变频器一些参数设置应注意的问题之变频器的故障排除及变频维修
1 引言 IGBT变频调速器，自研制开发投入市场以来，以其优越的调速性能，可观的节能量已为广大的电机用户所接受，正以每年大规模的销售量走向社会，为电力、建材、石油、化工、煤矿等各行业的发展提供了优质的服务，其用户群已遍布生产的各行各业，成为广大用户所喜爱的产品。这里笔者结合自己在长期的售后服务工作中经历的一些常见故障及处理方法，提出来与广大的用户及维修工作者进行探讨，以期把该产品使用得更好，更切实的为顾客服务。 2 变频器运行中有故障代码显示的故障 在变频器的使用说明书中，有一栏具体阐述了变频器有故障代码显示的故障。
2.1 短路保护 若变频器运行当中出现短路保护，停机后显示“0”，说明是变频器内部或外部出现了短路因素。这有以下几方面的原因: (1) 负载出现短路 这种情况下如果把负载甩开，即将变频器与负载断开，空开变频器，变频器应工作正常。这时我们用兆欧表(或称摇表)测量一下电机绝缘，电机绕组将对地短路，或电机线及接线端子板绝缘变差，此时应检查电机及附属设施。 (2) 变频器内部问题 如果上述检测后负载无问题，变频器空开仍出现短路保护，这是变频器内部出现问题，应予以排除。 在逆变桥的模块当中，若IGBT的某一个结击穿，都会形成短路保护，严重的可使桥臂击穿，甚至于送不上电，前面的断路器将跳闸。这种情况一般只允许再送一次电，以免故障扩大，造成更大的损失，应联系厂家进行维修。 (3) 变频器内部干扰或检测电路有问题 有些机子内部干扰也易造成此类问题，此时变频器并无太大的问题，只是不间断的、无规律的出现短路保护，即所谓的误保护，这就是干扰造成的。 变频器的短路保护一般是从主回路的正负母线上分流取样，用电流传感器经主控板的检测传至主控芯片进行保护的，因此这些环节上任何一处出现问题，都可能造成故障停机。 对于干扰问题，现低压大功率的及中高压变频器都加了光电隔离，但也有出现干扰的，主要是电流传感器的控制线走线不合理，可将该线单独走线，远离电源线、强电压、大电流线及其他电磁辐射较强的线，或采用屏蔽线，以增强抗干扰能力，避免出现误保护。 对于检测电路出现的问题，一般是电流传感器、取样电阻或检测的门电路问题。电流传感器应用示波器检测。 若波形不好或出现杂乱波形甚至于无波形，即说明电流传感器有问题，可更换一只新的。对取样电阻问题，有的机子使用时间长了，其阻值会变大，甚至于断路，用万用表可检测出来，应予以更换成原来的阻值的或少小一些的电阻。 对于检测的门电路，应检查在静态时的工作点，若状态不对应更换之。 (4) 参数设置问题对于提升机类或其他(如拉丝机、潜油电泵等)重负荷负载，需要设置低频补偿。若低频补偿设置不合理，也容易出现短路保护。一般以低频下能启动负载为宜，且越小越好，若太高了，不但会引起短路保护，还会使启动后整个运行过程电流过大，引起相关的故障，如IGBT栅极烧断，变频器温升高等。因此应逐渐加补偿，使负荷刚能正常启动为最佳。如图3所示，V1为启动电压，V0为额定输出电压。 (5) 在多单元并联的变频器中，若某一单元出现问题。势必使其他单元承担的电流大，造成单元间的电流不平衡，而出现过流或短路保护。因此对于多单元并联的变频器，应首先测其均流情况，发现异常应查找原因，排除故障。各单元的均流系数应不大于5%。 2.2 过流保护 变频器出现过流保护，代码显示“1”，一般是由于负载过大引起，即负载电流超过额定电流的1.5倍即故障停机而保护。这一般对变频器危害不大，但长期的过负荷容易引起变频器内部温升高，元器件老化或其他相应的故障。
这种保护也有因变频器内部故障引起的，若负载正常，变频器仍出现过流保护，一般是检测电路所引起，类似于短路故障的排除，如电流传感器、取样电阻或检测电路等。该处传感器波形如图4所示，其包络类似于正弦波，若波形不对或无波形，即为传感器损坏，应更换之。
过流保护用的检测电路是模拟运放电路。 在静态下，测A点的工作电压应为2.4V，若电压不对即为该电路有问题，应查找原因予以排除。R4为取样电阻，若有问题也应更换之。过流保护的另一个原因就是缺相。当变频器输入缺相时，势必引起母线电压降低，负载电流加大，引起保护。而当变频器输出端缺相时，势必使电机的另外两相电流加大而引起过流保护。所以对输入及输出都应进行检查，排除故障。 2.3 过、欠压保护 变频器出现过、欠压保护，大多是由于电网的波动引起的，在变频器的供电回路中，若存在大负荷电机的直接启动或停车，引起电网瞬间的大范围波动即会引起变频器过、欠压保护，而不能正常工作。这种情况一般不会持续太久，电网波动过后即可正常运行。这种情况的改善只有增大供电变压器容量，改善电网质量才能避免。 当电网工作正常时，即在允许波动范围(380V±20%)内时，若变频器仍出现这种保护，这就是变频器内部的检测电路出现故障了。
当W1调节不当时，即会使过、欠压保护范围变窄，出现误保护。此时可适当调节电位器，一般在网电380V时，使变频器面板显示值(运行中按住“〈”键〉与实际值相符即可。当检测回路损坏时，如图中的整流桥、滤波电容或R1、W1及R2中任一器件出现问题，也会使该电路工作不正常而失控。如有的机子R1损坏造成开路，使该电路P点得不到电压，芯片即认为该处检测不对而出现欠压保护。P点的工作点范围为1.９~2.１V，即对应其电压波动范围。
