变频器的常见故障判断及处理

变频器的常见故障判断及处理一、变频器的工作原理二、变频器的故障类型及其辨别方式三、变频器维修检测常用方法四、变频器的选型五、变频器的安装要求六、变频器接线规范七、变频器的运行和相关参数的设置八、变频器的调试及检验手段九、变频调速器维修部分的组成十、变频器维修平台的组成十一、变频调速器测试部分的组成十二、变频器维修平台的优点变频器的工作原理所有变频器的工作原理基本上相同。主要工作方式：三相交流电经桥式整流变为直流电，通过限流电阻R给电容C充电75％时，接触器M吸合，电阻R被短接，然后直接充电到变频器的额定电压。变频器的CPU当接到启动信号时，发出触发信号，使驱动电路工作触发LGBT，将直流电压变成频率可调的三相交流电，驱动电机。工作原理图见图变频器工作原理图显示LEDI/O操作盘主控板驱动、保护电路故障信号检测电流传感器TATA～制动电路IGBTDC/AC模块二极管AC/DC模块交流直流交流P+LC3WVUG2G4G6G5G3G1MG7RDR2R1C2C1380V输入JD6D4D2D5D3D1-变频器的故障类型及其辨别方式变频器本身具有异常故障显示、报警和保护功能。当故障发生时，变频器将异常故障代码显示在屏幕上,或者将故障信息储存在程序的某个参数内，以便维修检查。变频器异常故障分为软故障和硬故障两大类，软故障多是因操作或参数设置不当造成的，而硬故障则是由于变频器本身器件损坏造成的，维修起来难度较大。变频器维修的关键是找出初始故障点和故障发生的关键原因，在处理故障之前，检修人员须对变频器的工作原理、结构、器件组成、功能等有一定的专业知识，否则很难找出故障的真正原因。1、变频器故障检查前注意事项处理故障前应主意查看故障前变频器的运行记录，主要包括电流、转速、绕组及轴承温度等，以便于故障的分析和检查。当出现变频器显示某类故障，但故障排除过程中却未发生相应故障的情况，此时应仔细检查故障检测元件或故障信息处理系统有无问题。故障检查或维修时，注意先切断电源，并将变频器进线柜主开关断开，且须等断电8min电容放电完毕后，方可打开柜门进行维修，切忌停机后立即检查。因变频器额定运行时，其直流母排电压可达1000v左右，且滤波所用的电解电容数量达到120个，单个容量6800µF，储存了大量的电能，停机后须待电容模块前的电压平衡电阻将其放电，电压降低后（其放电时间为8min），方可开柜进行检查。下面针对变频器的常见故障进行分析。2、常用变频器参数设置类故障常用变频器在使用中，是否能满足传动系统的要求，变频器的参数设置非常重要，如果参数设置不正确，会导致变频器不能正常工作。常用变频器参数设置，出厂时厂家对每一个参数都有一个默认值，这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下，用户能以面板操作方式正常进行，但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求。所以，用户在正确使用变频器前，设置变频器参数时从以下几个方面进行：１）确认电机参数，变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到２）变频器采取的控制方式，即速度控制、转距控制、PID控制或其它方式。选择控制方式后，一般要根据控制精度需要进行静态或动态辨识。３）设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际情况选择启动方式，可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。４）给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式，面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定，当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后，变频器基本能正常工作，如果获得更好的控制效果，则只能根据实际情况修改相关参数。３、参数设置类故障的处理一旦发生了参数设置类故障后，变频器大都不能正常运行，一般可根据说明书进行修改参数。如果以上方法还不行，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置，对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。４、变频器主要电路故障分析和处理变频器的整体结构主要由主回路、驱动电路、开关电源电路、保护检测电路、通讯接口电路、控制电路等组成。在这些电路中，中央微处理器、数字处理器、ROM、RAM、EPROM等集成电路涉及到程序问题。下面对主要电路故障分析和处理，做较详细的介绍：1）主回路主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测电路的传感部分组成。2）整流电路整流电路实际上就是一块整流块。它的作用是把三相（或单相）50Hz/380V（220V）的交流电源，通过整流模块的桥式整流变成脉动直流电。若整流模块中的一个或多个整流二极管开路损坏，导致主回路PN电压值或无电压值。整流模块的一个或多个整流二极管短路损坏，导致变频器输入电源短路，供电电源跳闸，变频器无法接上电源。3）主回路常见故障现象、原因和处理方法变频器无显示，PN之间无直流电源、高压指示灯不亮，属主回路无输出直流电压。主回路无输出直流电压的第一个原因是由限流电阻损坏开路造成，是滤波电路无脉动直流电压输入。主回路无直流电压输出的第二个原因，是蒸馏模块损坏，整流电路无脉动直流电压输出所致。这时不能简单地更换整流模块。还必须进一步查找整流模块损坏的原因。整流模块的损坏可能是：主回路有短路现象损坏整流模块；自身老化自然损坏。判断方法：首先换下整流模块，用万用表检测主回路，若主回路无短路现象，说明整流模块是自然损坏，更还新元件即可。若主回路有短路现象，又要检测出是哪一个元件引起短路的，可能是制动电路中的Rb和G均短路；滤波电容短路；逆变模块短路等。５、过压类故障变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线＝513V。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压保护动作。因此，变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。1）输入交流电源过压这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在节假日负载较轻，电压升高或降低而线路出现故障，此时最好断开电源，检查、处理。2）发电类过电压这种情况出现的概率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态，而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一故障。（1）当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设的比较小，在减速过程中，变频器输出的速度比较快，而负载靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈单元，因而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值，出现故障，而纸机中经常发生在干燥部分，处理这种故障可以增加再生制动单元，或者修改变频器参数，把变频器减速时间设的长一些。增加再生制动单元功能包括能量消耗型，并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统，这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态，产生再生能量，这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。（2）多个电动施动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态，引起故障。在纸机经常发生在榨部及网部，处理时需加负荷分配控制。可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。６、过流故障过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。７、过载故障电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是加速时间太短，直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查。变频器维修检测常用方法在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。一、静态测试1、测试整流电路找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P，黑表棒分别依到R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到P端，红表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端，重复以上步骤，都应得到相同结果。如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。2、测试逆变电路将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基本相同，反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可确定逆变模块故障二、动态测试在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。在上电前后必须注意以下几点:1、上电之前，须确认输入电压是否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器出现故障,严重时会出现炸机等情况。3、上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。4、如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载(不接电机)情况下启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况，则模块或驱动板等有故障5、在输出电压正常（无缺相、三相平衡）的情况下，带载测试。测试时，最好是满负载测试。三、故障判断1、整流模块损坏一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下，更换整流桥。在现场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网有污染的设备等。2、逆变模块损坏一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后，测驱动波形良好状态下，更换模块。在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及连接电缆。在确定无任何故障下，运行变频器。3、上电无显示一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起，如启动电阻损坏，也有可能是面板损坏。4、上电后显示过电压或欠电压一般由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检测点，更换损坏的器件。5、上电后显示过电流或接地短路一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放等。6、启动显示过电流一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。7、空载输出电压正常,带载后显示过载或过电流该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化,模块损伤引起。变频器的选型变频器选型：变频器选型时要确定以下几点：1)采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。2)变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。3)变频器与负载的匹配问题；①电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。②电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。④转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。⑤在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。⑥变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容