变频器欠压干扰故障的维修.ppt

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1、,变频调速维护、保养实用技术培训,主讲 王兆义主办单位：新疆博识通咨询有限公司 中国工业自动化培训网,第五章 欠压与电磁干扰的维修,5.1 缺相、欠压故障的原因及处理 5.1.1 缺相、欠压故障的原因分析,第五章 欠压与电磁干扰的维修,1.缺相分析 在三相交流电路中，通过三相整流桥整流，得到直流母线上515V的直流电压。如果有一相断路或整流半桥的整流二极管坏，电路变为单相整流，便发生了缺相故障。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,2.欠压欠压是指直流母线上的电压较低，当低于了变频器的欠压检出值，变频器报欠压。造成变频器欠压的原因有两个方面：1）380V交流电低于了正常值（低于360V），使变频器的

2、直流母线上的电压下降。2）变频器内部电路问题，如SL接触器不能吸合，限流电阻造成直流母线电压低；变频器检测电路故障，造成变频器误报等。不管是由什么原因造成的欠压，都可以用测量直流母线电压的方法检测出来。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,3.变频器瞬间掉电欠压保护在大型企业，当有大型电器启动时，会造成电压的瞬时下降，当电压下降到变频器的欠压保护值时，变频器便停止输出。遇此情况，设置瞬时停电再启动。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,5.1.2 变频器欠压、缺相案例分析案例1：一台三肯160kW变频器，在工作中，偶尔报欠压停机。案例现象：该变频器为恒压供水系统，在一年前就有时报欠压跳闸，复位后能正常工作

3、。最近一段时间，跳闸比较频繁，每个星期就跳几次，影响到正常工作。案例检查：首先测量三相交流电压，均为385V，正常；再测量直流母线上电压，为510V，正常。该厂共有两台同型号的三肯160kW变频器，将两台变频器启动，输出频率调整为40Hz，再测量两台变频器的直流母线电压，均为505V。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,故障判断：由于两台变频器型号相同、功率相同、外加电压和母线电压相同，均都在正常范围，一台变频器工作始终正常，而另一台变频器近期频繁的报欠压故障，判断为变频器的内部检测电路出了问题，发出误报信号。变频器必须做解体维修。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例2 变频器起动后跳“LU”案例

4、现象：一台富士FRN11G11S变频器在频率上升到15Hz以上时，“LU”欠电压保护动作。案例分析：变频器欠压故障是在使用中经常碰到的问题，主要是因为主回路电压太低(220V系列低于200V，380V系列低于350V)或变频器自身原因。变频器自身的主要原因有：整流模块某一路损坏、滤波电容容量不足；其次是主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上而导致欠压；再有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例检查：首先检查输入侧电压是否有问题，然后检查电压检测电路。从整流部分向变频器电源输入端检查，发现电源输入侧缺相，由于电压表从另外两相取信号，电压表指示正常

5、，没有及时发现变频器输入侧电源缺相。输入端缺相后，由于变频器整流输出电压下降，在低频区，因充电电容的作用还可调频，但在频率调至一定值后，整流电压下降较快、造成变频器“LU”跳闸。接通断相电路，试机正常。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例3森兰变频器，工作报欠压。案例现象：一台森兰SB70G22、30KW变频器，上电显示正常，但是加负载后显示“Er.dcL”直流母线欠压故障。案例检查：上电后测量直流母线电压，正常。变频器负载运行，再测量直流母线电压，发现随着输出频率的上升，母线电压下降到500V以下，判断为整流电路故障。案例维修：用万用表直流10 挡，测量6只整流二极管的正向导通电阻。经测量，

6、发现该变频器整流桥有一路桥臂开路，更换新品后故障排除。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例4：西门子440变频器工作报欠压案例现象：一台新安装的西门子440、4kW变频器，驱动一台4kW电动机，变频器和电动机均为同一品牌，均由同一供应商提供。该变频器安装好后，工作中频繁报欠压。案例检查：测量交流输入电压，380V正常；测量直流母线电压，495V，也基本上在正常范围之内。因为是新变频器，内部故障的可能性很小。半个月时间没找出故障所在。偶尔发现电动机的功率为5kW，随后由供应商进行了更换。电动机更换为4kW后故障消除。案例分析：该案例本质上应报过载，怎么会报欠压呢？可能是变频器的输出电流增加，引起

