變頻器維修常見(jiàn)故障原因分析及處理維修實(shí)例

1、引言

       在現代工業(yè)中，交流傳動(dòng)以其*于直流傳動(dòng)的特點(diǎn)，在很多場(chǎng)合中都被作為 選的傳動(dòng)方案，采用變頻器控制的電動(dòng)機系統，有著(zhù)節能效gu顯著(zhù)、調節控制方便、維護簡(jiǎn)單、可網(wǎng)絡(luò )化集中、遠程控制、可與plc組成自動(dòng)控制系統等優(yōu)點(diǎn)。變頻器的這些特點(diǎn)使其在電力電子系統、工業(yè)自動(dòng)控制等領(lǐng)域的應用日益廣泛。市場(chǎng)上不同型號規格變頻器的安裝、接線(xiàn)、調試各有特點(diǎn)，但主要方法及注意事項基本一致。但使用變頻器時(shí)，一旦發(fā)生故障，工礦企業(yè)的普通運行人員就很難處理。變頻器故障的產(chǎn)生可能是產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題、運行環(huán)境問(wèn)題、應用方式問(wèn)題，也可能是變頻器的參數設置問(wèn)題。本文闡述了變頻器常見(jiàn)的故障，對故障產(chǎn)生的原因及處理方法作了分析。

 2、參數設置類(lèi)故障原因分析及處理

        變頻器使用中，是否能滿(mǎn)足傳動(dòng)系統的控制要求，變頻器的參數設置非常重要，如參數設置不正確，輕者控制效果不好，重者變頻器不能正常運行。對于一臺新購置的變頻器，一般在出廠(chǎng)時(shí)，廠(chǎng)家對每一個(gè)參數都設有一個(gè)默認值，在這些參數值的情況下，變頻器是能以面板操作方式正常運行的，但 此，并不能滿(mǎn)足絕大多數傳動(dòng)系統的要求。如要獲得更好的控制效果，用戶(hù)必須根據傳動(dòng)系統的實(shí)際情況，參考其使用說(shuō)明書(shū)，修改變頻器的參數。

        一旦發(fā)生了參數設置類(lèi)故障，變頻器都不能正常運行，最好是能夠把所有參數恢復到出廠(chǎng)值，然后按照使用說(shuō)明書(shū)參數設置步驟重新設置相關(guān)參數。對于不同型號的變頻器其參數恢復方式也不盡相同。參數設定不當，這種問(wèn)題常常出現在恒轉矩負載，遇到此類(lèi)問(wèn)題時(shí)應重點(diǎn)檢查加、減速時(shí)間設定或提升轉矩設定值。

    (1) 實(shí)例1

    一臺富士frn280g11—4cx 變頻器在運行時(shí)跳，顯示：欠電壓“l(fā)u"。

    分析與維修：在啟動(dòng)大功率設備，(如2#氮氫壓縮機4000kw同步電動(dòng)機)時(shí)，與其在同一電源上的其它兩臺富士frn5.5g11—4cx 變頻器在運行時(shí)沒(méi)有跳，唯這臺變頻器在運行時(shí)跳，顯示：欠電壓“l(fā)u"報警。斷電后，打開(kāi)外殼，檢查這臺變頻器的內部一、二次回路中壓接線(xiàn)無(wú)松動(dòng)現象；檢查電動(dòng)機接線(xiàn)盒內部接線(xiàn)無(wú)接觸不良現象。上電后，檢查變頻器的設定參數，f14：設定值為“1"(瞬停再起動(dòng)不動(dòng)作)，修改變頻器的設定參數f14：設定值為“3"(瞬停再起動(dòng)動(dòng)作)，變頻器檢出欠電壓后保護功能不動(dòng)作，停止輸出，電源恢復時(shí)自動(dòng)再起動(dòng)。自從修改完變頻器的設定參數后，在啟動(dòng)大功率設備時(shí)，次臺變頻器在運行時(shí)沒(méi)有發(fā)生欠電壓“l(fā)u"跳過(guò)。

    (2) 實(shí)例2

    一臺frn1.5g11—4cx 新投用變頻器，頻率設置已經(jīng)很大，但電機轉速明顯較同頻率下其他下其他電機低，電機轉速仍不高。

    分析與維修：檢查變頻器的設定參數，經(jīng)檢查頻率增益f17，設定范圍為0.0～200%出廠(chǎng)設定值為100%，而用戶(hù)實(shí)際設定值為200%。由于頻率設定信號增益為設定模擬頻率信號對輸出頻率的比率，即如設定頻率為40hz，實(shí)際輸出頻率僅為20hz。將設定頻率增益設定值改為出廠(chǎng)設定值100%后，問(wèn)題得到解決。

