变频器故障分析与处理

变频器故障与处理 目前人们所说的交流调速系统，主要指电子式电力变换器对交流电动机的变频调速系统。变频调速系统以其优越于直流传动的特点，在很多场合中都被作为首选的传动，现代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，但使用变频器时，其维护工作要比直流复杂，一旦发生故障，企业的普通电气人员就很难处理，这里就变频器常见的故障分析一下故障产生的原因及处理方法。 　　一、参数设置类故障 　　常用变频器在使用中，是否能满足传动系统的要求，变频器的参数设置非常重要，如果参数设置不正确，会导致变频器不能正常工作。 　　1、参数设置 　　常用变频器，一般出厂时，厂家对每一个参数都有一个默认值，这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下，用户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，要对变频器参数时从以下几个方面进行： 　　（1）确认电机参数，变频器在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、转距控制、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，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，当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后，变频器基本上能正常工作，如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。 　　2、参数设置类故障的处理 　　一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明进行修改参数。如果以上不行，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置，对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。 　　二、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。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud= 1.35 U线＝513V。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压保护动作。因此，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、输入交流电源过压 　　这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在节假日负载较轻，电压升高或降低而线路出现故障，此时最好断开电源，检查、处理。 　　2、发电类过电压 　　这种情况出现的概率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态，而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一故障。 　　（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，而纸机中经常发生在干燥部分，处理这种故障可以增加再生制动单元，或者修改变频器参数，把变频器减速时间设的长一些。增加再生制动单元功能包括能量消耗型，并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统，这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态，产生再生能量，这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。 　　（2）多个电动施动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例，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，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态，引起故障。在纸机经常发生在榨部及网部，处理时需加负荷分配控制。可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。 　　三、过流故障 　　过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其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。这时一般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、进行负荷分配、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。 　　四、过载故障 　　过载故障包括变频过载和电机器过载。其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。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。 　　五、其他故障 　　1、欠压 　　说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。 　　