变频器培训讲义：变频器的维护及故障分析.ppt

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1、北京精诚智和教育科技有限公司:专业PLC、变频器培训公司,变频器培训讲义-变频器的维护及故障分析 讲师：王老师,变频器的维护,一.变频器需要维护 不良环境和元器件老化都会使变频器发生故障,维护能有效地减小故障，延长使用寿命。变频器的维护：日常维护 定期检修二.变频器日常检查的内容（运行时经常检查）1.经常观察操作面板，看显示是否有缺省、闪烁、颜色变浅等显现。可能原因：变频器的开关电源的滤波电容老化，使输出电压不正常，芯片工作在DC 3.5V5V；插接线接触不良。2.经常检查变频器的输入、输出接线端子是否发热。,系统运行中有振动端子松动接触不良 端子发热氧化3.经常检查变频器的输入、输出电缆是否

2、老化。4.检查冷却风机是否正常工作，是否在运转、风量是否正常、风道是否有灰尘？5.经常检查变频器有无异味、振动是否正常、发热是否正常、温度是否正常、散热板是否温度过热。主回路元器件有松动否。6.检测变频器的输入输出电压，直流高压是否正常。,三.定期检修,利用停产间隙时间进行，每年12次清洗主电路检测 滤波电容、限流电阻、继电器触点、绝缘电阻保护电路取样元件检查冷却风机的检查控制电路，开关电源元件、印刷电路、小电解电容加固紧固部件 检修后一定要进行试运行。,变频器的常见问题分析,一.参数设定不当时易碰到的问题1.变频器在电机空载时工作正常，但不能带负载启动。为什么？这种问题常常出现在恒转矩负载。

3、遇到此类问题时应重点检查加、减速时间设定或提升转矩设定值。U/F曲线设置。最小频率设置。2.变频器开始运行，但电机还未启动就过载跳停，表现为过流报警。如冶金厂一台25kW-6电机，投入运行时，跳停频繁。经检查，偏置频率原设定为3Hz，变频器在接到运行指令但未给出调频信号之前，电机将一直接收3Hz的低频运行指令而无法启动。变频器过载保护动作属正常。改偏置频率为0Hz，电机启动得以恢复正常。3.频率已经达到较大值，但电机转速仍不高。比如一台新投用的变频器频率设置已经很大，但电机转速明显较同频率下其他电机低。检查频率增益设定值为200%。由于频率设定信号增益为设定模拟频率信号对输出频率的比率，即如设

4、定频率为40Hz，实际输出频率仅为20Hz。将设定增益改为100%后，问题得到解决。,4.频率上升到一定数值，继续向上调节时，频率保持在一定值不断跳跃，转速不能提高。遇到上述问题，应检查最大转矩设定值是否偏小、变频器的容量是否偏小。观查电流值。5.变频器由U/F控制改为矢量控制，变频器不运行？U/F控制不需要严格的电机参数。矢量控制需要电机相关参数，否则不运行，如不接电机不运行。,二.外部环境易引发的问题 1.如果变频器操作室的制冷、通风效果不良或风扇损坏，易发生过热保护跳停。应注意保持变频器周围环境清洁、干燥，严禁在变频器附近放置杂物，应使之远离振动源和冲击源。2.如果工作环境内腐蚀性气体浓

5、度较大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能。在这种情况下，应把控制箱制成封闭式结构并进行换气。,三.过流与过载1.轻载过电流如果负载很轻，却又过电流跳闸，应首先检查电动机磁路是否饱和。励磁电流或磁通大幅度增加往往导致磁路饱和，此时铁心和线圈会过热。如磁路饱和，可通过反复调整U/f比来使变频器正常启动。2.重载过电流有些生产机械在运行过程中负荷突然加重，甚至“卡住”，电动机的转速大幅度下降，电流急剧增加，过载保护来不及动作，导致过电流跳闸。解决方法：首先了解机械本身是否有故障，如果有故障，则修理机器；如果这种过载属于生产过程中经常出现的现象，则应考虑加