3、過(guò)電壓(ou)類(lèi)故障原因分析及處理

       變頻器的過(guò)電壓集中表現在直流母線(xiàn)的支流電壓上。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(xiàn)電壓計算，則平均直流電壓ud= 1.35，u線(xiàn)＝513v。在過(guò)電壓發(fā)生時(shí)，直流母線(xiàn)的儲能電容將被充電，電壓升高，過(guò)電壓檢出值 800vdc，當電壓上升至過(guò)電壓檢出值時(shí)，變頻器過(guò)電壓保護動(dòng)作。因此，對變頻器來(lái)說(shuō)，都有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當電壓超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)就很可能損壞變頻器。

       變頻器常見(jiàn)的過(guò)電壓有三類(lèi)：ou1加速過(guò)電壓、ou2減速過(guò)電壓、ou3恒速過(guò)電壓。過(guò)電壓報警一般是出現在停機的時(shí)候，其主要原因是減速時(shí)間太短或沒(méi)有安裝制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元。變頻器出現過(guò)電壓故障，一般是雷雨天氣，由于雷電串入變頻器的電源中，使變頻器直流側的電壓檢測器動(dòng)作而跳閘，在這種情況下，通常只須斷開(kāi)變頻器電源 1min左右，再合上電源，即可復位；另一種情況是變頻器驅動(dòng)大慣性負載時(shí)，其減速時(shí)間設置“較短"，因為這種情況下，變頻器的減速停止屬于再生制動(dòng)，在停止過(guò)程中，變頻器的輸出頻率按線(xiàn)性下降，而負載電機的頻率高于變頻器的輸出頻率，負載電機處于發(fā)電狀態(tài)，機械能轉化為電能，并被變頻器直流側的平波電容吸收，當這種能量足夠大時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生所謂的“泵升現象"，變頻器直流側的電壓會(huì )超過(guò)直流母線(xiàn)的最大電壓而跳閘，對于這種故障，一是將“減速時(shí)間"參數設置長(cháng)些；二是安裝制動(dòng)單元，增大制動(dòng)電阻；三是將變頻器的停止方式設置為“自由停車(chē)"。還有一種情況變頻器在電機空載時(shí)工作正常，但不能帶負載啟動(dòng)，這種問(wèn)題常常出現在恒轉矩負載。遇到此類(lèi)問(wèn)題時(shí)應重點(diǎn)檢查加、減速時(shí)間設定或提升轉矩功能，因而變頻器直流回路電壓升高，超過(guò)其保護值，出現故障。

    (1) 實(shí)例1

    一臺安n2系列3.7kw變頻器在停機時(shí)跳“ou"。

    分析與維修：在修這臺機器之前，首先要搞清楚“ou"報警的原因何在，這是因為變頻器在減速時(shí)，電動(dòng)機轉子繞組切割旋轉磁場(chǎng)的速度加快，轉子的電動(dòng)勢和電流增大，使電機處于發(fā)電狀態(tài)，回饋的能量通過(guò)逆變環(huán)節中與大功率開(kāi)關(guān)管并聯(lián)的二極管流向直流環(huán)節，使直流母線(xiàn)電壓升高所致，所以我們應該著(zhù)重檢查制動(dòng)回路，測量放電電阻沒(méi)有問(wèn)題，在測量制動(dòng)管(et191)時(shí)發(fā)現已擊穿，更換后上電運行，且快速停車(chē)都沒(méi)有問(wèn)題。