2、温度过高 　　如电动机有温度检测装置，检查电动机的散热情况；变频器温度过高，检查变频器的通风情况。 一、 变频器控制回路的抗干扰措施 由于主回路的非线性（进行开关动作），变频器本身就是谐波干扰源，而其周边控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其他装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常的工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。 1． 变频器的基本控制回路 变频器同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种： ①4～20mA电流信号回路（模拟）；1～5V/0～5V电压信号回路（模拟）。②开关信号回路，变频器的开停指令、正反转指令等（数字）。外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵变频器。 2． 干扰的基本类型及抗干扰措施 (1) 静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生的电势。 措施：加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径40倍以上时，干扰程度就不大明显。在两电缆间设置屏蔽导体，再将屏蔽导体接地。 (2) 静电感应干扰：指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通大小，控制电缆形成的闭环面积和干扰电缆与控制电缆间的相对角度。 措施：一般将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离铺设，分离距离通常在30cm以上（最低为10cm），分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。 (3) 电波干扰：指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。 措施：同(1)和(2)所述。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用铁箱要接地。 (4) 接触不良干扰：指变频器控制电缆的电接点及继电器接触不良，电阻发生变化在电缆中产生的干扰。 措施：对继电器采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆应定期做拧紧加固处理。 (5) 电源线传导干扰：指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其他设备在电源系统直接产生电势。 措施：变频器的控制电源由另外系统供电，在控制电源的输入侧装设线路滤波器或隔离变压器，且屏蔽接地。 (6) 接地干扰：指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发干扰，比如设置两个以上接地点，接地处会发生电位差，产生干扰。 措施：速度给定的控制电缆取一点接地，接地线一作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不与其他接地端子共用，并尽量减少接地端子引接点的电阻，一般不大于100ω。 3． 其他注意事项 (1) 装有变频器的控制柜，应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设置。 (2) 弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器和接触器。 (3) 控制电缆建议采用1.25mm×2或2mm×2屏蔽绞合绝缘电缆。 (4) 屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时，屏蔽端子要互相连接。 二、 变频器常见故障分析 1． 变频器充电启动电路故障 通用变频器一般为电压型变频器，采用交一直一交工作方式，即是输入为交流电源，经三相整流桥后变为直流电压，然后再经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。当变频器刚上电时，由于直流侧的平波电容容量非常大，充电电流很大，通常采用一个启动电阻来限制充电电流，常见的变频启动两种电路,如图1所示。充电完成后，控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路，启动电路故障一般表现为启动电阻烧坏，变频报警显示为直流母线电压故障，一般在设计变频器时，为了减少变频器的体积，启动电阻值选择在10～50ω，功率为10～50ω。 当变频器的交流输入电源频繁通断，或者旁路接触器的触点接触不良时，以及旁路晶闸管导通阻值变大时，都会导致启动电阻烧坏。如遇此情况，可购规格的电阻换届之，同时必须找出引出电阻烧坏的原因，才能将变频器投入使用。 2． 变频器无故障显示，但不能高速运行 某厂一台变频器状态正常，但调不到高速运行，经检查，变频器并无故障，参数设置正确，调速输入信号正常，上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有450V左右，正常值为580～600V，再测输入侧，发现缺了一相，原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的。