变频器常见故障及处理

内蒙古电大学刊 2008年第1期(总第101期) 变频器常见故障及处理 陈 莹 (呼和浩特市大国房地产有限公司，内蒙古 呼和浩特 010050) [摘 要]介绍了变频器在使用过程中常见的几种故障产生的原因及处理过程，了这几种故障的解决办法。 [关键词]变频器 故障 处理 [中图分类号]TM921．51[文献标识码]A[文章编号]1672—3473(2008)01—0057—02 交流变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方 向，随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论在交流 调速系统 中的应 用 ，交 流 变频 调 速 已取代 了过 去 的滑 差调 速 、变极调速、直流调速等调速系统。现代交流变频调速基 本都采用 16位或 32位单片机作为控制核心，从而实现全数 字化控 制 ，调速性能 与直 流调速 基本 相 近 ，但 其维 护工 作要 比直流复 杂 ，一 旦发生 故 障，普 通技术 人员就 很难 处理 。鉴 于此，作者就变频器的一些常见故障及处理方法作一分析。 一 、用变频器的静态测试结果来判断故障 首先可对变频器做一个上电前的静态测试 ，一般通用型 变频器 大致包括 以下几 个部 分 ：1．整 流 电路 ，2．直 流 中间 电 路 ，3．逆变电路 ，4．控 制 电路 。静 态 测试 主要是 对 整 流 电 路 、直流中间电路和逆 变 电路部 分的 大功率 晶体 管 (功 率模 块 )的一个测试 ，工具 主要是 万用表 ，整流 电路 主要是对 整流 二极管 的一个正 反向的测试来判断它 的好坏 ，当然还 可用耐 压 表来测试 ；直流 中间电路 主要是 对滤波 电容 的容量及 耐压 的测量 ，还可观察 电容上 的安全 阀是 否爆 开 ，有 无 漏液 现象 等来判 断它 的好坏 ；功率模块 的好坏判 断主要是 对功率 模块 内的续流二极管 的判 断，对于 IGBT模 块还 需判断 在有 触发 电压 的情况下能否导通 和关 断。 二、参数设置类故障 通用变频器在使用 中，是否能满足传动系统的控制要 求，变频器的参数设置至关重要，如参数设置不当，则不能满 足生产的需要，导致起动、制动的失败或工作时常跳闸，严重 时会烧毁功率模块 IGBT或整流桥等器件而不能正常工作。 1．参数设置 厂家对每一台出厂的新变频器的每一个参数都设有一 个默认值 ，即工厂值。在这些参数值的情况下，系统是能以 面板操作方式正常运行的，但以面板操作并不满足大多数传 动系统的要求。所以，用户在正确使用变频器之前，要对变 频器参数进行修改 ，修改时要从 以下几个 方面进行 ：(1)确认 电机参数：在变频器参数中设定电机的功率 、电流、电压、转 速、最大频率 ，这些参数可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 、转矩 控制 、PID控制 或其他 方式。采取控制方式后 ，一般要根据控制精度，需要进行静 态或动态辨识。(3)设定变频器的启动方式：通常情况下， 变频器在出厂时设定从面板启动，用户可根据具体情况选择 面板 、外部端子 、通讯方式等几种方式之一来启动。(4)选择 给定频率方式：通常变频器的频率给定有多种方式 ：面板给 定 、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定，可选择 这几 种方式的一种或几种方式之和 。 正常设置以上参数后，变频器基本上能正常工作。如想 获得更 理想的控制效果 ，则只能根据实 际情 况并参考其 使用 书修改有关参数。 2．参 数设 置类故障的处理 如果发生了参数设置类故障，则变频器都不能正常运行， 最好是能够把所有参数恢复到出厂值 ，然后按上述步骤对使 用时原出厂值不合适的予以重新设置，如外部端子操作、模拟 量操作 、基底频率 、最高频率 、上 限频率 、下 限频率 、启动 时间、 制动时间(及方式 )、热 电子保护 、过流保护 、载波频率 、失 速保 护、过压保护和节能控制等。当运转仍不合适时，再根据说明 书对其他参数进行修改。 [收稿日期]2007—06—07 [作者简介]陈 莹(1976～)，男，呼和浩持市大国房地产有限公司。 一 57 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 陈 莹 三、过压类故障 变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上，正 常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。如果 以380V线电压计算 ，则平均直流电压 Ud：1．