    (2) 實(shí)例2

    一臺富士frn110g9—4cx 變頻器在運行時(shí)跳，顯示：恒速過(guò)電壓“ou3"。

    分析與維修：首先分析引起此變頻器在運行時(shí)跳，顯示恒速過(guò)電壓(ou3)報警，有哪些可能的原因，然后根據可能的原因一一進(jìn)行查找根源。

4、欠壓(lu)類(lèi)故障原因分析及處理

        欠電壓也是在使用中經(jīng)常碰到的問(wèn)題。主要是因為主回路電壓太低(380v系列低于400v)，主要原因：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致欠壓故障的出現，其次主回路接觸器損壞，導致直流母線(xiàn)電壓損耗在充電電阻上面有可能導致欠壓.還有就是電壓檢測電路發(fā)生故障而出現欠壓?jiǎn)?wèn)題。多數變頻器的母線(xiàn)電壓下限為400v，即是當直流母線(xiàn)電壓降至400vdc以下時(shí)，變頻器才報告直流母線(xiàn)低電壓故障。當兩相輸入時(shí)，直流母線(xiàn)電壓為380?1.2＝452v＞400v。當變頻器不運行時(shí)，由于平波電容的作用，直流電壓也可達到正常值，新型的變頻器都是采用pwm控制技術(shù)，調壓調頻的工作在逆變橋完成，所以在低頻段輸入缺相仍可以正常工作，但因為輸入電壓低輸出電壓低，造成異步電機轉矩低，頻率上不去。

    (1) 實(shí)例1

    一臺富士frn18.5g11—4cx變頻器上電跳“l(fā)u"。

    分析與維修：經(jīng)檢查這臺變頻器的整流橋充電電阻都是好的，但是上電后沒(méi)有聽(tīng)到接觸器動(dòng)作，因為這臺變頻器的充電回路不是利用可控硅，而是靠接觸器的吸合來(lái)完成限制充電電流過(guò)程的，因此認為故障可能出在接觸器或控制回路以及電源部分，拆掉接觸器單獨加24v直流電接觸器工作正常。繼而檢查24v直流電源，經(jīng)仔細檢查該電壓是經(jīng)過(guò)lm7824穩壓管穩壓后輸出的，測量該穩壓管已損壞，找一新品更換后上電工作正常。

    (2) 實(shí)例2

    一臺丹佛斯 vlt5004，2.2kw變頻器，上電顯示正常，但是加負載后跳“ dc link undervolt"(直流回路電壓低)。

    分析與維修：這臺變頻器從現象上看比較特別，但是你如果仔細分析一下問(wèn)題也就不是那么復雜，該變頻器同樣也是通過(guò)充電回路，接觸器來(lái)完成限制充電電流過(guò)程的，上電時(shí)沒(méi)有發(fā)現任何異?，F象，估計是加負載時(shí)直流回路的電壓下降所引起，而直流回路的電壓又是通過(guò)整流橋全波整流,然后由電容平波后提供的，所以應著(zhù)重檢查整流橋，經(jīng)測量發(fā)現該整流橋有一路橋臂開(kāi)路，更換新品后問(wèn)題解決。說(shuō)明電源輸入電路有問(wèn)題，可能是線(xiàn)路嚴重超載，或是線(xiàn)路接觸不良所引起。西門(mén)子6se70系列變頻器的pmu面板液晶顯示屏上顯示字母“e"，出現這種情況時(shí)，變頻器不能工作，按p鍵及重新停送電均無(wú)效，查操作手冊又無(wú)相關(guān)的介紹，在檢查外接dc24v電源時(shí)，發(fā)現電壓較低，解決后，變頻器工作正常。 5、過(guò)流(oc)類(lèi)故障原因分析及處理

       5.1 過(guò)電流故障

       過(guò)電流是變頻器報警最為頻繁的現象，出現這種故障顯示時(shí)，首先檢查電動(dòng)機連接端u、v、w電路有無(wú)相間短路現象或對地短路現象；其次檢查負載是否太重，減少負載；最后檢查加、減速時(shí)間參數是否太短，轉矩提升參數是否太大，減少轉矩提升提升量。如果無(wú)這些現象，可以斷開(kāi)輸出側的電流互感器和直流側的霍爾電流檢測點(diǎn)，復位后運行，看是否出現過(guò)流現象，如果出現的話(huà)，很可能是 1pm模塊出現故障，因為1pm模塊內含有過(guò)壓過(guò)流、欠壓、過(guò)載、過(guò)熱、缺相、短路等保護功能，而這些故障信號都是經(jīng)模塊控制引腳的輸出fn引腳傳送到微控器的，微控器接收到故障信息后，一方面 鎖脈沖輸出，另一方面將故障信息顯示在面板上，一般更換1pm模塊。加速或減速中過(guò)電流，這往往是由于加速或減速過(guò)快而引起的?？赏ㄟ^(guò)增大加(減)速時(shí)間或準確預置升(降)速自處理(防失速)功能而解決。

