變頻器相關(guān)維修知識(shí)

發(fā)布時(shí)間：2021-08-05

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一、靜態(tài)測試
1、測試整流電路
找下結(jié)果，可以判定電路已出現(xiàn)異常，A.到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端，將萬用表調(diào)到電阻X10檔，紅表棒接到P，黑表棒分別依到R、S、T，正常時(shí)有幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，有一個(gè)接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復(fù)以上步驟，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以阻值三相不平衡，說明整流橋有故障.B.紅表棒接P端時(shí)，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或啟動(dòng)電阻出現(xiàn)故障。

2、測試逆變電路
將紅表棒接到P端，黑表棒分別接U、V、W上，應(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應(yīng)該為無窮大。將黑表棒N端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果，否則可確定逆變模塊有故障。

二、動(dòng)態(tài)測試
在靜態(tài)測試結(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試，即上電試機(jī)。在上電前后必須注意以下幾點(diǎn)：
1、上電之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級(jí)變頻器之中會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)（炸電容、壓敏電阻、模塊等）；
2、檢查變頻器各接插口是否已正確連接，連接是否有松動(dòng)，連接異常有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出炸機(jī)等情況；
3、上電后檢測故障顯示內(nèi)容，并初步斷定故障及原因；
4、如未顯示故障，首先檢查參數(shù)是否有異常，并將參數(shù)復(fù)歸后，在空載（不接電機(jī)）情況下啟動(dòng)變頻器，并測試U、V、W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情況，則模塊或驅(qū)動(dòng)板等有故障；
5、在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下，負(fù)載測試，盡量是滿負(fù)載測試。

三、變頻器故障判斷
1、整流模塊損壞
通常是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。在現(xiàn)場處理故障時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無電焊機(jī)等對(duì)電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。
2、逆變模塊損壞
通常是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動(dòng)電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動(dòng)電路之后，測驅(qū)動(dòng)波形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場服務(wù)中更換驅(qū)動(dòng)板之后，須注意檢查馬達(dá)及連接電纜。在確定無任何故障下，才能運(yùn)行變頻器。
3、上電無顯示
通常是由于開關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無直流電引起，如啟動(dòng)電阻損壞，操作面板損壞同樣會(huì)產(chǎn)生這種狀況。
4、顯示過電壓或欠電壓
通常由于輸入缺相，電路老化及電路板受潮引起。解決方法是找出其電壓檢測電路及檢測點(diǎn)，更換損壞的器件。
5、顯示過電流或接地短路
通常是由于電流檢測電路損壞。如霍爾元件、運(yùn)放電路等。
6、電源與驅(qū)動(dòng)板啟動(dòng)顯示過電流
通常是由于驅(qū)動(dòng)電路或逆變模塊損壞引起。
7、空載輸出電壓正常，帶載后顯示過載或過電流
通常是由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或驅(qū)動(dòng)電路老化，模塊損壞引起。

變頻器的過電流保護(hù)
在變頻器維修中,過電流保護(hù)的對(duì)象主要指帶有突變性質(zhì)的、電流的峰值超過了變頻器的容許值的情形.由于逆變器的過載能力較差,所以變頻器的過電流保護(hù)是至關(guān)重要的一環(huán),迄今為止,已發(fā)展得十分完善.