对于提升机变频器，因回馈电网污染，增加了隔离电路，有时调节不当也会出现误保护，此时应根据电网的波动仔细调节。因提升机负载在运行中电网是波动的，在提升重物时，电压下降(有的可降20V)，在下放时回馈电网电压升高，可根据这种变化进行调节，一般是增大W3，减小W2，直至在稳态下适合为止。 2.4 温升过高保护 变频器的温升过高保护(面板显示“5”)，一般是由于变频器工作环境温度太高引起的，此时应改善工作环境，增大周围的空气流动，使其在规定的温度范围内工作。 再一个原因就是变频器本身散热风道通风不畅造成的，有的工作环境恶劣，灰尘、粉尘太多，造成散热风道堵塞而使风机抽不进冷风，因此用户应对变频器内部经常进行清理(一般每周一次)。也有的因风机质量差运转过程中损坏，此时应更换风机。 还有一种情况就是在大功率的变频器(尤其是多单元或中高压变频器)中，因温度传感器走线太长，靠近主电路或电磁感应较强的地方，造成干扰，此时应采取抗干扰措施。如采用继电器隔离，或加滤波电容等。 2.5 电磁干扰太强 这种情况变频器停机后不显示故障代码，只有小数点亮。这是一种比较难处理的故障。包括停机后显示错误，如乱显示，或运行中突然死机，频率显示正常而无输出，都是因变频器内外电磁干扰太强造成的。 这种故障的排除除了外界因素，将变频器远离强辐射的干扰源外，主要是应增强其自身的抗干扰能力。特别对于主控板，除了采取必要的屏蔽措施外，采取对外界隔离的方式尤为重要。首先应尽量使主控板与外界的接口采用隔离措施。我们在高中压及低压大功率变频器及提升机变频器中采用了光纤传输隔离，在外界取样电路(包括短路保护、过流保护、温升保护及过、欠压保护)中采用了光电隔离，在提升机与外界接口电路中采用了PLC隔离，这些措施都有效避免了外界的电磁干扰，在实践应用中都得到了较好的效果。再一点就是对变频器的控制电路(主控板、分信号板及显示板)中应用的数字电路，如74HC14、74HC00、74HC373及芯片89C51、87C196等，应特别强调每个集成块都应加退耦电容。 每个集成块的电源脚对控制地都应加10μF/50V的电解电容并接103(0.01μF)的瓷片电容，以减小电源走线的干扰。对于芯片，电源与控制地之间应加电解电容10μF /50V并接105(1μF)的独石电容，效果会更好些。笔者曾对一些干扰严重的机型进行过以上处理，效果较好。对这类故障应逐渐积累经验，不断寻求解决途径。有些机子使用时间太久，线路板上的滤波电容容量不够造成滤波效果差，造成变频器死机或失控，这种情况不太好处理，可更换一块新线路板，一般可解决问题。 3 变频器的其他故障 除以上有变频器故障代码显示的故障外，变频器还有一些非显示的故障，现分析如下，供大家参考。 3.1 主回路跳闸 这种故障表现为变频器运行过程中有大的响声(俗称“放炮”)，或开机时送不上电，变频器控制用的断路器或空气开关跳闸。这种情况一般是由于主电路(包括整流模块、电解电容或逆变桥)直接击穿短路所致，在击穿的瞬间强烈的大电流造成模块炸裂而产生巨大响声。关于模块的损坏原因，是多方面的，不好一概而论。现仅就笔者所遇到的几类情况加以列举。 (1) 整流模块的损坏大多是由于电网的污染造成的。因变频器控制电路中使用可控整流器(如可控硅电焊机、机车充电瓶等都是可控整流器)，使电网的波形不再是规则的正弦波，使整流模块受电网的污染而损坏，这需要增强变频器输入端的电源吸收能力。在变频器内部一般也设计了该电路。但随着电网污染程度的加深，该电路也应不断改进，以增强吸收电网尖峰电压的能力。 (2) 电解电容及IGBT的损坏主要是由于不均压造成的，这包括动态均压及静态均压。在使用日久的变频器中，由于某些电容的容量减少而导致整个电容组的不均压，分担电压高的电容肯定要炸裂。IGBT的损坏主要是由于母线尖蜂电压过高而缓冲电路吸收不力造成的。在IGBT导通与关断过程中，存在着极高的电流变化率，即di/dt，而加在IGBT上的电压即为: U=L×di/dt 其中L即为母线电感，当母线设计不合理，造成母线电感过高时，即会使模块承担的电压过高而击穿，击穿的瞬间大电流造成模块炸裂，所以减小母线电感是作好变频器的关键。我们改进电路采用的宽铜排结构效果较好。国外采用的多层母线结构值得借鉴。 (3) 参数设置不合理。尤其在大惯量负载下，如离心风机、离心搅拌机等，因变频器频率下降时间过短，造成停机过程电机发电而使母线电压升高，超过模块所能承受的界限而炸裂。这种情况应尽量使下降时间放长，一般不低于300s，或在主电路中增加泄放回路，采用耗能电阻来释放掉该能量。 R即为耗能电阻。在母线电压过高时，使A管导通，使母线电压下降，正常后关断。使母线电压趋于稳定，保证主器件的安全。 (4) 当然模块炸裂的原因还有很多。如主控芯片出现紊乱，信号干扰造成上下桥臂直通等都容易造成模块炸裂，吸收电路不好也是其直接原因，应分别情况区别对待，以期把变频器作的更好。 3.2 延时电阻烧坏 这主要是由于延时控制电路出问题造成的。 (1) 在变频器延时电路中，大多是用的晶闸管(可控硅)电路，当其不导通或性能不良时，就可造成延时电阻烧坏。这主要是开机瞬间造成的。 (2) 在变频器运行过程当中，当控制电路出现问题，有的是由于主电路模块击穿，造成控制电路电压下降，使延时可控硅控制电路工作异常，可控硅截止使延时电阻烧坏。也有的是控制变压器供电回路出现问题，使主控板失去电压瞬间造成晶闸管工作异常而使延时电阻烧坏。 