      5.2 變頻器常見(jiàn)的三類(lèi)過(guò)電流故障

    (1) 重新啟動(dòng)時(shí)，一升速就跳閘

    這是過(guò)電流十分嚴重的現象。主要原因有：負載短路，機械部位有卡??；逆變模塊損壞；電動(dòng)機的轉矩過(guò)小等現象引起。

    (2) 上電就跳

    這種現象一般不能復位，主要原因有：模塊壞、驅動(dòng)電路壞、電流檢測電路壞。

    (3) 重新啟動(dòng)時(shí)并不立即跳閘，而是在加速時(shí)跳閘

    主要原因有：加速時(shí)間設置太短、電流上限設置太小、轉矩補償(v/f)設定較高。

    5.3 實(shí)例分析

    (1) 一臺lg-is3-4 3.7kw變頻器一啟動(dòng)就跳，顯示“oc"

    分析與維修：打開(kāi)機蓋沒(méi)有發(fā)現任何燒壞的跡象，在線(xiàn)測量igbt(7mbr25nf-120)基本判斷沒(méi)有問(wèn)題，為進(jìn)一步判斷問(wèn)題，把igbt拆下后測量7個(gè)單元的大功率晶體管開(kāi)通與關(guān)閉都很好。在測量上半橋的驅動(dòng)電路時(shí)發(fā)現有一路與其他兩路有明顯區別，經(jīng)仔細檢查發(fā)現一只光耦a3120輸出腳與電源負極短路，更換后三路基本一樣。模塊裝上上電運行一切良好。

    (2) 一臺beltro-vert 2.2kw變頻通電就跳，顯示“oc"，且“oc"不能復位

    分析與維修：首先檢查逆變模塊沒(méi)有發(fā)現問(wèn)題。其次檢查驅動(dòng)電路也沒(méi)有異?，F象，估計問(wèn)題不在這一塊，可能出在過(guò)流信號處理這一部位，將其電路傳感器拆掉后上電，顯示一切正常，故認為傳感器已壞，找一新品換上后帶負載實(shí)驗一切正常。     6、過(guò)載故障(olu)原因分析及處理

        過(guò)載也是變頻器跳動(dòng)比較頻繁的故障之一，平時(shí)看到過(guò)載現象，首先應該分析一下到底是電機過(guò)載還是變頻器自身過(guò)載。一般來(lái)講電機由于過(guò)載能力較強，只要變頻器參數表的電機參數設置得當，一般不大會(huì )出現電機過(guò)載。而變頻器本身由于過(guò)載能力較差很容易出現過(guò)載報警。我們可以檢測變頻器輸出電壓。其可能原因是加速時(shí)間太短，電網(wǎng)電壓太低、負載過(guò)重等原因引起的。一般可通過(guò)延長(cháng)加速時(shí)間、延長(cháng)制動(dòng)時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等；負載過(guò)重，減小負載；所選的變頻器不能拖動(dòng)該負載，更換、增大變頻器容量；也可能是由于機械潤滑不好引起，對生產(chǎn)機械進(jìn)行檢修。

        實(shí)例：一臺富士frn11g11—4cx 變頻器拖動(dòng)一臺y132s-6，7.5kw電機，投入運行時(shí)，跳停頻繁，顯示(olu)。

        分析與維修：現場(chǎng)檢查機械，機械部分盤(pán)車(chē)輕松，無(wú)堵轉現象；參考其使用說(shuō)明書(shū)，檢查變頻器的參數，經(jīng)檢查，偏置頻率原設定為3hz，變頻器在接到運行指令但未給出調頻信號之前，電機將一直接收3hz的低頻運行指令而無(wú)法啟動(dòng)。經(jīng)測定該電機的堵轉電流達到50a，約為電機額定電流的3倍；變頻器過(guò)載保護動(dòng)作屬正常。修改變頻器的參數，將“偏置頻率"恢復出廠(chǎng)值，修改偏置頻率為0hz，電機啟動(dòng)得以恢復正常。

 7、外部條件故障原因分析及處理

         外部條件故障也是一種比較常見(jiàn)的故障，此故障無(wú)報警代碼顯示，故障比較隱蔽，不便于查找。如變頻器運行后，用“電位器"外部模擬輸入電壓命令值，調節頻率正常，而用“dc4～20ma" 外部模擬輸入電流命令值，無(wú)法調節頻率。其可能原因；一是“dc4～20ma" 外部模擬輸入電流命令信號弱，達不到工作要求；一是“dc4～20ma" 外部模擬輸入電流命令信號“ 、-極性"顛倒，接反。

