變頻器的故障分析課件

1、變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器及應(yīng)用技術(shù)第 6 章變頻器的故障分析 變頻器的保護(hù)功能 變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題 變頻電路的故障與檢測(cè) 主電路的干擾問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能一、保護(hù)系統(tǒng)框圖 變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能二、過(guò)載保護(hù)的對(duì)象與特點(diǎn) 1過(guò)載特點(diǎn) a）過(guò)載示意圖b）長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載c）沖擊過(guò)載變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能2過(guò)載保護(hù)的反時(shí)限特性a）反時(shí)限的特點(diǎn)b）保護(hù)曲線與頻率的關(guān)系 需要預(yù)置的內(nèi)容：電流取用比 IM%（IMN/IN）100% 例：變頻器額定電流：IN150A（75kW）（1）IMN139.7A（75kW），則IM%（139.7/150）100%93%（2）IMN10

2、2.5A（55kW），則IM%（102.5/150）100%68% 變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能三、過(guò)電流保護(hù)的對(duì)象與原因分析 1過(guò)電流的保護(hù)對(duì)象與特點(diǎn) 變頻器過(guò)流保護(hù)a）過(guò)流測(cè)試點(diǎn)b）長(zhǎng)時(shí)間過(guò)流c）沖擊過(guò)流變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能2過(guò)電流的原因分析 （1）運(yùn)行過(guò)電流 a）負(fù)載過(guò)負(fù)荷b）過(guò)電流的特點(diǎn)變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能（2）短路過(guò)電流 故障引起的過(guò)電流a）輸出側(cè)短路b）內(nèi)部短路c）逆變管直通變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能（3）預(yù)置不當(dāng)引起的過(guò)電流 a）轉(zhuǎn)矩提升選擇不當(dāng)b）勵(lì)磁電流畸變c）加速過(guò)快 變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能四、電壓保護(hù)功能 1過(guò)電壓原因 過(guò)電壓原

3、因a）電源過(guò)電壓b）泵升電壓引起的過(guò)電壓c）電容補(bǔ)償柜投入變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能2欠電壓原因 欠電壓原因a）限流電路斷路b）電源缺相c）大功率晶閘管設(shè)備干擾變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能五、變頻器跳閘后的處理 1內(nèi)部電路處理 逆變管封鎖 變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能2顯示故障原因 顯示故障原因a）LED顯示 b）LED和LCD顯示變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能3跳閘后的復(fù)位 跳閘后的復(fù)位a）面板復(fù)位 b）外接端子復(fù)位變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器的保護(hù)功能六、自動(dòng)重合閘功能 變頻器的重合閘功能a）故障跳閘后的重合閘 b）瞬時(shí)停電后的重合閘變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)一、電

4、動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)或起動(dòng)困難 1通道選擇錯(cuò)誤 a）指令通道選擇 b）頻率給定通道選擇變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)2加大Uf 比Uf 比與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩a）負(fù)載較重 b）Uf 線的選擇 c）對(duì)應(yīng)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)3加入轉(zhuǎn)差補(bǔ)償 轉(zhuǎn)差補(bǔ)償與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩a）拖動(dòng)系統(tǒng) b）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差較大 c）加入轉(zhuǎn)差補(bǔ)償變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)4加大傳動(dòng)比 加大傳動(dòng)比助起動(dòng)a）傳動(dòng)比較小 b）增大傳動(dòng)比 c）機(jī)械特性 變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)二、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行異常 1電動(dòng)機(jī)發(fā)熱 電動(dòng)機(jī)過(guò)熱原因a）環(huán)境溫度過(guò)高 b）負(fù)載過(guò)重 c）磁路飽和 d）載波頻率過(guò)高 變頻拖動(dòng)系