3.3 只有频率而无输出 这种故障一般是IGBT的驱动电路受开关电源控制的电路中，当开关电源或其驱动的功率激励电路出现故障时，即会出现这种问题。 在风光变频器中，开关电源一般是选30～35V, ±15V或±12V，功率激励的输出为一方波，其幅度为±35V，频率在7kHz左右。检测这几个电压值，用示波器测量功率激励的输出即可加以判别，如图12所示。但更换这部分器件后，应加以调整，使驱动板上的电压符合规定值(+15V、-10V)为宜。 3.4 送电后面板无显示 这主要是提升机类变频器常出现的故障，因此类变频器主控板用的电源为开关电源，当其损坏时即会使主控板不正常而无显示。这种电源大多是其内部的熔断器损坏造成的。因在送电的瞬间开关电源受冲击较大，造成保险丝瞬间熔断，可更换一个合适的熔断器即可解决问题。有的是其内的压敏电阻损坏，可更换一支新的开关电源。 3.5 频率不上升 即开机后变频器只在“2.00”Hz上运行而不上升，这主要是由于外控电压不正常所致。变频器的外控电压是通过主控板的16脚端子引入的，若外控电压不正常，或16脚的内部运放出了问题，即会引起该故障， 这时请检查调节频率用的电位W2(3.9K)，测量一下16脚有无0～5V的电压，进而检测运放电路C点工作是否正常。若16脚电压正常，而C点无输出，一般是运放的工作电压不正常所致，应检查其供电电压是否正常或运放是否损坏等。 4 结束语 变频器所出现的故障很多，正像维修其他电器一样，有很多是意想不到的问题，需要我们认真分析，弄清工作原理，逐步的把其电路学深学透，才能把握其本质，快速而准确的处理问题，从而更快、更好的服务于用户。 本文只是在作者维修经验的基础上，对变频器的一些常见故障进行了分析探讨，在工作中还需要不断的分析、总结，积累一些常见的维修技巧，为用户排忧解难。也使我们的产品在应用过程中不断改进、升华，使其做的更好，更全面、更完善地服务于广大的用户，尽量少出问题、不出问题，出了问题能及时解决，这正是我们的期望所在。 1 引言
随着变频器在工业生产中日益广泛的应用，了解变频器的结构，主要器件的电气特性和一些常用参数的作用，及其常见故障越来越显示出其重要性。 2 变频器控制电路 给异步电动机供电 (电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路，称为控制电路，如图1所示。控制电路由以下电路组成：频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路。 在图 1点划线内，无速度检测电路为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。 1)运算电路将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。 2)电压、电流检测电路 与主回路电位隔离检测电压、电流等。 3)驱动电路 为驱动主电路器件的电路，它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。 4)I/0输入输出电路 为了变频器更好人机交互，变频器具有多种输入信号的输入 (比如运行、多段速度运行等)信号，还有各种内部参数的输出“比如电流、频率、保护动作驱动等)信号。 5)速度检测电路 以装在异步电动轴机上的速度检测器 (TG、PLG等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。 6)保护电路 检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。 逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下 (1)逆变器保护 ①瞬时过电流保护由于逆变电流负载侧短路等，流过逆变器器件的电流达到异常值 (超过容许值)时，瞬时停止逆变器运转，切断电流。变流器的输出电流达到异常值，也同样停止逆变器运转。 此主题相关图片如下： 图 1 ②过载保护 逆变器输出电流超过额定值，且持续流通达规定的时间以上，为了防止逆变器器件、电线等损坏要停止运转。恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或者电子热保护 (使用电子电路)。过载是由于负载的GD2(惯性)过大或因负载过大使电动机堵转而产生。 ③再生过电压保护 采用逆变器是电动机快速减速时，由于再生功率直流电路电压将升高，有时超过容许值。可以采取停止逆变器运转或停止快速减速的方法，防止过电压。 ④瞬时停电保护 对于数毫秒以内的瞬时停电，控制电路工作正常。但瞬时停电如果达数 10ms以上时，通常不仅控制电路误动作，主电路也不能供电，所以检出后使逆变器停止运转。 ⑤接地过电流保护 逆变器负载接地时，为了保护逆变器有时要有接地过电流保护功能。但为了确保人身安全，需要装设漏电断路器。 ⑥冷却风机异常 有冷却风机的装置，当风机异常时装置内温度将上升，因此采用风机热继电器或器件散热片温度传感器，检出异常后停止逆变器。在温度上升很小对运转无妨碍的场合，可以省略。 ](2)异步电机的保护