7、了输入电压下降，而欠压报警值设置的较高，故出现了欠压报警。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例5：变频器先报欠压，后无电案例现象：一台55kW富士变频器，驱动一台45kW电动机用于抽油机。抽油机在运行时往复运动，空载下行时有能量回馈，因此外接制动电阻和制动选件。一天,在启动时，变频器报欠压跳闸，复位时再启动，变频器无电。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例处理：测量输入电压，380V正常，测量直流母线电压，基本为零。判断为变频器故障。将变频器拆除，换上一台同型号变频器，开机又报欠压。怀疑外电路有问题。断电5min，待滤波电容的电压充分放电后，用万用表电阻挡测量直流母线两端电阻，阻值为10几欧，

8、再查制动选件，发现已经短路。将制动选件换新，故障排除。案例分析：因为制动选件短路，在直流母线上始终并联有制动电阻。起机时，因为有限流电阻的作用，直流母线电压升不到正常值，接触器不能闭合。因为限流电阻的容量很小，时间稍长，就烧断了。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例6：一台CT18.5kW变频器，上电跳“Uu”欠压故障。案例检查：测量三相交流电压，正常；测量直流母线电压，大大低于正常值。判断为变频器内部电路损坏。案例维修：在线测量变频器的整流桥和充电限流电阻RL，是好的。判断继电器不能闭合。解体变频器，测量继电器线圈，导通；给线圈加上24V直流电压，继电器吸合。继而检查24V直流电源，经仔细检

9、查该电压是经过LM7824稳压集成块稳压后输出的，测量该稳压块已损坏，找一新品更换后，上电工作正常。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,5.2 变频器过热故障的检修5.2.1 变频器过热原因,第五章 欠压与电磁干扰的维修,5.2.2 排除方法1.环境温度过高造成环境温度高的原因有：1）夏天气温过高 夏天环境温度高于40度时，造成变频器的体温度更高，变频器要降额使用。2）安装不合理 因为安装不合理，造成变频器散热不良。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,2.变频器风扇坏、风道堵塞工作在灰尘、絮状物较多的场合，如果变频器没有防尘措施，很容易造成风道堵塞，散热不良，极易造成模块损坏。散热轴流风机，工作有年限

10、要求，当风机的轴承干涸、风叶堵塞、绕组损坏等，会使风机转速慢或停转。风机转速慢或停转会使散热器温度迅速上升，如不马上停机保护，会使模块过热损坏。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,2.变频器维护防热、除尘、防恶劣环境，是变频器正常工作的保证。除尘方法：用高压空气吹散热器风道；用毛刷清扫控制电路的导电积尘（将报废的变频器进行拆解，练习变频器的拆解方法）。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例7：ABB变频器过热停机案例现象：一台ABB ACS500 22kW变频器在运行半小时左右跳“OH”。分析与维修:因为是在运行一段时间后才出现过热跳闸，所以温度传感器坏的可能性不大，可能变频器的温度确实太高。通电后

11、发现风机转动缓慢，防护罩里面堵满了很多棉絮(因该变频器是用在纺织行业)，经打扫后开机风机运行良好，运行数小时后没有再跳此故障。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例8：佳灵变频器通电就报“FL”过热跳闸。案例现象：一台T9、90KW变频通电就跳“FL”，且不能复位。分析与维修:因为正常过热要有一定的时间累积过程，该机为通电就跳“FL”，且不能复位，变频器内部损坏的原因较大。首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象，估计问题出现在温度保护电路。此机温度保护元件为85度常闭感温包,经测量后为感温包断路引起保护.换一个新的感温包，故障排除。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例9：一