5、統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)2電動(dòng)機(jī)振動(dòng) 變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)3實(shí)際加、減速時(shí)間超過(guò)預(yù)置時(shí)間 （1）上限值預(yù)置太低 a）加速時(shí)電流上限太低 b）減速時(shí)電壓上限太低變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)（2）制動(dòng)電阻選擇不當(dāng)a）選擇正好 b）電阻值太大變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)4加、減速時(shí)間不能滿足負(fù)載要求 （1）加速時(shí)間不能滿足負(fù)載要求負(fù)載要求快速起動(dòng)a）變頻器容量正好 b）加大變頻器容量變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)（2）減速時(shí)間不能滿足負(fù)載要求 負(fù)載要求快速停機(jī)a）制動(dòng)電阻的阻值較大b）減小制動(dòng)電阻的阻值變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技

6、術(shù)三、電動(dòng)機(jī)在額定頻率時(shí)的運(yùn)行差異 1變頻50時(shí)鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量小于工頻運(yùn)行時(shí)的風(fēng)量 在相同頻率下轉(zhuǎn)速不一致的原因： 不同型號(hào)變頻器的差異 a）電壓有差異 b）轉(zhuǎn)差補(bǔ)償有差異變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)2不同變頻器的輸出電流不相等不同變頻器的輸出電流不相等a）富士變頻器b）康沃變頻器 變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)四、變頻器過(guò)熱 1輸出電流過(guò)大與布置錯(cuò)誤 a）輸出電流過(guò)大 b）控制柜內(nèi)有發(fā)熱體 c）載波頻率高變頻拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)2通風(fēng)不暢 a）變頻器風(fēng)機(jī)故障 b）散熱器堵塞 c）控制柜通風(fēng)不暢 主電路故障 整流塊故障 充電電容 逆變器模塊故障 輔助控制電路

7、故障 驅(qū)動(dòng)電路故障 開(kāi)關(guān)電源損壞 反饋、檢測(cè)電路故障變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)一、整流與濾波電路 1整流橋的粗測(cè)a）整流橋電路 b）萬(wàn)用表測(cè)量 變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)2濾波電路的粗測(cè) a）濾波電路損壞特點(diǎn)b）電容器損壞特點(diǎn)c）均壓電阻損壞特點(diǎn)變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)3限流電路損壞特點(diǎn) a）限流電阻損壞b）短路器件損壞變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)二、逆變電路 1IGBT管的簡(jiǎn)單測(cè)試a）控制極反偏 b）控制極正偏變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)2反向二極管的粗測(cè) a）逆變橋電路 b）萬(wàn)用表測(cè)量變頻器電路

8、的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)3驅(qū)動(dòng)模塊的粗測(cè) 用示波器觀察各組驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)的輸出波形，如果三相脈沖大小、相位不相等，則驅(qū)動(dòng)電路仍然有異常處（更換的元器件參數(shù)不匹配，也會(huì)引起這類(lèi)現(xiàn)象），應(yīng)重復(fù)檢查、處理。大功率晶體管工作的驅(qū)動(dòng)電路的損壞也是導(dǎo)致過(guò)流 保護(hù)功能動(dòng)作的原因之一。驅(qū)動(dòng)電路損壞表現(xiàn)出來(lái)最常見(jiàn)的現(xiàn)象是缺相，或三相輸出電壓不相等，三相電流不平衡等特征。變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)4逆變橋直通的原因 a）驅(qū)動(dòng)模塊損壞b）環(huán)境溫度太高 變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)5驅(qū)動(dòng)不足的后果a）輸出電壓和電流不平衡b）IGBT管飽和導(dǎo)通 c）IGBT管的截止?fàn)顟B(tài)d）IGBT管的放大狀態(tài)

9、某IGBT管擊穿電壓：UCEX1200V，漏電流：ICEX1.0mA 集電極最大電流：ICM100A，飽和壓降：UCES2.6V額定功耗：PC600W 變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)三、控制電路的故障與測(cè)量 1開(kāi)關(guān)電源及其測(cè)試 主電路無(wú)直流電壓a）開(kāi)關(guān)電源框圖 b）查看風(fēng)機(jī)和顯示c）測(cè)量控制電壓 開(kāi)關(guān)電源損壞的一個(gè)比較明顯的特征就是變頻器通電后無(wú)顯示。如：富士G5S變頻器采用了兩級(jí)開(kāi)關(guān)電源，其原理是主直流回路的直流電壓由500V以上降為300V左右，然后再經(jīng)過(guò)一級(jí)開(kāi)關(guān)降壓，電源輸出5V，24V等多路電源。開(kāi)關(guān)電源的損壞常見(jiàn)的有開(kāi)關(guān)管擊穿，脈沖變壓器燒壞，以及次級(jí)輸出整流二極管損壞，濾波