①过载保护 过载检出装置与逆变器保护共用，但考虑低速运转的过热时，在异步电动机内埋入温度检出器，或者利用装在逆变器内的电子热保护来检出过热。动作频繁时，可以考虑减轻电动机负载、增加电动机及逆变器容量等。 ②超额 (超速)保护 逆变器的输出频率或者异步电动机的速度超过规定值时，停止逆变器运转。 其它保护 ①防止失速过电流 急加速时，如果异步电动跟踪迟缓，则过电流保护电路动作，运转就不能继续进行 (失速)。所以，在负载电流减小之前要进行控制，抑制频率上升或使频率下降。对于恒速运转中的过电流，有时也进行同样的控制。 ②防止失速再生过电压 减速时产生的再生能量使主电路直流电压上升，为了防止再生过电压电路保护动作，在直流电压下降之前要进行控制，抑制频率下降，防止不能运转 (失速)。 3 变频器控制回路的抗干扰措施 由于主回路的非线性 (进行开关动作)，变频器本身就是谐波干扰源，而其周边控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其它装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常的工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。 1)变频器的基本控制回路 同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种： ① 4～20mA电流信号回路(模拟)；1～5V/0～5V电压信号回路(模拟)。 ②开关信号回路，变频器的开停指令、正反转指令等 (数字)。 外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵变频器。 2)干扰的基本类型及抗干扰措施。 ①静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生的电势。 措施：加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径 40倍以上时，干扰程度就不大明显。 在两电缆间设置屏蔽导体，再将屏蔽导体接地。 ②静电感应干扰：指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通大小，控制电缆形成的闭环面积和干扰源电缆与控制电缆间的相对角度。 措施：一般将控制电缆与主回路电缆或其它动力电缆分离铺设，分离距离通常在 30cm以上(最低为10cm)，分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合，绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。 ③电波干扰：指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。 措施：同 1和2所述。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用的铁箱要接地。 ④接触不良干扰：指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良，电阻发生变化在电缆中产生的干扰。 措施：对继电器触点接触不良，采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆连接点应定期做拧紧加固处理。 ⑤电源线传导干扰：指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其它设备在电源系统直接产生电势。 措施：变频器的控制电源由另外系统供电，在控制电源的输入侧装设线路滤波器；装设绝缘变压器，且屏蔽接地。 ⑥接地干扰：指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发的各种意想不到的干扰，比如设置两个以上接地点，接地处会产生电位差，产生干扰。 措施：速度给定的控制电缆取 1点接地，接地线不作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不与其它接地端子共用，并尽量减少接地端子引接点的电阻，一般不大于100d。 其它注意事项
①装有变频器的控制柜，应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设备。 ②弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器和接触器。 ③控制电缆建议采用 1.25mm×2或2mm×2屏蔽绞合绝缘电缆。 ④屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时，屏蔽端子要互相连接。 4 变频器常见故障分析 1)变频器充电起动电路故障 通用变频器一般为电压型变频器，采用交—直—交工作方式，即是输入为交流电源，交流电压三相整流桥整流后变为直流电压，然后直流电压经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。当变频器刚上电时，由于直流侧的平波电容容量非常大，充电电流很大，通常采用一个起动电阻来限制充电电流，常见的变频起动两种电路，如图 1所示。充电完成后，控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路，起动电路故障一般表现为起动电阻烧坏，变频器报警显示为直流母线电压故障，一般设计者在设计变频器的起动电路时，为了减少变频器的体积选择起动电阻，都选择小一些，电阻值在10～50Ω，功率为10～50W。 当变频器的交流输入电源频繁通时，或者旁路接触器的触点接触不良时，以及旁路晶闸管的导通阻值变大时，都会导致起动电阻烧坏。如遇此情况，可购买同规格的电阻换之，同时必须找出引出电阻烧坏的原因。如果故障是由输入侧电源频率开合引起的，必须消除这种现象才能将变频器投入使用；如果故障是由旁路继电器触点或旁路晶闸管引起，则必须更换这些器件。
