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变频器故障处理大全 变频器是什么

摘要:本文主要介绍了变频器的一些常见故障处理和维护方法 ， 并简述了其故障产生的原因和防治措施 。
随着科学技术的不断进步 ， 新型大功率电力电子元件的诞生 ， 集成电路和微机技术的应用 ， 交流变频调速技术也日趋完善和成熟 。交流变频调速系统因其调速范围宽、动态响应快、调速精度高、保护功能完善、操作简单等优点 ， 已广泛应用于冶金、石化、电力、机械、民用电器等行业 。正常使用6-10年后 ， 变频器将进入故障高发期 ， 经常会出现元器件烧坏、故障、保护功能频繁动作等故障现象 ， 严重影响其正常运行 。在长期的设备维护工作中 ， 我遇到过很多不同的变频器故障 。在和他们打交道的过程中 ， 我发现他们的故障类别有一定的共性和规律性 。在实际维护中 ， 只要把握其特点 ， 把握故障处理的规律 ， 就能做好变频器的维护工作 ， 使变频器在实际中的各种故障都能得到及时的处理和解决 ， 延长其使用寿命 。首先 ， 要根据变频器使用技术规范的要求 ， 制定完善的日常维护措施和检修周期 ， 使故障隐患在前期得到解决 ， 特别是对于在恶劣环境条件下使用的变频器 。这个措施更重要 。其次 ， 专业维修人员必须充分了解其原理、结构、控制方式等常识 。此外 ， 还需要有丰富的实际维修经验和扎实的电气理论知识 。
2.变频器的应用现状
在实际设备维修中 ， 最常遇到的就是进口变频器 。如富士、三星、ABB、AB、西门子等厂商 。特别是在大中型企业旧设备的技术改造中 ， 应用广泛 。究其原因 ， 十几年前的变频器国内厂商很少 ， 产品功能简单 ， 性能低 ， 质量差 。而进口变频器以型号多、技术成熟、功能齐全、性能优越、优质耐用、适合不同设备驱动要求等特点 ， 占据了国内变频器市场的主体部分 。经过多年的实际使用 ， 发现进口变频器也有一个很大的问题 ， 就是国内大部分代理商和经销商在推广进口变频器时 ， 一般都以国外早已淘汰的机型为主 ， 而且由于这类产品价格不高 ， 国内企业普遍接受 。另外 ， 在设备的技术改造中 ， 国企出于其他原因自然会选择这种模式 ， 比如改造资金不足、不重视方案设计、缺乏专业审批等 。因此 ， 设备技术改造完成后2-3年 ， 可以不购买变频器维修配件或整机 。代理商淘汰了这种产品 ， 推销另一种型号 。结果 ， 同一个设备改造项目被多个模型控制 。如我厂炭素焙烧一、二期四台多功能天车变频器改造 ， 分别采用AB公司的AC800-01、AC800-02两台变频器(两台2002年改造；另外两个是2003年完成的) 。再如 ， 我厂碳净化系统的四台200kW排烟风机 ， 2001年采用ABB公司的ASC600(250kW)型号进行变频改造 ， 运行三年多后 ， 两台变频器因无备件停止使用(因该型号被淘汰 ， 不再生产 ， 无备件供应) 。随着经济和科技的快速发展和进步 ， 近年来国内很多厂商开始投入大规模的资金和人力进行变频器的研发 。目前 ， 国产变频器在控制技术和功能方面取得了显著的进步和成就 。然而 ， 由于过去遗留下来的旧观念和旧态度 ， 人们对国产变频器在实际应用中的性能和质量仍有很深的怀疑和偏见 ， 目前制约了国产变频器的推广和应用 。而国产变频器以其价格低廉、维修方便、配件供应及时等优势 ， 逐渐被国内企业技术人员认可和接受 。3.变频器常见故障及维护对策
目前国内大部分企业 ， 由于维修人员素质、能力、实践经验和设备管理的不足 ， 设备维修主要采用设备部件整体更换 。对于设备中的变频器的维修 ， 整机报废、更换(或更新)也是常有的事 。因此 ， 企业中存在大量的废旧变频器 ， 每年购买新的变频器需要花费大量的资金来维持实际的设备运行需要 。另外 ， 由于使用中的变频器故障频发 ， 从维修人员到管理层普遍认为只有进口机型才能保证高质量低故障 。不太注意变频器的使用环境和维护保养 ， 把各种异常故障归结为质量问题 。因此 ， 在变频器技术改造完成几年后 ， 又提出了新的变频器技术改造项目(这个技术改造实际上是变频器的更新) ， 使得一台设备多次实施技术改造 ， 浪费了大量资金 ， 影响了企业生产成本的降低和效益的提高 。