35U鳢=513V。 在过 电压发生时 ，直 流母 线的储 能 电容将 被充 电 ，当 电压 上 升至 760 V左右时 ，变频 器过 电压 保护动 作。 因此 ，对于 变 频器来说 ，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个 范围时，很可能损坏变频器。常见的过电压有两类： 1．输入 交流过 电压 这种情况是指输入交流 电压超过 正常范 围 ，多发 生在节 假日负载较轻，电压升高或降低而线路出现的故障，此时，最 好的解决办法就是断开电源，进行检查、处理。 2．发电类过电压 这种情况出现的概率较高，主要是电机的实际转速比同 步转速还高，使电动机处于发电状态，此部分能量将通过变 频 器的逆变 电路返 回到直流回路 ，而变频 器又没安装 制动单 元，下面所述的两种情况可引起这一故障：(1)当变频器拖动 大惯性负载 时，其 减速 时间设的 比较小 ，在减速 过程 中，变频 器输出的速度比较快 ，而负载靠本身阻力减速 比较慢 ，使负 载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还 要高，电动机处于发电状态 ，而变频器没有能量回馈单元，因 而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值 ，出现故障，以 三肯 SVF303为例，它 由直流回路取样后(530V左右的直 流)通过阻值较大电阻降压后再由光耦进行隔离，当电压超 出保护值时，显示⋯5’过压(数码管显示 )。处理这种故障可 增加再生制动单元或修改变频器参数 ，把变频器减速时间设 的长一些。(2)多个电动机拖动同一负载时，也可能出现这 一 故障，主要是由于没有负荷分配引起的，即多台电动机速 度不同步 ，下面以两 台 电动机拖 动 同一负 载为例 ，当一 台电 动机的实际转速大于另一 台电动机 的同步转速时 ，则转 速较 高的电动机相当于原动机，转速较低的电动机处于发 电状 态，易引起故障。处理这类故障需加负荷分配控制器，还可 以修改变频器参数。 四、过流故障 这可能是变频器里面最常见的故障了，其可分为加速、 减速 、恒速过电流 ，可能是 由于变频 器的加减 速时 间太 短 、负 载发生突变、负荷分配不均、输出短路等原因引起的，通常可 通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、 一 58 ～ 理工研究 进行负荷分配、对线路进行检查等。如果断开负载变频 器还是过流 ，说 明变 频器 的逆变 电路 已损 坏 ，需要更 换变 频 器 。 ， 五、过载故障 过载包括变频过载 和电机 过载。可能是 加速时 间太 短 、 直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。 通 常可通过延长加速 时 间、延 长制 动时 间、检 查 电网 电压等 方式来处理过载故障，对于变频过载一般都是由霍尔传 感器来完成 的，通过检测 UV两相 电流，再 由两输入或门 COMOS电路来判断变 频器 是否过 载。负载 过重 ，所 选 的电 机和变频器不能拖动该负载，也有可能是 由于机械润滑不好 引起。如是前者 ，则必须更换大功率的电机和变频器；如是 后者，则要对生产机械进行检修。 六、其他故障 1．欠压 主要原 因有 输入 电源过低或缺相 、变频器 内部 电压检 测 电路异常、变频器主电路异常。通用变频器电压输入范围在 320V460V，在实际应用中变频器满载运行时，当输入电压低 于 340V时可能会出现欠压保护，这时应提高电网输入电压 或变频器降额使用；若输入电压正常，则应为变频器内部故 障，可能为主回路中 KS接触器跳开，使限流电阻在变频器运 行时串联到主回路中，这时若变频器带负载运行便会出现欠 压故障，这时可排除是否为接触器损坏或接触器控制电路异 常 ；若变频器主 回路正常 ，则大多为 电压 检测 电路 故障 ，一般 变频器的电压检测电路为开关电源的一组输出，经过取样， 比较电路后给 CPU处理器，当超过设定值时，CPU根据比较 信号输出故障封锁信号，封锁 IGBT。 2．过热 可能的原因主要有：风道阻塞、环境温度过高、散热风扇 损坏不转及温度检测电路异常。现场处理时先判断变频器 是否确实存在温度过高情况，如果温度过高，则按上面所述 原因排除故障；如果变频器在温度正常情况下出现过热，则 故障原因为温度检测电路故障。 [参考文献] [1]冯垛生．变频器的应用与维护[M]．华南理工大学出版社，2000． [2]吴忠智，吴加林．变频器应用手册[M]．北京：机械工业出版社， 1995． [责任编辑：陈维廉】 维普资讯 http://www.cqvip.com