2)变频器无故障显示，但不能高速运行 我厂一台变频器状态正常，但调不到高速运行，经检查，变频器并无故障，参数设置正确，调速输入信号正常，上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有 450V左右，正常值为580～600V，再测输入侧，发现缺了一相，故障原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的，为什么变频器输入缺相不报警仍能在低频段工作呢?实际上变频器缺一相输入时，是可以工作的，多数变频器的母线电压下限为400V，即是当直流母线电压降至400V以下时，变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时，直流母线电压为380*1.2＝452V>400V。当变频器不运行时，由于平波电容的作用，直流电压也可达到正常值，新型的变频器都是采用PWM控制技术，调压调频的工作在逆变桥完成，所以在低频段输入缺相仍可以正常工作，但因为输入电压低输出电压低，造成异步电机转矩低，频率上不去。 3)变频器显示过流 出现这种故障显示时，首先检查加速时间参数是否太短，力矩提升参数是否太大，然后检查负载是否太重。如果无这些现象，可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点，复位后运行，看是否出现过流现象，如果出现的话，很可能是 1PM模块出现故障，因为1PM模块内含有过压过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能，而这些故障信号都是经模块控制引脚的输出Fn引脚传送到微控器的，微控器接收到故障信息后，一方面封锁脉冲输出，另一方面将故障信息显示在面板上，一般更换1PM模块。 4)变频器显示过压故障 变频器出现过压故障，一般是雷雨天气，由于雷电串入变频器的电源中，使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸，在这种情况下，通常只须断开变频器电源 1min左右，再合上电源，即可复位；另一种情况是变频器驱动大惯性负载，就出现过压现象，因为这种情况下，变频器的减速停止属于再生制动，在停止过程中，变频器的输出频率按线性下降，而负载电机的频率高于变频器的输出频率，负载电机处于发电状态，机械能转化为电能，并被变频器直流侧的平波电容吸收，当这种能量足够大时，就会产生所谓的“泵升现象”，变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大电压而跳闸，对于这种故障，一是将减速时间参数设置长些或增大制动电阻或增加制动单元；二是将变频器的停止方式设置为自由停车。 5)电机发热，变频器显示过载 对于已经投入运行的变频器如果出现这种故障，就必须检查负载的状况；对于新安装的变频器如果出现这种故障，很可能是 V/F曲线设置不当或电机参数设置有问题，如一台新装变频器，其驱动的是一台变频电机，电机额定参数为220V/50Hz，而变频器出厂时设置为380V/50Hz，由于安装人员没有正确设定变频器的V/F参数，导致电机运行一段时间后转子出现磁饱和，致使电机转速降低，发热而过载。所以在新变频器使用以前，必须设置好该参数，另外使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时，没有正确的设置负载电机的额定电压、电流、容量等参数，也会导致电机热过载，还有一种情形是设置的变频器载波率过高时，也会导致电机发热过载，最后一种情形是电气设计者设计变频器常常在低频段工作，而没有考虑到在低频段工作的电机散热变差的问题，致使电机工作一段时间后发热过载，对于这种，需加装散热装置。 5 结束语 采用变频器作为异步电动机驱动器，尽管采用先进工艺和器件制造出来的新的可靠性非常高，但是如果使用不当或偶然事件也会发生造成变频器的损坏。要想在生产过程中，使用好变频器，熟悉变频器的结构原理，了解常见故障，对技术人员尤为重要。 变频器过流与过载的原因分析
