变频器维修的相关知识

时间：2020-04-09

静态测试

1、测试整流电路

找下结果，可以判定电路已出现异常，A.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，正常时有几十欧的阻值，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。如果有以阻值三相不平衡，说明整流桥有故障.B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或启动电阻出现故障。

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N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可确定逆变模块有故障。

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、检查变频器各接插口是否已正确连接，连接是否有松动，连接异常有时可能会导致变频器出现故障，严重时会出炸机等情况;

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，在空载(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，负载测试，尽量是满负载测试。

变频器的故障判断

1、整流模块损坏

通常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

通常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，须注意检查马达及连接电缆。在确定无任何故障下，才能运行变频器。

3、上电无显示

通常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，操作面板损坏同样会产生这种状况。

4、显示过电压或欠电压

通常由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。解决方法是找出其电压检测电路及检测点，更换损坏的器件。

5、显示过电流或接地短路

通常是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放电路等。

6、电源与驱动板启动显示过电流

通常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

通常是由于参数设置不当或驱动电路老化，模块损坏引起。

变频器的过电流保护

在变频器维修中,过电流保护的对象主要指带有突变性质的、电流的峰值**过了变频器的容许值的情形.由于逆变器的过载能力较差,所以变频器的过电流保护是至关重要的一环,迄今为止,已发展得十分完善.

一、过电流的原因

1、工作中过电流即拖动系统在工作过程中出现过电流.其原因大致来自以下几方面:

① 电动机遇到冲击负载,或传动机构出现“卡住”现象,引起电动机电流的突然增加.

② 变频器的输出侧短路,如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路,或电动机内部发生短路等.

③ 变频器自身工作的不正常,如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。例如由于环境温度过高，或逆变器件本身老化等原因，使逆变器件的参数发生变化，导致在交替过程中，一个器件已经导通、而另一个器件却还未来得及关断，引起同一个桥臂的上、下两个器件的“直通”，使直流电压的正、负极间处于短路状态。

2、升速时过电流当负载的惯性较大，而升速时间又设定得太短时，意味着在升速过程中，变频器的工作效率上升太快，电动机的同步转速迅速上升，而电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上去，结果是升速电流太大。

3、降速中的过电流当负载的惯性较大，而降速时间设定得太短时，也会引起过电流。因为，降速时间太短，同步转速迅速下降，而电动机转子因负载的惯性大，仍维持较高的转速，这时同样可以是转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。

二、处理方法

1、起动时一升速就跳闸，这是过电流十分严重的现象，主要检查

① 工作机械有没有卡住

② 负载侧有没有短路，用兆欧表检查对地有没有短路

③ 变频器功率模块有没有损坏

④ 电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来

2、起动时不马上跳闸，而在运行过程中跳闸，主要检查

① 升速时间设定太短，加长加速时间

② 减速时间设定太短，加长减速时间

③ 转矩补偿(U/F比)设定太大，引起低频时空载电流过大

④ 电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起变频器误动作

变频器的电压保护

1、过电压保护

产生过电压的原因及处理方法：

① 电源电压太高

② 降速时间太短

③ 降速过程中，再生制动的放电单元工作不理想，来不及放电，请增加外接制动电阻和制动单元

④ 请检查放电回路有没有发生故障，实际并不放电;对于小功率的变频器很有放电电阻损坏

2、欠电压保护

产生欠电压的原因及处理方法：

① 电源电压太低

② 电源缺相;

③ 整流桥故障：如果六个整流二极管中有部分因损坏而短路，整流后的电压将下降，对于整流器件和晶闸管的损坏，应注意检查，及时更换。

变频器的过热保护

⑴风扇运转保护变频器的内装风扇是箱体内部散热的主要手段，它将保证控制电路的正常工作。所以，如果风扇运转不正常，应立即进行保护;

⑵逆变模块散热板的过热保护逆变模块是变频器内发生热量的主要部件，也是变频器中较重要而又较脆弱的部件。所以，各变频器都在散热板上配置了过热保护器件;

⑶制动电阻过热保护制动电阻的标称功率是按短时运行选定的。所以，一旦通电时间过长，就会过热。这时，应暂停使用，待冷却后再用。或选用较大一点功率电阻;