3.1变频器故障分类
根据变频器故障或损坏的特点 ， 一般可分为两类；
一种是运行中经常出现的自动停机现象 ， 并伴有一定的故障显示码 ， 其处理措施可以按照随机说明书中提供的指导方法进行处理和解决 。这种故障一般是由于变频器运行参数设置不当或外部工作条件和条件不符合变频器运行要求而引起的一种保护动作现象 。
另一类是突发故障 ， 如高温和导电粉尘引起的短路、湿度引起的绝缘降低或击穿(严重时可能出现着火、爆炸等异常现象) 。这种故障发生后 ， 变频器一般会显示无显示 。处理方法是先检查变频器的解体情况 ， 重点查找损坏部件 ， 根据故障区域进行清理、测量、更换 ， 然后进行全面测试 ， 再恢复系统 ， 空加载试运行 ， 观察触发电路输出侧的波形 ， 待六组波形大小相等、相位差相等后再加载运行 ， 从而解决故障 。本文主要阐述第二类故障的分析和处理方法 。
主电路故障
根据变频器实际故障频率和停机时间统计 ， 主电路故障率占60%以上 。操作参数设置不当导致约20%的故障；控制电路板故障占15%；操作失误和外部异常导致的故障占5% 。根据故障程度和处理难度的统计 ， 这种故障必然会导致元器件的损坏和报废 。它是变频器维护成本的主要消耗部分 。
(1)整流块损坏也是变频器的常见故障之一 。早期生产的变频器的整流块主要是二极管整流器 。目前部分整流块采用晶闸管整流器(调压调频变频器) 。中大功率普通变频器的整流模块一般是三相全波整流器 ， 负责对变频器的所有输出功率进行整流 ， 容易出现过热和击穿 。其损坏后变频器不能送电或熔断 ， 三相输入或输出端子阻值低(正常情况下其阻值在兆欧以上)或短路 。更换整流块时 ， 要求在与热沉的接触面上均匀涂上一层导热性能良好的硅导热膏 ， 然后拧紧螺丝 。如果没有同类型的整流块 ， 可以用同容量的其他类型的整流块代替 。固定螺丝孔必须重新钻孔、攻丝、重新安装和接线 。例如 ， 西门子在20世纪80年代中期制造的一个7.5kVA整流模块(oval)出现故障后 ， 由于没有类似的整流块配件 ， 被Sanken制造的同容量整流块(矩形)取代 ， 运行多年 ， 目前仍能正常使用 。
(2)充电电阻容易损坏 ， 导致逆变器充电电阻损坏 。一般主电路接触器吸合不好 ， 会因流过时间过长而烧坏；或者充电电流过大烧坏电阻；或者重负载启动时 ， 主电路上电 ， 同时接通运行信号 ， 使充电电阻既通过充电电流 ， 又通过负载逆变电流 ， 容易烧坏 。其破损的特征一般表现为烧坏、外壳发黑、爆裂等破损痕迹 。也可以根据万用表测得的电阻来判断(不同容量的机器电阻不同 ， 可以参考同型号的电阻来确定) 。
(3)逆变器模块烧坏 。
中小变频器一般使用三组IGTR(大功率晶体管模块)；大容量机型都是多组IGTR并联使用 ， 所以在测量检查时要逐个测试 。IGTR的损坏也会导致逆变器OC( pA或pd或pn)的保护功能动作 。逆变模块损坏的原因有很多:比如输出负载短路；负载过大 ， 大电流会持续运行；负载波动大 ， 导致浪涌电流过大；风扇冷却效果差；导致模块温度过高 ， 出现模块烧坏、性能不佳、参数变化等问题 ， 导致变频器输出异常 。
比如一台FRN22G11S-4CX变频器 ， 输出电压三相相差106V ， 拆开在线检查逆变模块(6MBP100RS-120)外观 ， 没有发现异常 ， 六个驱动电路测量也没有发现故障 。拆下逆变模块后 ， 发现其中一组模块无法正常导通 ， 模块参数变化较大(与另外两组相比) 。更换后通电运行正常 。再如MF-30K-380变频器在启动时出现DC电路过压跳闸故障 。该逆变器不会在每次启动时因电压过高而跳闸 。检查中发现 ， 逆变器上电后(控制面板上没有上电显示信号) ， 测得的DC回路电压达到500V V以上 ， 因为该型号逆变器的DC回路正极串联了一个SK-25接触器 。有合闸信号时 ， 在预充电过程后拉入 ， 所以深圳生活网怀疑预充电电路性能差 ， 断开预充电电路 ， 情况依旧 。用电容计检查滤波电容 ， 发现有故障 。更换电容器后 ， 变频器工作正常 。