变频器的过电流跳闸又分短路故障、运行过程中跳闸和升、降速过程中跳闸等情况。 1.1 短路故障 （ 1 ）故障特点 a ）第一次跳闸有可能在运行过程中发生，但如复位后再起动，则往往一升速就跳闸。 b ）具有很大的冲击电流，但大多数变频器已经能够进行保护跳闸，而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速，难以观察其电流的大小。 （ 2 ）判断与处理 第一步，首选要判断是否短路。为了便于判断，在复位后再起动前，可在输入侧接入一个电压表，重新启动时，电位器从零开始缓慢旋动，同时，注意观察电压表。如果变频器的输出频率刚上升就立即跳闸，且电压表的指针有瞬间回“ 0 ”的迹象，则说明变频器的输出端已经短路或接地。 第二步，要判断是在变频器内部短路，还是在外部短路。这时，应将变频器输出端的接线脱开，再旋动电位器，使频率上升，如仍跳闸，说明变频器内部短路；如不再跳闸，则说明是变频器外部短路，应检查从变频器到电动机之间的线路，以及电动机本身。 1.2 轻载过电流 负载很轻，却又过电流跳闸，这是变频调速所特有的现象。在 V/F 控制模式下，存在着一个十分突出的问题：就是在运行过程中，电动机磁路系统的不稳定。其基本原因在于： 低频运行时，为了能带动较重的负载，常常需要进行转矩补偿（即提高 U/f 比，也叫转矩提升）。导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。这种由电动机磁路饱和引起的过电流跳闸，主要发生在低频、轻载的情况下。解决方法：反复调整 U/f 比。 1.3 重载过电流 （ 1 ）故障现象 有些生产机械在运行过程中负荷突然加重，甚至“卡住”，电动机的转速因带不动而大幅下降，电流急剧增加，过载保护来不及动作，导致过电流跳闸。 （ 2 ）解决方法 a ）首先了解机械本身是否有故障，如果有故障，则修理机器。 b ）如果这种过载属于生产过程中经常可能出现的现象，则首先考虑能否加大电动机和负载之间的传动比？适当加大传动比，可减轻电动机轴上的阻转矩，避免出现带不动的情况。如无法加大传动比，则只有考虑增大电动机和变频器的容量了。 1.4 升速或降速中过电流
这是由于升速或降速过快引起的，可采取的措施有如下： （ 1 ）延长升（降）速时间 首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间，如允许，则可延长升（降）速时间。 （ 2 ）准确预置升（降）速自处理（防失速）功能 变频器对于升、降速过程中的过电流，设置了自处理（防失速）功能。当升（降）电流超过预置的上限电流时，将暂停升（降）速，待电流降至设定值以下时，再继续升（降）速。 2 过载跳闸及原因分析 电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称为过载。 过载的基本反映是：电流虽然超过了额定值，但超过的幅度不大，一般也不形成较大的冲击电流。 2.1 过载的主要原因 （ 1 ）机械负荷过重，负荷过重的主要特征是电动机发热，并可从显示屏上读取运行电流来发现。 （ 2 ）三相电压不平衡，引起某相的运行电流过大，导致过载跳闸，其特点是电动机发热不均衡，从显示屏上读取运行电流时不一定能发现（因显示屏只显示一相电流）。 （ 3 ）误动作，变频器内部的电流检测部分发生故障，检测出的电流信号偏大，导致跳闸。 2.2 检查方法 （ 1 ）检查电动机是否发热，如果电动机的温升不高，则首先应检查变频器的电子热保护功能预置得是否合理，如变频器尚有余量，则应放宽电子热保护功能的预置值。 如果电动机的温升过高，而所出现的过载又属于正常过载，则说明是电动机的负荷过重。这时，首先应能否适当加大传动比，以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大，则加大传动比。如果传动比无法加大，则应加大电动机的容量。 （ 2 ）检查电动机侧三相电压是否平衡，如果电动机侧的三相电压不平衡，则应再检查变频器输出端的三相电压是否平衡，如也不平衡，则问题在变频器内部。 如变频器输出端的电压平衡，则问题在从变频器到电动机之间的线路上，应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧，如果在变频器和电动机之间有接触器或其他电器，则还应检查有关电器的接线端是否都已拧紧，以及触点的接触状况是否良好等。 如果电动机侧三相电压平衡，则应了解跳闸时的工作频率： 如工作频率较低，又未用矢量控制（或无矢量控制），则首先降低 U/f 比，如果降低后仍能带动负载，则说明原来预置的 U/f 比过高，励磁电流的峰值偏大，可通过降低 U/f 比来减小电流；如果降低后带不动负载了，则应考虑加大变频器的容量；如果变频器具有矢量控制功能，则应采用矢量控制方式。 F、 灰尘与潮湿是变频器最致命的杀手。特别是当停机几天后，粘在电路板上的尘埃返潮，这时送电后变 频器电路板就最容易打火而损坏，最好能将变频器安装在空调房里，或装在有虑尘网的电柜里。要定时 清扫电路板及散热器上的尘埃；停机一段时间的变频器在通电前最好用电吹风吹一下电路板。 G、 某些品牌变频器当散热风扇坏了后，它都不会发出过热保护，直到变频器损坏，所以当风扇有响声就应 该更换。 H、 有的工厂供电是发电机发电，电压不稳定，变频器经常损坏，发电机加装稳压或过压保护装置后效果好 J、 防雷也很重要。虽然很少发生，但当变频器被雷光顾，将损坏惨重。恒压供水的变频器最容易被雷击， 因为它有一条伸向天空的引雷水管。 K、 变频器的干扰也令人头痛，它会使其它电子设备无法正常使用，这时变频器输入、输出、控制线最好用 屏蔽线，屏蔽层接线方法不能错。否则作用相反，有可能的再用铁管套住，加装滤波器，调低载波频 率。如果变频器的开关电源的开关管是场效应管（如K系列）则其干扰会大些。