一、過電流的原因
1、工作中過電流即拖動(dòng)系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)過電流.其原因大致來自以下幾方面:
① 電動(dòng)機(jī)遇到?jīng)_擊負(fù)載,或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象,引起電動(dòng)機(jī)電流的突然增加.
② 變頻器的輸出側(cè)短路,如輸出端到電動(dòng)機(jī)之間的連接線發(fā)生相互短路,或電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路等.
③ 變頻器自身工作的不正常,如逆變橋中同一橋臂的兩個(gè)逆變器件在不斷交替的工作過程中出現(xiàn)異常。例如由于環(huán)境溫度過高，或逆變器件本身老化等原因，使逆變器件的參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致在交替過程中，一個(gè)器件已經(jīng)導(dǎo)通、而另一個(gè)器件卻還未來得及關(guān)斷，引起同一個(gè)橋臂的上、下兩個(gè)器件的“直通”，使直流電壓的正、負(fù)極間處于短路狀態(tài)。
2、升速時(shí)過電流當(dāng)負(fù)載的慣性較大，而升速時(shí)間又設(shè)定得太短時(shí)，意味著在升速過程中，變頻器的工作效率上升太快，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速迅速上升，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負(fù)載慣性較大而跟不上去，結(jié)果是升速電流太大。
3、降速中的過電流當(dāng)負(fù)載的慣性較大，而降速時(shí)間設(shè)定得太短時(shí)，也會(huì)引起過電流。因?yàn)?，降速時(shí)間太短，同步轉(zhuǎn)速迅速下降，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子因負(fù)載的慣性大，仍維持較高的轉(zhuǎn)速，這時(shí)同樣可以是轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度太大而產(chǎn)生過電流。

二、處理方法
1、起動(dòng)時(shí)一升速就跳閘，這是過電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象，主要檢查
① 工作機(jī)械有沒有卡住
② 負(fù)載側(cè)有沒有短路，用兆歐表檢查對(duì)地有沒有短路
③ 變頻器功率模塊有沒有損壞
④ 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過小，拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)不起來

2、起動(dòng)時(shí)不馬上跳閘，而在運(yùn)行過程中跳閘，主要檢查
① 升速時(shí)間設(shè)定太短，加長加速時(shí)間
② 減速時(shí)間設(shè)定太短，加長減速時(shí)間
③ 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(U/F比)設(shè)定太大，引起低頻時(shí)空載電流過大
④ 電子熱繼電器整定不當(dāng)，動(dòng)作電流設(shè)定得太小，引起變頻器誤動(dòng)作

變頻器的電壓保護(hù)
1、過電壓保護(hù)
產(chǎn)生過電壓的原因及處理方法：
① 電源電壓太高
② 降速時(shí)間太短
③ 降速過程中，再生制動(dòng)的放電單元工作不理想，來不及放電，請(qǐng)?jiān)黾油饨又苿?dòng)電阻和制動(dòng)單元
④ 請(qǐng)檢查放電回路有沒有發(fā)生故障，實(shí)際并不放電；對(duì)于小功率的變頻器很有放電電阻損壞

2、欠電壓保護(hù)
產(chǎn)生欠電壓的原因及處理方法：
① 電源電壓太低
② 電源缺相；
③ 整流橋故障：如果六個(gè)整流二極管中有部分因損壞而短路，整流后的電壓將下降，對(duì)于整流器件和晶閘管的損壞，應(yīng)注意檢查，及時(shí)更換。

變頻器的過熱保護(hù)
⑴風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù) 變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇是箱體內(nèi)部散熱的主要手段，它將保證控制電路的正常工作。所以，如果風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，應(yīng)立即進(jìn)行保護(hù)；

⑵逆變模塊散熱板的過熱保護(hù) 逆變模塊是變頻器內(nèi)發(fā)生熱量的主要部件，也是變頻器中重要而又脆弱的部件。所以，各變頻器都在散熱板上配置了過熱保護(hù)器件；

⑶制動(dòng)電阻過熱保護(hù) 制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率是按短時(shí)運(yùn)行選定的。所以，一旦通電時(shí)間過長，就會(huì)過熱。這時(shí)，應(yīng)暫停使用，待冷卻后再用?；蜻x用較大一點(diǎn)功率電阻；

⑷冷卻風(fēng)道的入口和出口不得堵塞，環(huán)境溫度也可能高于變頻器的允許值。

變頻器易出現(xiàn)的問題及對(duì)策
（1）噪聲問題及對(duì)策。
用變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于輸出電壓電流中含有高次諧波分量，氣隙的高次諧波磁通增加，故噪聲增大。電磁噪聲由以下特征：由于變頻器輸出中的低次諧波分量與轉(zhuǎn)子固有機(jī)械頻率諧振，則轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大。變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵心機(jī)殼軸承架等諧振，在這些部件的各自固有頻率附近處的噪聲增大。變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開關(guān)頻率有關(guān)，尤其在低頻區(qū)更為明顯。