辅助控制电路故障
逆变器驱动电路、保护信号检测与处理电路、脉冲产生与信号处理电路等控制电路称为辅助电路 。辅助电路故障后 ， 故障原因更加复杂 。除了固化程序丢失或集成块损坏(这种故障处理方法只能采用整块更换控制板或集成块更换) ， 其他故障都比较容易判断和处理 。(1)驱动深圳生活网动态电路故障
驱动电路用于驱动逆变器IGTR ， 也容易出现故障 。一般有明显的损坏痕迹 ， 如器件(电容、电阻、三极管、印制板等)异常现象 。)爆裂、变色、断线等 。 ， 但驱动电路不会完全损坏 。加工方法一般是根据原理图 ， 一步一步对每组驱动电路进行逆向检查、测量、代入、比较 。或者用另一块正品(新)的驱动板检查 ， 一步步找到故障点 。故障排除步骤:首先 ， 清洗整个电路板 。如果发现印刷电路断路 ， 则修复线路；找出损坏的设备并更换；根据作者的实践经验分析 ， 可疑成分是通过测量、比较、替代来判断的 ， 有些成分需要离线测量 。驱动电路修好后 ， 要用示波器观察每组驱动电路信号的输出波形 。如果三相脉冲大小和相位不相等 ， 说明驱动电路还有一些异常(更换的元件参数不匹配 ， 也会造成这种现象) ， 要重复检查处理 。大功率晶体管驱动电路的损坏也是过流保护功能动作的原因之一 。驱动电路损坏最常见的现象是缺相 ， 三相输出电压不相等 ， 三相电流不平衡 。
(2)开关电源损坏开关电源损坏的一个比较明显的特点是变频器上电后没有显示 。如富士G5S变频器采用两级开关电源 ， 其原理是主DC回路的DC电压从500V以上降低到300V左右 ， 再由第一级开关降压 ， 电源输出5V、24V等多路电源 。开关电源常见的损坏有开关管击穿、脉冲变压器烧毁、二次输出整流二极管损坏 。滤波电容使用时间过长 ， 导致电容特性改变(容量减小或漏电流变大) ， 稳压能力下降 ， 也容易造成开关电源损坏 。富士G9S采用开关电源专用波形产生芯片 ， 经常因主电路电压过高而损坏 。因为市面上很少有这种芯片 ， 所以损坏很难修复 。另外 ， 变频器上电后没有显示 ， 也是比较常见的故障之一 。这些故障大多是深圳生活网开关电源损坏造成的 。比如MF系列变频器的开关电源采用常见的反激式开关电源控制方式 ， 开关电源输出级电路短路也会造成开关电源损坏 ， 导致变频器无显示 。
(3)电路故障的反馈与检测在使用变频器的过程中 ， 经常会遇到变频器无输出的情况 。驱动电路损坏和逆变器模块损坏可能导致逆变器无输出 ， 输出反馈电路故障也可能导致此类故障 。实际中有时逆变器有输出频率但无输出电压(实际输出电压很小 ， 可以认为是无输出) 。这时候就要考虑是不是反馈电路故障造成的了 。反馈电路中用来降压的反馈电阻是容易失效的元件之一 。检测电路损坏也是变频器显示OC( pA或pd或pn)保护功能的原因 。由于温湿度等环境因素的影响 ， 用于电流检测的霍尔传感器的工作点容易发生漂移 ， 导致OC报警 。
简而言之 ， 变频器的常见故障有过流、过压、欠压、过热保护 ， 都有相应的故障代码 。不同型号有不同的代码 ， 代码的含义可参考随机说明书 ， 参照处理措施解决 。过电流经常是由于GTR(或IGBT)功率模块损坏造成的 。更换电源模块时 ， 应先检查驱动电路的工作状态 ， 以避免GTR(或IGBT)电源模块因驱动电路损坏而重复损坏 。欠压的主要原因是快速熔断器或整流模块损坏 ， 电压检测电路损坏 。电压检测采样信号直接从主DC电路采样 ， 经高阻电阻降压 ， 经光耦隔离后送到CPU处理 ， 通过高低电平判断是欠压还是过压 。过热关机大多是冷却风扇散热不足造成的 。比如我厂铝电解车间 ， 环境恶劣 ， 高粉尘 ， 高温(夏季车间上部温度高达56℃) ， 高铝粉尘和氟化氢的腐蚀性气体使多功能天车变频器内的电路板容易积灰 ， 风扇卡死 ， 电子器件老化迅速 ， GTR(或IGBT模块过热烧坏 所以经常会出现过热保护 ， 尤其是在夏季 ， 这种现象更为频繁 ， 模块烧坏率很高 ， 即使是进口机型(比如西门子)为了解决这个问题 ， 我们最初也是通过增加天车上使用的变频器的容量来降低变频器的故障率和报废率 ， 但是效果并不理想 。