12、台佳灵37kW变频器，在运行十多分钟后跳“FL”。分析与维修:因为是在运行一段时间后才出现故障，所以温度传感器损坏的可能性不大，可能是变频器的温度确实太高。通电后发现变频器顶端风机出口风量很小,估计为散热器的散热片被堵(因该变频器是用在化纤行业)。清扫变频器散热器的通风道，开机后通风良好，运行数小时后再没有跳此故障。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,5.2 电磁干扰故障的排除5.2.1 电磁干扰的三种途径 变频器的干扰途径为：传导干扰、电磁波辐射干扰和磁场耦合干扰。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,1.传导干扰是整流电源电流的不连续性造成的。他是沿着电源线传播，凡是接到该电源上的电器，都要受到干扰

13、。2.电磁波辐射干扰是因为变频器输出端PWM波辐射造成的。是无线传播，当信号线离干扰线较近时会受到干扰。3.磁场耦合干扰是电流流动在导线周围产生的磁场形成的干扰。干扰距离较近。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,5.2.2 受干扰的原因变频器受到电磁干扰的主要原因是变频器的屏蔽不良。一是：电源线屏蔽不良，PWM波辐射严重；二是：控制设备、信号线屏蔽不良，感应进了干扰信号；三是：没有合理的接地，信号屏蔽线接地、变频器外壳接地、电动机外壳接地等。四是：工频电源的干扰谐波传入了控制设备。变频器的输入端没有安装电抗器、EMC电磁滤波器，信号电源和变频器用同一电源。从发生的电磁干扰案例分析，问题主要出现在上

14、述四个方面。当判断变频器为电磁干扰，首先检查变频器的接地情况，信号线的屏蔽情况和走向，电源线是否进行了屏蔽，是否套入共轭磁环，是否接入滤波器等。可用示波器进行控制信号的观察，从而发现干扰途径。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,5.2.3 受到电磁干扰的现象1.安装在同一电源上的电器出项异常当变频器安装完毕，发现整个厂区或部分区域电器工作不正常。如计算机、保护装置、信号系统等。2.变频器不能正常工作因为干扰信号和控制信号相叠加，进行变频器的控制。因此，电磁干扰多反映在变频器的运行控制上。如电动机在运行过程中突然停机，电动机运行时快时慢，运行速度不稳定，电动机停不下来，按钮不起作用、控制压力不准、变

15、频器反映迟钝等等，这些都是变频器可能受到干扰的具体体现。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,5.2.4 消除干扰的方法1.进行良好屏蔽,第五章 欠压与电磁干扰的维修,第五章 欠压与电磁干扰的维修,第五章 欠压与电磁干扰的维修,2.分区安装,第五章 欠压与电磁干扰的维修,5.2.5 故障案例分析案例10：电磁干扰引起纺织机不能正常工作1.案例现象：一台新改装的纺织机，用3.7KW的变频器拖动一台4KW电动机。调试后设备投入试运行。工作几个小时后电动机不转，变频器有频率显示，也不报故障保护。用户认为是变频器有问题，要求更换一台新机，后来厂家更换了新机故障依然如此。2.案例分析：由于更换了新机，排除了变

16、频器本身的故障。在检查时发现，按正转按钮起动变频器运行时，变频器面板的正转和反转指示灯都亮，也就是说变频器正转指令和反转指令都启用了，难怪电动机不运行。在检查中发现变频器没有采取有效的防电磁干扰措施，判断该故障为电磁干扰所致。3.处理方法：在变频器输入输出电源线上套上磁环，把所有控制线更换成屏蔽线，同时降低了变频器载波频率。通过上述处理，故障排除。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例12：.输出高次谐波干扰液位计输出.1.案例现象：由变频器控制电动机拖动一台液体设备。在运行调试中，变频器启动运行正常，而控制液体的液位计读数偏高。在液位低于下限值时，液位计输出4mA；液位未到设定上限值时，液位计

17、却显示上限，致使变频器接收停机指令，迫使变频器停止运行。2.案例分析及处理：检查液位计，没有问题，这显然是变频器的高次谐波干扰液位计，干扰传播途径是液位计的电源回路或信号线。解决办法为：将液位计的供电电源取自另一供电变压器，谐波干扰减弱，再将信号线穿入钢管敷设，并与变频器主回路线隔开一定距离。经这样处理后，谐波干扰基本消除，液位计工作恢复正常。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例13：变频器仪表干扰不能正常工作 案例现象：某公司进行水泵节能改造项目，安装了9台ABB ACS系列变频器，其中8 台变频器是ACS-510系列，功率范围为45110 kW；另外一台变频器是ACS-800 系列，功率为