实际上变频器缺一相输入时，是可以工作的，因多数变频器的母线电压下限为400V，只有当直流母线电压降至400V以下时，变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时，直流母线压为380×1.2=456＞400V。当变频器不运行时，由于平波电容的作用，直流电压也可达到正常值。新型的变频器都是采用PWM控制技术，调压调频的工作在逆变桥完成，虽然在低频段输缺相时仍可以正常工作，但因为输入电压低使输出电压低，造成异步电机转矩低，频率上不去，所以不能高速运行。 3． 变频器显示过流故障 出现这种故障显示时，首先检查加速时间参数是否太短，力矩提升参数是否太大，然后检查负载是否太重。如果无这些现象，可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点，复位后运行，看是否出现过流现象，如果出现的话，很可能是含有过压过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能的IPM模块出现故障，一般更换IPM模块即可。 4.变频器显示过压故障 这种故障一般是雷雨天气出现，由于雷电串入变频器的电源中，使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸，在这种情况下，通常只须断开变频器电源1min左右，再合上电源，即可复位；另一种情况是变频器驱动大惯性负载，就出现过压现象，这时变频器的减速停止属于再制动，在停止过程中，变频器的输出频率按线性下降，而负载电机的频率高于变频器的输出频率，负载电机处于发电状态，机械能转化为电能，并被变频器直流侧的平波电容吸收，这种能量足够大时，就会产生所谓的“泵升现象”，变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大电压而跳闸，对于这种故障，一是将减速时间参数设置长些或增大制动电阻或增加制动单元；二是将变频器的停止方式设置为自由停车。 5.电机发热，变频器显示过载 对于已经投入运行的变频器如果出现这种故障,就必须检查负载的状况.新安装的变频器可能是V/F曲线设置不当或电气参数设置有问题,如一台新装变频器,其驱动的是一台变频电机,电机额定参数为220V/50Hz，而变频器出厂时设置为380V/50Hz，由于安装人员没有正确变频器的V/F参数，导致电机运行一段时间后转子出现磁饱和，致使电机转速降低，发热而过载。在使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时，没有正确的设置负载电机的额定电压、电流、容量等参数及设置的变频器载波率过高时，均会导致电机发热过载，另处设计者设计变频器常常在低频段工作，而没有考虑到在低频段工作的电机散热变差的问题，致使电机工作一段时间后发热过载，对于是种情况，需加装散热装置。 交流变频速以其节能显著、保护完善、控制性能好、过载能力强、使用维护方便等特点，迅速发展起来，已成为电动机调速的主潮流。变频调速在我国已进入推广应用阶段。然而由于认识上的局限，人们在VVVF（变频变压）变频器的实际应用中还存在许多错误。怎样结合生产工艺要求正确使用变频器并使其充分发挥效益，已成人们关注的焦点。现结合工程应用中的故障实例，对变频器在应用中普遍存在的问题进行分析。     一、故障实例     1、误操作故障     某水泥厂7#水泥回转窑篦式冷却机设计选用两台Y250M-830kW电动机分别传动两级篦床，变频调速控制，其控制原理如图1所示。图中VVVF是日产富士FRNO37P7-4EX57kVA通用变频频器，装于低压配电室内，其电源接触器及运转命令上冷却机现场和控制室两地操作，KA是篦冷机与破碎机联锁触点。变频器系统试车时，因工艺需要，操作人员在主控室操作SB4断开变频器电源接触器KM，使处于集中控制的篦冷机停车。重新开车时，两台变频器均进入OH2（外部故障）闭锁状态，故障历史查询显示OH2和LU（低电压），检查端子THR随联接良好，电源电压正常，按RESET键复位无效，测量主电路直流电压为518V。经分析故障前篦冷机工作于集中控制状态，参与系统联锁，操作员停变频器电源实现停车时，计算机进行内部数据读操作并获取正转指令，但此时主回路直流电压尚未建立，CPU检测后封锁输出，发出OH2故障信号，因此，导致故障的真正原因是错误操作，而非现场技术人员认为的由电源接触器频繁起动变频器所致。故障原因明确以后，针对现场情况规定了操作程序，开停车使用控制室内的S2（集中控制时）或SB5、SB6开停车按钮，将集中控制室内变频器电源接触器控制按钮SB3、SB4用胶带贴封，仅当停机检修时启用，以避免误操作现象出现，系统运行正常。 图1     2、使用条件造成的故障     一家油田某采区所用的九台变频器在短期内烧毁三台，故障都是变频器控制的变压器烧毁导致主板等部件损坏。据了解，该地区电网电压有时高达480V，远超过手册规定的+10%的电压上限，使绝缘裕度较小的控制变压器烧毁。这是一个变频器用于严重过压条件下而损坏的曲型事例。因此，使用变频器时，应对使用现场的电网质量、环境温度、粉尘、干扰等条件认真调查，外部条件不能满足要求时应采取有效措施加以解决。     二、变频器应用中的常见问题及处理方法     1、变频器电源开关的设置与控制     变频器用户手册规定，在电源与主电路端子之间，一定要接一个开关，这是为了确保检修安全。对这一点，一般用户能够按手册要求做。但容易忽视的是手册还建议在开关后装设电磁接触器，其目的是在变频器进入故障保护状态时能及时切断电源，防止故障扩散。在实际使用中，有的用户没有安装，有的使用不合理；如图1方案中电源接触器仅被用来实现远地停送电及变频器的过负荷保护；有些方案则仅用于起、停电动机。