10、電容使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致電容特性變化（容量降低或漏電電流較大），穩(wěn)壓能力下降 ，也容易引起開(kāi)關(guān)電源的損壞。變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)2采樣錯(cuò)誤的檢查a）電流采樣錯(cuò)誤的判斷b）電壓采樣錯(cuò)誤的判斷 在使用變頻器過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)碰到變頻器無(wú)輸出現(xiàn)象。驅(qū)動(dòng)電路損壞、逆變模塊 損壞都有可能引起變頻器無(wú)輸出，此外輸出反饋電路出現(xiàn)故障也能引起此類(lèi)故障現(xiàn)象。有時(shí)在實(shí)際中遇到變頻器有輸出頻率，沒(méi)有輸出電壓（實(shí)際輸出電壓非常小，可認(rèn)為無(wú)輸出），這時(shí)則應(yīng)考慮一下是否是反饋電路出現(xiàn)了故障所致。在反饋電路中用于降壓的反饋電阻是較容易出現(xiàn)故障的元件之一；檢測(cè)電路的損壞也是導(dǎo)致變頻器顯示OC保護(hù)功能動(dòng)作的原因，檢測(cè)

11、電流的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)容易發(fā)生飄移，導(dǎo)致OC報(bào)警。變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)四、修理后的通電 1通電的步驟 a）檢查整流濾波b）接入逆變管c）接入驅(qū)動(dòng)電路變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)2通電防短路 通電防短路 變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)3電容器放電 a）放電電路b）從接線端放電變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)4電動(dòng)機(jī)空載試驗(yàn) a）檢查旋轉(zhuǎn)方向b）空轉(zhuǎn)試驗(yàn) 變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)5電動(dòng)機(jī)負(fù)載試驗(yàn) （1）起轉(zhuǎn)與起動(dòng)試驗(yàn)a）起轉(zhuǎn)試驗(yàn)b）起動(dòng)試驗(yàn) 變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)（2）停機(jī)與高速試驗(yàn) a）停機(jī)

12、試驗(yàn)b）高速試驗(yàn)變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)（3）低速與過(guò)載試驗(yàn) a）低速試驗(yàn) b）過(guò)載試驗(yàn) 變頻器電路的故障與檢測(cè)變頻器及應(yīng)用技術(shù)6記錄修理后的原始數(shù)據(jù)運(yùn)行頻率（Hz）輸入側(cè)直流電壓（V）輸出側(cè)電壓（V）電流（A）電壓（V）電流（A）5101520253035404550主電路的干擾問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)一、變頻器的干擾源 變頻器的電壓、電流波形 主電路的干擾問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)二、電路耦合引起的干擾 電路傳播與隔離a）電路傳播 b）電源隔離和濾波主電路的干擾問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)三、感應(yīng)耦合引起的干擾 1干擾方式 （1）電磁感應(yīng)方式：這是電流干擾信號(hào)的主要傳播方式（2）靜電感應(yīng)方式：這是電壓干擾信號(hào)的主要傳播方式a）電磁感應(yīng) b）靜電感應(yīng)主電路的干擾問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)2削弱方法 遠(yuǎn)離、相絞、屏蔽、不平行（1）控制線的屏蔽控制線的屏蔽與接法 主電路的干擾問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)（2）主電路的屏蔽主電路的屏蔽與接法 主電路的干擾問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)四、電磁幅射引起的干擾 1干擾方式空中輻射與接地a）空中輻射 b）接地方法主電路的干擾問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)2削弱方法（1）準(zhǔn)確接地（2）接入濾波器 a）外接濾波器 b）內(nèi)接濾波器主電路的干擾問(wèn)題變頻器及應(yīng)用技術(shù)使用電源濾波器前觀察到的干擾使