(xiàn)為馬達(dá)抖動，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，主要原因:模塊壞， 驅(qū)動電路壞，電抗器壞等。六、過載過載也是變頻器跳動比較頻繁的故障之一，平時看到過載現(xiàn)象我 們其實首先應(yīng)該分析一下到底是馬達(dá)過載還是變頻器自身過載，一般來講 馬達(dá)由于過載能力較強，只要變頻器參數(shù)表的電機參數(shù)設(shè)置得當(dāng)，一般不 大會出現(xiàn)馬達(dá)過載而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現(xiàn)過載報警. 我們可以檢測變頻器輸出電壓。七、開關(guān)電源損壞這是眾多變頻器最常見的故障，通常是由于開關(guān)電源的負(fù)載發(fā)生 短路造成的，丹佛斯變頻器采用了新型脈

15、寬集成控制器UC2844來調(diào)整開 關(guān)電源的輸出，同時UC2844還帶有電流檢測，電壓反饋等功能，當(dāng)發(fā)生 無顯示，控制端子無電壓，DC12V, 24V風(fēng)扇不運轉(zhuǎn)等現(xiàn)象時我們首先應(yīng)該 考慮是否開關(guān)電源損壞了。八、SC故障即短路故障是變頻器較常見的故障。IGBT模塊損壞，這是引起SC 故障報警的原因之一。此外驅(qū)動電路損壞也容易導(dǎo)致SC故障報警。此外 電機抖動，三相電流，電壓不平衡，有頻率顯示卻無電壓輸出，這些現(xiàn) 象都有可能是IGBT模塊損壞。IGBT模塊損壞的原因有多種，首先是外部 負(fù)載發(fā)生故障而導(dǎo)致IGBT模塊的損壞如負(fù)載發(fā)生短路，堵轉(zhuǎn)等。其次驅(qū) 動電路老化也有可能導(dǎo)致驅(qū)動波形失真，或驅(qū)動電壓波動太大而導(dǎo)致 I