6、大电动机和负载之间的传动比。适当加大传动比，可减轻电动机轴上的阻转矩，避免出现带不动的情况。如无法加大传动比，则考虑增大电动机和变频器的容量。,3.升速中过电流这往往是由于升速过快而引起的。可通过延长升（降）速时间或准确预置升（降）速自处理（防失速）功能而解决。4.过载 如出现过载现象，应重点检查以下三方面：机械负荷是否过重？三相电压是否平衡？是否是由于变频器内部的电流检测部分发生故障而引起的误动作？之后依据实际情况进行处理。四.变频器的参数设置 变频器出厂时，厂家对每个参数都预设一个值，这些参数叫出厂(缺省)值。一般缺省值并不能满足大多数传动系统的要求。所以用户在正确使用变频器之前，要求对变

7、频器参数做如下设置:,1.确认电机参数设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率。这些参数可以从电机铭牌中直接得到.2.变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、PID或其它方式。选定控制方式后，一般要根据控制精度需要进行静态或动态辨别3.设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际情况选择启动方式。可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。4.给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式。面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定。当然对于变频给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和，正确设置以上参数后，变频器基本能正常工作，如要获得更好的控制效

8、果则只能根据实际情况修改相关参数。一旦发生参数设置故障，可根据说明书进行修改参数.如果不行可数据初始化，恢复缺省值.然后按上述步骤重新设置，对于不同品牌的变频器其参数恢复出厂值方式也不同。,五.常见故障：1.“OC”过流报警故障这是变频最常见故障，首先排除由于参数问题而导致的故障，例如:电流限制，加速时间过短有可能导致过流的产生。然后就必须判断是否电流检测电路问题，以FVR-075G7S-4EX为例，有时看到FVR-075G7S-4EX在不接电机运行的时候面板会有电流显示，电流来自于哪里呢？这时就要测试一下它的3个霍尔传感器是否出了问题。2.“OV”过压故障 首先先要排除由于参数问题而导致的故

9、障，例如:减速时间过短，以及由于再生负载而导致的过压等。然后可以看一下电压检测电路是否出现了故障。一般的电压检测电路的电压采样点都是中间直流母线取样后(530V左右的直流)通过阻值较大的电阻降压后再由光耦进行隔离，当电压超过一定值时，显示“5”过压(此机为数码管显示)可以看一下电阻是否氧化变值，光耦是否有短路现象。,3.“UV”欠压故障首先可以看一下输入端电压是否偏低、缺相，然后看一下是否为电压检测电路故障。4.“OH”过热故障变频器温度过高，检查变频器的通风情况，及轴流风扇运转是否良好。有些变频器有电动机温度检测装置，检查电动机的散热情况，然后检查检测电路各器件是否正常。5.“SC”短路故障

10、可以检测一下变频器内部器件是否有短路现象。以安川616G545P5为例，模块、驱动电路、光耦是否有问题，一般为模块和驱动的问题，更换模块修复驱动电路。“SC”故障会消除。,6.“FU”快速熔断故障 现行推出的变频器大多推出了快熔故障检测功能。特别是大功率变频器，以LG SV030IH-4变频器为例。它主要是对快熔前面后面的电压进行采样检测。当快熔损坏以后必然会出现快熔一端电压丢失，此时隔离光耦动作，出现FU报警。更换快熔就应能解决问题，特别是应该注意的是更换快熔前必须判断主回路是否有问题。,六.使用变频器常遇到的问题 1.载波频率任何选择？0.515KHz载波频率 高 噪音小、对外干扰大。载波

11、频率 低噪音大、干扰小、额定电流大。2.变频器驱动的电机为何发热严重？由高频信号和高次谐波引起的。（1）使定子绕组由于电流的趋肤现象发热。（2）机座、铁芯产生涡流发热。（3）冷却风机转速下降。减小电机发热的方法（1）调低载波频率。（2）外加冷却风机。（3）加输出电抗器。,3.使用变频器后，漏电保护断路器易跳闸，如何解决？是由高频信号和高次谐波对漏电保护断路器的干扰引起的、EMC滤波器引起的。解决办法：（1）保护漏电保护设定值。（2）更换具有抗干扰性的漏电保护器。（3）去掉EMC滤波器。4.变频器与电机的距离远，如何解决？注意电缆线径的选择。（1）趋肤现象使线径变小。（2）高次谐波使电缆易于老化