L、 当变频器坏了以后，最好不要交给没有维修经验的人修理，否则可能越修越坏。有时快熔断了，一定要 检查模块是否有问题，有的电工没有经验，马上装上一个好的快熔（绝对不能用铜线代替），结果是变 频器烧毁，按我们的经验，如果快熔断则模块大多有问题，但模块坏快熔不一定断。很多变频器功率模 块、整流模块是可互相替换的，如果一定要买原型号的，有可能买一到或价格高。 M、 我们在维修变频器过程中，经常碰到有些工厂自己维修后又炸掉的变频器，而且损坏比原来更严重，更 难维修。经检查，原来他们用的维修过的模块。维修过的模块用仪表很难检测出来，各参数完全正，但 由于其内部接线粗糙，晶体管的密封硅脂打开后没法封好。这样的模块有的能用几个月，有的一开机就 炸毁。维修过的模块由于是打开后回又装回，所以仔细辨认还是可看出，其用502胶水粘住铜片，摸上 去比较硬。而且原装模块的胶比较光滑、柔软。维修过的模块由于要清掉里面的硅脂，使模块变成空 心，这时敲打其铜片发出的声音是不同的，也可把损坏的模块拆开，看看接线是否粗糙。有的假模块是 另贴标签的，从这个型号变成另一个型号，把电流小的贴成电流大的，甚至把耐压低的贴成耐压高的。 现在标签印刷技术越来越仿真，但只要与原装的模块仔细对比一下还是可看出的。
变频器的维护与维修 一、前言： 我厂为化工大型一类企业，现场机泵种类繁多，工艺流程不尽相同。很多地方需要调整电力拖动设备的转速，来满足工艺设备的要求。变频调速技术正是应电动机的无级调速而诞生的，它所具有的优良调速性能，安全可靠的工作特性，被越来越多的人们认识。我厂从90年代初开始使用，到现在也逐步得到了推广。由于变频器的科技含量高，是强电和弱电结合的产品，也给我们的维护与维修带来了新的课题。现将我们近年来在变频器的维护与维修实践中所取得的一点经验和体会作如下总结。 二、变频器在安装和使用中应注意的事项 1、 物理环境 1)工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为-10～50℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装，并在变频器的周围留有适当的空隙，以利散热。
2)环境温度和湿度。周围湿度不大于90%，不凝露。温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和通风设备。 3)腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能，在这种情况下，应把控制箱制成封闭式结构，并进行换气。 4)振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触不良。这时应提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源，设备运行一段时间后，应对其进行检查和维护。 2、 电气环境 1)防止电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。 2)防止输入端过电压。变频器电源输入端往往有过电压保护，但是，如果输入端高电压作用时间长，会使变频器输入端损坏。因此，在实际运用中，要核实变频器的输入电压、单相还是三相和变频器使用额定电压。 3、 接地 变频器正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段，变频器接地端子E(G)接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于2mm2，长度应控制在20m以内。变频器的接地必须与动力设备接地点分开，不能共地。信号输入线的屏蔽层，应接至E(G)上，其另一端绝不能接于地端，否则会引起信号变化波动，使系统振荡不止。变频器与控制柜之间应电气连通，如果实际安装有困难，可利用铜芯导线跨接。 4、 防雷在变频器中，一般都设有雷电吸收网络，主要防止瞬间的雷电侵入，使变频器损坏 。但在实际工作中，特别是电源线架空引入的情况下，单靠变频器的吸收网络是不能满足要求的。在雷电活跃地区，这一问题尤为重要，如果电源是架空进线，在进线处装设变频专用避雷器(选件)，或有按规范要求在离变频器20m的远处预埋钢管做专用接地保护。如果电源是电缆引入，则应做好控制室的防雷系统，以防雷电窜入破坏设备。实践表明，这一方法基本上能够有效解决雷击问题。 三、变频器的日常维护与检查 1）电机运转是否象设定的那样运行。 2）安装环境是否有明显的变化和异常。 3）冷却系统是否运行良好，并定期对变频器进行吹灰除尘。 4）由于温度的变化，震动等等的影响，螺栓，螺丝等紧固件发生松动，应经常检查，并将其拧紧。 5）导体，绝缘体是否发生腐蚀、损坏。 6）测定绝缘电阻。 在进行外部回路的兆欧表测试时，应将变频器的全部端子拆下，使测试电压不会加在变频器上，在控制回路中不要用兆欧表测试。（一般使用DC500V兆欧表） 7）在运行中用万用表检查变频器的输入电压是否正常。 四、 变频器一些参数设置应注意的问题 变频器的参数在出厂时以调整好，但根据现场机械设备不同的情况对有些参数应做相应的修改。 1）加减速时间 设定加减速时间的主要考虑因素是拖动系统的惯性。