18、200 kW，此台变频器和另外一台45 k变频器安装在一台1 000 kVA车间变压器供电的380 V母线上。变频器的420 mA 调速信号均来自PLC 控制系统。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,案例调试：在调试中ACS-510 系列变频器运转正常，但ACS-800变频器运转时出现了两个问题。1）两线制仪表信号受到干扰，测量值出现波动。波动比较严重时，控制系统发出压力高或者压力低的信号，控制系统均误认为是压力过低，而自动关闭一些阀门。下图 曲线为变频器工作和停止时仪表的记录曲线，由图可见，变频器工作时仪表中感应了较强的干扰信号。但是，除了两线制以外的仪表，均正常工作，没有受到干扰。,第五章 欠

19、压与电磁干扰的维修,2）变频器运行后，车间变压器保护装置误动作，经常发出过负荷报警，甚至发生误动作跳闸，而变压器实际负荷才500 kW，并没有出现过负荷。故障分析：初步判断是因为变频器功率比较大，产生的电磁干扰也比较强烈，并且由于控制线与动力线距离比较近造成的。其420 mA 调速信号电缆采用的是屏蔽双绞线，穿镀锌钢管后沿电缆桥架敷设，钢管与电缆桥架的距离约为5 cm。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,故障处理：将控制电缆和动力电缆之间的距离调整到30 cm 以上再次试验，发现干扰现象仍然存在；为了再次确认是否是电磁干扰沿控制线路引入PLC控制系统，将控制电缆从PLC 控制柜去除，变频器控制柜现

20、场手动调速，发现两线制仪表信号受到的干扰现象仍然存在，所以基本排除了是电磁干扰信号沿控制线路引入PLC 控制系统。随后采用专用电能质量测试仪对变频器供电回路进行谐波测试。测试谐波数据如表2 所列，谐波电流波形和谐波含量如图3、图4 所示。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,变频器谐波测量数据,第五章 欠压与电磁干扰的维修,从测试的谐波数据可知，变频器产生了大量谐波，主要以5次、7 次、11 次谐波居多。从变频器电压曲线可以明显的看出，谐波电流使正常的电压曲线不再是正弦曲线；谐波含量柱形图所显示的情形和所测得的谐波数值相吻合，证实了是变频器谐波以电磁传导方式传播到供电网络中去，从而影响到仪表变压器继

21、电保护装置不能正常工作。根据以上测试结果，仔细分析了ACS-510 系列变频器和ACS-800 变频器的结构区别，从ABB变频器使用手册和其他技术资料中发现，两种变频器在其附件配置上稍微有点区别。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,ACS-510系列变频器输入端内置了一台变感式交流输入电抗器和RFI滤波器。交流电抗器和RFI 滤波器是标准配置，在实际使用中不需要额外的滤波器。而ACS-800变频器在输入端只内置了一台交流输入电抗器。EMC 滤波器是可选设备，如果在设备订货时没有要求强调安装EMC 滤波器，ABB 厂家只在输入端内置一台交流输入电抗器。经核实，这台变频器订货时确实没有要求配置EMC 滤波器，于是在变频器输入端增加了一台变频器专用FT330-400型输入滤波器，然后再开机试验，仪表信号受干扰现象消除，并且变压器继电保护装置误动作事故也不再发生。,第五章 欠压与电磁干扰的维修,总结：1.变频器的信号线必须进行良好屏蔽。当信号线大于5m以上时，要用镀锌铁管屏蔽。2.变频器的容量大于50kW以上时，要在输入端加电磁滤波器，以滤除变频器谐波对电网的干扰。如果变频器的容量很大，对电网的传导干扰是很严重的，使工作在电网上的电器都受到不同程度的干扰，甚至使控制系统瘫痪。,敬请提出建议，谢谢！,