12、、易于击穿。（3）电压的行波增高了电机的电压值。（4）要求电机绝缘等级要高一等级。（5）加du/dt、sin滤波器,5.变频器输出电流大于输入电流，为什么？（1）测量误差，高频干扰。（2）P=U*I P=Ui*Ii=U0*I0 UiU0 所以I0Ii6.变频器三相输入与输出端接错，有何后果？为什么？后果是烧变频器。（1）逆变器的续流二极管无限流电阻，上电就烧。（2）给起动运行信号后，逆变管导通短路烧逆变器。,7.直接断开变频器三相输入电源的方法停车会如何？可能损坏变频器。内部开关电源电压低，CPU控制不正常，控制上下桥臂短路，烧逆变器。8.备用变频器长时间放置后，再运行要注意什么？电容需要经常

13、充放电，否则会老化、降低电容值、出现漏电现象严重、耐压值降低。上电时炸电容：耐压值降低。上电时炸整流管：漏电现象严重。方法：先用低电压给电容充放电、逐步提高电压法，给变频器充放电，恢复电容性能。备用变频器放置36个月通电一次。,变频器的维修,1.变频器维修的条件：了解变频器的基本原理。熟悉变频器的基本结构。熟悉变频器的典型电路：输入输出电路、显示电路、开关电源电路、起动电流、滤波电路、限流电路、控制电路等。掌握常见电路的原理作用；思路敏捷，动手能力强，坚韧的个性。基本工具：直流稳压电源（具有限流功能）、信号发生器、双踪示波器、指针式万用表、频率计、自制工具、电机、代负荷等。,2.修理的通常方法

14、,逐步缩小法：通过分析、检测将故障范围逐步缩小，直至故障点。顺藤摸瓜法：按电路电信号传输的途径进行检测，判断故障所在。,3.修理的步骤,静态检测功率模块，好转下一步；坏转第三步通电检测，初查故障问题拆卸清洗（年久更换所有小电解电容）故障诊断故障处理，更换器件原则：尽量相同 灵活取代试运行：正常转下一步；存在问题回第四步填写修理记录,2.简易判断模块是否正常的方法：（1）电阻检测法：,用模拟万用表的红表笔（）接P端，万用表的黑表笔（）分别接R、S、T端,测二极管的正向电阻，二极管导通电阻正常值为几十。用模拟万用表的黑表笔（）接P端，万用表的红表笔（）分别接R、S、T端,测二极管的反向电阻，二极管

15、截止电阻正常值为几百k。,或者两个表笔分别接RS、RT、ST，电阻值应基本相同。电阻值=(正向电阻值反向电阻值)/2,逆变模块的粗测逆变模块包括IGBT管和与之反并联的二极管。它们的粗测方法介绍如下：IGBT管的粗测1.两个表笔分别接UV、UW、VW，电阻值应基本相同。2.根据IGBT的基本原理，在正常情况下，当把电池的“”端接发射极（E），电池的“”端接控制极（G）时，IGBT应处于截止状态，如图20 a）所示；反之，把电池的“”端接控制极（G），电池的“”端接发射极（E）时，IGBT应处于导通状态，如图20 b）所示。如果符合上述规律，则大体上可以认为，该IGBT管是可用的。图21反并联二

16、极管的粗测a）逆变模块电路b）测量示例测量时必须注意，因为IGBT管的G、E间是绝缘栅结构，所以，G、E间是不允许开路的。,图20IGBT的粗测a）截止b）导通,（2）反向二极管的粗测与整流电路的粗测类似，首先也应记住模块各端子的符号，如图21 a）所示。今以鉴别VD12为例，说明如下：由图 a）可以看出，VD12在端子N和V之间，N端接二极管的正极，V端接负极。因此，在正常情况下，当万用表的黑表笔（电池正端）接端子“N”，而红表笔（电池负端）接端子“V”时，VD12处于导通状态；将两表笔交换，VD12应截止。,图21反并联二极管的粗测a）逆变模块电路b）测量示例,变频器的常见故障分析与处理,1.整流模块的损坏损坏可能原因：过流、高压、高温、老化,图变频器主电路全貌,过流：1.限流电路继电器的触点损坏，烧结在一起。2.制动电路损坏，长期工作。3.逆变桥臂短路。4.过载：.负载转矩增大.电动机损坏过流过压：1.制动电路损坏，不工作。2.电源串入高压。,高温：1.冷却风机工作不正常。2.散热片有杂物。3.环境温度过高。,