惯性越大，设定的加减速时间就应越长。但不是越长越好，应在加减速时，电流不超过允许值的前提下，时间越短越好。 2）转矩补偿 一般应根据负载情况进行设定。设定的原则是，以最低工作频率时能带动负载为前提，尽量减小补偿程度。 3）始动频率 始动频率不宜很高，否则将会使启动电流增大。如果电动机在启动时比较困难，应适当增高启动频率， 设定启动频率的原则是，在启动电流不超过允许值的前提下，以拖动系统能够顺利启动为宜。 4）最高频率 根据工作需要设定，当频率超过50HZ 时，应考虑机械的承受能力。 5）载波频率 载波频率越高，电流波形的平滑性越好。电动机铁心振动发出的噪声就越小。但另一方面，对其它控制设备干扰就越强。所以，在其他控制设备因受到干扰不能正常工作的时候，必须适当的减小载波频率。另外，变频器与电动机之间的连接电缆越长，线间的分布电容就越大，载波频率越高，此时的漏电流就越大。当电缆的长度超过50米时，载波频率应设为最低。 6）回避频率 生产机械在运转时总是会有震动的，其震动频率和转速有关。无级调速时，有可能出现在某一转速或几个转速下，机械的震动频率和它的固有震荡频率相一致而发生震荡的情形。这时，震动变的十分强烈，使机械不能正常工作，甚至损坏。为了避免机械谐振的发生，必须把此时与转速对应的工作频率回避掉。 7）变频器内部电子热继电器保护 电子热继电器的保护整定值一般为电动机额定电流的（0、95--1、05）倍。 五、变频器常见故障原因分析 过电流跳闸的原因分析 （1）重新起动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的表现。 主要原因有： 1）负载侧短路或接地。 2）工作机械卡住。 3）逆变功率模块损坏。 4）电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来 5）短接充电限流电阻的接触器接点粘死。 （2）重新起动时并不立即跳闸，而是在运行过程中跳闸 可能的原因有： 1）升速时间设定太短。 2）降速时间设定太短。 3）转矩补偿设定较大，引起低速时空载电流过大。 4）电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起误动作。 5）变频器至电机间的连接电缆过长，载波频率设置太高。电压跳闸的原因分析 （1）过电压跳闸，主要原因有： 1）电源电压过高 2）降速时间设定太短 3）降速过程中，再生制动的放电单元工作不理想 a.来不及放电，应增加外接制动电阻和制动单元 b.放电支路发生故障,实际并不放电 (2) 欠电压跳闸,可能的原因有: 1) 电源电压过低 2) 电源断相 3) 整流桥故障 4）充电电阻开路 电动机不转的原因分析 (1)功能预置不当 1)上限频率与最高频率或基本频率和最高频率设定矛盾。最高频率的预置值必须大于上限频率和基本频率的预置值。 2)使用外接给定时,未对"键盘给定/外接给定"的选择进行预置 3)其他的不合理预置 (2)在使用外接给定时,无"起动"信号或外接给定电位器断路。 (3)变频器内部电路故障
六、总结 变频器虽然是高科技的产物，但只要我们平时注意维护和检查，就会收到事半功倍的效果。况且，变频器故障大多数都是在主回路、外部控制电路以及参数的设置上，维修起来并不十分复杂。 过电流跳闸的原因分析（1）重新起动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的表现。 主要原因有： 1）负载侧短路 2）工作机械卡住 3）逆变管损坏 4）电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来 （2）重新起动时并不立即跳闸，而是在运行过程中跳闸 可能的原因有： 1）升速时间设定太短 2）降速时间设定太短 3）转矩补偿设定较大，引起低速时空载电流过大 4）电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起误动作 电压跳闸的原因分析 （1）过电压跳闸，主要原因有： 1）电源电压过高 2）降速时间设定太短 3）降速过程中，再生制动的放电单元工作不理想 a.来不及放电，应增加外接制动电阻和制动单元 b.放电支路发生故障,实际并不放电 (2) 欠电压跳闸,可能的原因有: 1) 电源电压过低 2) 电源断相 3) 整流桥故障 电动机不转的原因分析 (1)功能预置不当 1)上限频率与最高频率或基本频率和最高频率设定矛盾 2)使用外接给定时,未对"键盘给定/外接给定"的选择进行预置 3)其他的不合理预置 (2)在使用外接给定时,无"起动"信号 (3)其它原因 1)机械有卡住现象 2)电动机的起动转矩不够 3)变频器的电路故障谢谢了!我这台变频器是用于供水的,是潜水泵,一出地面就安装了远传压力表,然后是止回阀,然后与管网相连,由于突然断电后,止回阀关闭,致使止回阀与潜水泵之间的水在重力的影响下产生负压,来电后变频器不工作,这时则需要卸下压力表使空气进去,这时则变频器自动恢复工作, 变频器参数设置,变频器故障排除,变频维修,变频咨询热线：021-25955536 1352447l288
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