4.减少变频器故障延长使用寿命的措施根据实验 ， 环境温度每升高10℃ ， 变频器的使用寿命就会减少一半 。因此 ， 在日常使用中 ， 应根据变频器的实际使用环境和负载特性 ， 制定合理的维护周期和制度 。在每一个使用周期后 ， 都要对变频器进行一次检修、检查和测量 ， 以便将隐患发现并处理在初始阶段 。
4.1做好维护工作 。
(1)定期(根据实际环境确定周期间隔长度)对变频器进行全面的检查和维护 ， 必要时对控制柜内的整流模块、逆变模块和电路板进行拆卸、检查、测量、除尘和紧固 。由于变频器的下进气口和上出气口经常被积尘或积尘过多堵塞 ， 散热较大 ， 需要较大的通风量 ， 所以在运行一定时间后 ， 其电路板上有积尘(由于静电) ， 应进行清洁和检查 。
(2)维修后的电路板、母线等 。 ， 应进行必要的防腐处理 ， 并涂绝缘漆 。带有局部放电和电弧的母线应去毛刺并绝缘 。对于绝缘击穿的绝缘柱 ， 清除碳化或更换 。
(3)检查并拧紧所有端子 ， 防止因松动而导致严重发热 。
(4)对输入(包括输出)端子、整流模块、逆变模块、DC电容器、快熔装置等进行全面检查和参数测量 。 ， 并及时更换那些烧坏或参数变化较大的设备 。
(5)经常仔细检查变频器中风扇的旋转状态 。停电后 ， 用手转动叶片 ， 观察轴承是否卡死 ， 必要时更换 。
(6)仔细检查控制电路板上的电子元件 ， 检查并处理脱焊、变色、鼓包、开裂、断线(印刷电路板)等异常现象 。如有必要 ， 可从电路板上测量、检查或更换外观异常的部件 。(7)由于逆变器的电子元件设计有老化导致容量下降的问题 ， 所以维修时不必立即更换容量下降小的电容 。实际中 ， 电容容量的降低与变频器的运行环境、负载大小、工作制度等条件有直接关系 。恶劣的环境、较大的负载、频繁的开关机等运行条件会加速DC主电容的老化 。另外 ， 在定期维护时 ， 要详细检查主DC电路电容器是否有泄漏 ， 外壳是否膨胀、起泡、变形 ， 安全阀是否打开 ， 并测试电容、泄漏电流(大泄漏电流会使电容器过热 ， 导致安全阀开启 ， 甚至电容器爆炸)、耐压等 。容量降低30%以上、泄漏电流超过70mA、耐压低于650V的电容器应及时更换 。对于新的电容器或长期不用的电容器 ， 在更换前应进行性能测试 。
(8)对于整流块、逆变GTR(或IGBT)等大电流器件 ， 应使用万用表、电桥等仪器和工具进行检测和耐压试验 ， 测量正向和反向电阻值 ， 并做好表格记录 。参数差异大的模块要更换 。
(9)检查主接触器和其他辅助继电器 ， 仔细观察各接触器的动、静触头是否有飞弧、毛刺或表面氧化、凹凸不平 。如果发现此类问题 ， 应更换相应的动、静触头 ， 以确保其接触的安全性和可靠性 。
(10)经常检查电源电压的波动程度 。改善变频器的使用环境和负载波动 ， 避免大电流对变频器的冲击 。
【变频器故障处理大全 变频器是什么】在变频器的应用中 ， 只有满足其设计要求和正常使用的各种条件 ， 才能长期安全稳定地运行 。如果是在恶劣的工作环境下使用 ， 就要多注意变频器的日常维护和维修 ， 改善变频器的使用环境和负载波动大的现象 。只有这样 ， 变频器才能可靠、稳定、安全地发挥其各项性能 ， 达到调速、节约电能、降低维护成本的目的 。

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