⑷冷却风道的入口和出口不得堵塞，环境温度也可能**变频器的允许值。

变频器易出现的问题及对策

(1)噪声问题及对策。用变频器传动电动机时，由于输出电压电流中含有高次谐波分量，气隙的高次谐波磁通增加，故噪声增大。电磁噪声由以下特征：由于变频器输出中的低次谐波分量与转子固**械频率谐振，则转子固有频率附近的噪声增大。变频器输出中的高次谐波分量与铁心机壳轴承架等谐振，在这些部件的各自固有频率附近处的噪声增大。变频器传动电动机产生的噪声特别是刺耳的噪声与PWM控制的开关频率有关，尤其在低频区更为显著。

一般采用以下措施平抑和减小噪声：在变频器输出侧连接交流电抗器。如果电磁转矩有余量，可将U / f定小些。采用特殊电动机在较低频的噪声音量较严重时，要检查与轴系统(含负载)固有频率的谐振。

(2) 振动问题及对策。变频器工作时，输出波形中的高次谐波引起的磁场对许多机械部件产生电磁策动力，策动力的频率总能与这些机械部件的固有频率相近或重合，造成电磁原因导致的振动。对振动影响大的高次谐波主要是较低次的谐波分量，在PAM方式和方波PWM方式时有较大的影响。但采用正弦波PWM方式时，低次的谐波分量小，影响变小。

减弱或消除振动的方法，可以在变频器输出侧接入交流电抗器以吸收变频器输出电流中的高次谐波电流成分。使用PAM方式或方波PWM方式变频器时，可改用正弦波PWM方式变频器，以减小脉动转矩。从电动机与负载相连而成的机械系统，为防止振动，必须使整个系统不与电动机产生的电磁力谐波。　负载匹配及对策　生产机械的种类繁多，性能和工艺要求各异，其转矩特性不同，因此应用变频器前首先要搞清电动机所带负载的性质，即负载特性，然后再选择变频器和电动机。负载有三种类型：恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。不同的负载类型，应选不同类型的变频器。

(3) 恒转矩负载　恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载。　摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的150%左右，制动转矩一般要求额定转矩的**左右，所以变频器应选择具有恒定转矩特性，而且起动和制动转矩都比较大，过载时间和过载能力大的变频器，如FR-A540系列。　位能负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能，能够快速实现正反转，变频器应选择具有四象限运行能力的变频器，如FR-A241系列。

(4) 风机泵类负载　风机泵类负载是典型的平方转矩负载，低速下负载非常小，并与转速平方成正比，通用变频器与标准电动机的组合较合适。这类负载对变频器的性能要求不高，只要求经济性和可靠性，所以选择具有U/f=const控制模式的变频器即可，如FR-A540(L)。如果将变频器输出频率提高到工频以上时，功率急剧增加，有时**过电动机变频器的容量，导致电动机过热或不能运转，故对这类负载转矩，不要轻易将频率提高到工频以上。

(5) 恒功率负载　恒功率负载指转矩与转速成反比，但功率保持恒定的负载，如卷取机、机床等。对恒功率特性的负载配用变频器时，应注意的问题：在工频以上频率范围内变频器输出电压为定值控制，，所以电动机产生的转矩为恒功率特性，使用标准电动机与通用变频器的组合没有问题。而在工频以下频率范围内为U/f定值控制，电动机产生的转矩与负载转矩又相反倾向，标准电动机与通用变频器的组合难以适应，因此要专门设计。

(6)发热问题及对策

变频器发热是由于内部的损耗而产生的，以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。为保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热。主要方法有：

(1) 采用风扇散热：变频器的内装风扇可将变频器箱体内部散热带走。

(2) 环境温度：变频器是电子装置，内含电子元件机电解电容等，所以温度对其寿命影响较大。通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃~+50℃，如果能降低变频器运行温度，就延长了变频器的使用寿命，性能也稳定。我们一直忙于变频器的保养。

⑴可以延长变频器的使用期

⑵电器方面我们可以说减少维修率

⑶也可以体现公司的管理，公司的形象!

我司保养的具体方案如下：

1、变频器须解体，查看内部是否有异常现象.(如：镙丝松动、焊锡脱落、器件松动、器件烧焦、烧煳现象。)

2、检查变频器内部易老化器件，如：风扇，功率器件，功率电容，及印板老化现象。

3、清理变频器内部粉尘，油污，腐蚀性及导体杂质。对主要印板如：主控板，驱动板，开关电源板。采用全新品进口电子清洁剂进行喷洗，去除其老化层及导电物质。

4、对变频器主要控制部分进行先进的加膜处理。起到防尘，防老化，防导电物质，防水，及腐蚀性物质。

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