一般采用以下措施平抑和減小噪聲：在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器。如果電磁轉(zhuǎn)矩有余量，可將U / f定小些。采用特殊電動(dòng)機(jī)在較低頻的噪聲音量較嚴(yán)重時(shí)，要檢查與軸系統(tǒng)（含負(fù)載）固有頻率的諧振。

（2）振動(dòng)問題及對(duì)策。
變頻器工作時(shí)，輸出波形中的高次諧波引起的磁場對(duì)許多機(jī)械部件產(chǎn)生電磁策動(dòng)力，策動(dòng)力的頻率總能與這些機(jī)械部件的固有頻率相近或重合，造成電磁原因?qū)е碌恼駝?dòng)。對(duì)振動(dòng)影響大的高次諧波主要是較低次的諧波分量，在PAM方式和方波PWM方式時(shí)有較大的影響。但采用正弦波PWM方式時(shí)，低次的諧波分量小，影響變小。

減弱或消除振動(dòng)的方法，可以在變頻器輸出側(cè)接入交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時(shí)，可改用正弦波PWM方式變頻器，以減小脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。從電動(dòng)機(jī)與負(fù)載相連而成的機(jī)械系統(tǒng)，為防止振動(dòng)，必須使整個(gè)系統(tǒng)不與電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁力諧波。負(fù)載匹配及對(duì)策生產(chǎn)機(jī)械的種類繁多，性能和工藝要求各異，其轉(zhuǎn)矩特性不同，因此應(yīng)用變頻器前首先要搞清電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載的性質(zhì)，即負(fù)載特性，然后再選擇變頻器和電動(dòng)機(jī)。負(fù)載有三種類型：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載和恒功率負(fù)載。不同的負(fù)載類型，應(yīng)選不同類型的變頻器。

（3）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載
恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載又分為摩擦類負(fù)載和位能式負(fù)載。摩擦類負(fù)載的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的150%左右，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的100%左右，所以變頻器應(yīng)選擇具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，而且起動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩都比較大，過載時(shí)間和過載能力大的變頻器，如FR-A540系列。位能負(fù)載一般要求大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能，能夠快速實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，變頻器應(yīng)選擇具有四象限運(yùn)行能力的變頻器，如FR-A241系列。

（4）、風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載
風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載是典型的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，低速下負(fù)載非常小，并與轉(zhuǎn)速平方成正比，通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的組合合適。這類負(fù)載對(duì)變頻器的性能要求不高，只要求經(jīng)濟(jì)性和可靠性，所以選擇具有U/f=const控制模式的變頻器即可，如FR-A540(L)。如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時(shí)，功率急劇增加，有時(shí)超過電動(dòng)機(jī)變頻器的容量，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱或不能運(yùn)轉(zhuǎn)，故對(duì)這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩，不要輕易將頻率提高到工頻以上。

（5）恒功率負(fù)載
恒功率負(fù)載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，但功率保持恒定的負(fù)載，如卷取機(jī)、機(jī)床等。對(duì)恒功率特性的負(fù)載配用變頻器時(shí)，應(yīng)注意的問題：在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制，，所以電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒功率特性，使用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合沒有問題。而在工頻以下頻率范圍內(nèi)為U/f定值控制，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩又相反傾向，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合難以適應(yīng)，因此要專門設(shè)計(jì)。

（6）發(fā)熱問題及對(duì)策

變頻器發(fā)熱是由于內(nèi)部的損耗而產(chǎn)生的，以主電路為主，約占98%，控制電路占2%。為保證變頻器正常可靠運(yùn)行，必須對(duì)變頻器進(jìn)行散熱。主要方法有：

（1）采用風(fēng)扇散熱：變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器箱體內(nèi)部散熱帶走。

（2）環(huán)境溫度：變頻器是電子裝置，內(nèi)含電子元件機(jī)電解電容等，所以溫度對(duì)其壽命影響較大。通用變頻器的環(huán)境運(yùn)行溫度一般要求－10℃~+50℃，如果能降低變頻器運(yùn)行溫度，就延長了變頻器的使用壽命，性能也穩(wěn)定。

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