         實(shí)例：一臺艾默生td1000-4t0037p，3.7kw變頻器，工藝人員反映在現場(chǎng)用“電位器"調速正常，而在控制室用dcs“dc4～20ma"自動(dòng)無(wú)法調速。

        分析與維修：根據工藝人員反映情況，描述的變頻器故障現象，進(jìn)行檢查，檢查變頻器的設定參數沒(méi)有發(fā)生變化，拆下后更換了同型號的一臺變頻器，參數設定完畢，開(kāi)機后故障同上，沒(méi)有消除。斷電后，打開(kāi)變頻器外殼，用數字萬(wàn)用表測量變頻器控制端子cci、gnd的“模擬電流"信號，數字萬(wàn)用表顯示為：10ma。原因是檢修人員更換變頻器時(shí)，恢復二次線(xiàn)時(shí)，誤將變頻器控制端子cci、gnd的兩根線(xiàn)接錯位置。將變頻器控制端子cci、gnd的兩根線(xiàn)拆下后調換，處理完畢，上電后試車(chē)，此故障消除。

 8、變頻器內過(guò)熱(oh3)故障原因分析及處理

        oh3也是一種比較常見(jiàn)的故障，主要原因：負載是否過(guò)大；變頻器溫度過(guò)高故障，如發(fā)生溫度過(guò)高報警，經(jīng)檢查溫度傳感器正常，則可能是干擾引起的，可以把故障屏蔽。另外還應檢查變頻器的冷卻風(fēng)扇及散熱片通風(fēng)情況，更換堵轉冷卻風(fēng)扇，轉動(dòng)慢風(fēng)機進(jìn)行修復，清掃變頻器，消除散熱片堵塞；周?chē)h(huán)境溫度是否過(guò)高，降低周?chē)h(huán)境溫度。對于其它類(lèi)型的故障，最好與廠(chǎng)家聯(lián)系，獲得快速可行的解決方法。

      實(shí)例：一臺abb acs500 22kw變頻器客戶(hù)反映在運行半小時(shí)左右跳，顯示“oh"。

     分析與維修：因為是在運行一段時(shí)間后才有故障，所以溫度傳感器壞的可能性不大，可能變頻器的溫度確實(shí)太高，通電后發(fā)現風(fēng)機轉動(dòng)緩慢，斷電后，檢查變頻器防護罩里面堵滿(mǎn)了很多棉絮，經(jīng)清掃完畢，開(kāi)機后風(fēng)機運行良好，運行數小時(shí)后沒(méi)有再發(fā)生此故障。

9、散熱片過(guò)熱(oh1)故障原因分析及處理

       oh1也是一種比較常見(jiàn)的故障，主要原因：檢查檢查變頻器控制端子(13、12、11)之間是否短路；檢查溫度傳感器檢測電路是否正常；另外還應檢查變頻器的冷卻風(fēng)扇運行是否正常；散熱片通風(fēng)情況，散熱片是否有堵塞現象；周?chē)h(huán)境溫度是否過(guò)高。

       實(shí)例：一臺富士frn15g11—4cx 變頻器 ，上電顯示散熱片過(guò)熱(oh1)。

      分析與維修：因為是新安裝變頻器，一送電后就有故障，所以變頻器壞的可能性不大；散熱片是無(wú)堵塞現象；冷卻風(fēng)扇運行正常。斷電后，用萬(wàn)用表測試模擬量輸入回路，檢查變頻器控制端子(13、12、11)之間短路，原因是模擬量輸入回路中外接頻率設定“電位器"電阻值過(guò)小所致，更換為wxwxx0.25-1，0.25w 47～4.7k電位器，上電開(kāi)機后變頻器運行良好，運行中沒(méi)有再發(fā)生此故障。

 10、結束語(yǔ)

       變頻器的科技含量較高，是強電與弱電相結合的設備，因此其故障多種多樣。只能從實(shí)踐中不斷的總結、探索出一套快速有效處理變頻器故障的辦法。以上只是筆者在實(shí)踐中的一點(diǎn)心得。希望與大家共同討論，同時(shí)也希望更好的為廣大客戶(hù)服務(wù)。