这都是不恰当的。由于变频器价格较高，使用时应在电源接触器控制回路中串接变频器故障报警接触器动断触点控制回路中串接变频器故障报警接链接触器动断触点（如富士P7/G7系列的B30、C30触点），这对大容量变频器尤为重要。     变频器电源进线端一定要装设开关，使用中宜优选刀熔开关，该开关有明显的断点，集电源开关、隔离开关、应急开关和是路保护于一体，性能优于目前采用较多的单一熔断器、刀开关或自动空气开关等方案。对大容量变频器应选配快速熔断器以保护整流模块。     变频器电源侧设置接触器应选配快速熔断器以保护整流模块。     变频器电源侧设置接触器并参与故障联锁时，应将控制电源辅助输入端子接于接触器前，以保证变频器主电路断电后，故障显示和集中报警输出信号得以保持，便于实现故障检索及诊断。     2、不应用电源侧接触器频繁起、停电动机     实际应用中，有许多控制方案设置外围电路控制电源侧接触器实现系统软起动特性，图2是某杂志一篇文章推荐的日产三垦（SANKEK）变频器的控制方案。由图可知，该方案电动机起动时按SB2，其触点闭合，KA1得电，其动合触点分别发出变频器运行和时间继电器KT的激励命令，KT延时断开动合触点提供继电器KA2激励命令，KA2动合触点控制KM吸合，变频器得电起动电动机。停车时按SB1发出停车命令，KA1断电，其动合触点复位，取消运行命令并使KT断电，KT动合触点延时20s复位，电源接触器KM断电，，实现当KM起动时，先闭合KA1，停止时先断开KA1的办法，可达到起动、停止软特性，从而避免电动机反馈电压侵入变频器。 图2     上述方案建议利用电源接触器直接起动变频器来实现电动机起动、停止的软特性是错误的。由图3可知，当电压型交-直-交变频器通电时，主电路将产生较大充电电流，频繁重复通断电，将产生热积累效应，引起元件的热疲劳，缩短设备寿命。因此上述方案不适用于频繁起动的设备。对不频繁起动的设备也无优越性（某些大容量变频器根本无法起动，如例1所述），因为变频器本身具有优越的控制性能，实现软起动特性应优先考虑利用正、反转命令和通过加、减速速时间设定实现，无谓地增加许多外围电路器件，不但浪费资金而且降低了系统的可靠性，大大降低了响应速度，加大维护工作量，增加损耗，是不足取的。 图3     3、电动机过载保护宜优先选择电子热继电器     一部分专业人员认为，变频器内部的过载保护只是为保护其自身而设，对电动机过载保护不适用，为了保护电动机，必须另设热继电器。在实际应用中，笔者所见各种变频调速控制方案也绝大多数在电路的不同位置设置了热继电器，以完成所控单台电动机的过负荷保护，这显然又是一种误解。对一台变频器控制一台标准四极电动机的控制方案而言，使用变频器电子热过载继电器保护电动机过载，无疑要优于外加热继电器，对普通电动机可利用其矫正特性解决低速运行时冷却条件恶化的问题，使保护性能更可靠。尤其是新型高机能变频器（如富士9S系列）现已在用户手册中给出设定曲线，用户可根据工艺条件设定。通常，考虑到变频器与电动机的匹配，电子热过载继电器可在50%~105%额定电流范围内选择设定。     只有在下列情况时，才用常规热继电器代替电子热继电器：     所用电动机不是四极电动机。     使用特殊电动机（非标准通用电动机）     一台变频器控制多台电动机。     电动机频繁起动。     但是，如果用户有丰富的运行经验时，笔者仍建议通过电子热继电器的合理设定（引入校正系数）来完成单台电动机变频调速的过载保护。     当变步器选用外部热继电器进行电动机过载保护时，热继电器应装设于变频器输出侧，常见的装于输入侧的方案起不到保护作用（变频器的变频变压特性使 其低频时输入电流远远小于输出电流）。过载保护应根据设备工艺要求情况，采用变频器停止命令（断开CM）或空转停车（断开BX）命令实现停车，不宜通过电源接触器实现。     4、变频器与电动机间不宜装设接触器     装设于变频器和电动机间的接触器在电动机运行时通断，将产生操作过电压，对变频器造成损害，因此，用户手册要求原则上不要在变频器与电动机之间装设接触器。但是，当变频器用于下列情况时，仍有必要设置：     当用于节能控制的变频调速系统时常工作于额定转速，为实现经济运行需切除变频器时。     参与重要工艺流程，不能长时间停运，需切换备用控制系统以提高系统可靠性时。     一台变频器控制多台电动机（包括互为备用的电动机）时。变频器输出侧设置电磁时，设计外围电路应避免接触器在变频器有输出时动作，任何时候严禁将电源接入变频器输出端。     目前，有些用户为了方便测试负荷电缆和电动机绝缘，在变频器输出侧设置自动空气开关，用以在测试时切除变频器，该法弊大于利。由于变频器输出电缆（线）要求选用屏蔽电缆或穿管敷设，缆线故障几率很小，通常情况下测量电动机及电缆绝缘时，可选用铅丝或软铜线将变频器输入、输出、直流电抗器和制动单元联接端子可靠短接后进行测试，仅在需要测量电缆相间绝缘时拆线检测，确无必要增加投资，否则还要采取可靠措施，防止在运行中误操作。     5、电流检测时电汉互感器的设置及电流表的选择     由于设计人员或用户容易忽视变频器输出频率的变化特性，在电流检测及仪表选型上经学出现错误。变频器输出侧电流测量应使用电磁经系仪表，以获得所需的测量精度。例如，某杂志刊登的《一起变频器不能复位的故障处理》一文，提出变频器输出侧不能使用普通电流互感器，这是错误的论点。在变频器输出侧使用普通电流互感器是可以完成输出电流检测的。由电流互感器铁心磁通密度计算公式Bmake=K2/4.44fSmW2可知，铁心的磁通密度与交流电流频率的变化成反比，忽略次要因素时，其电流误差（即变化误差）和相位误差可看作与电流频率变化成反比，只是当电流频率超过1kHz时，铁心温度会增高。但是，由于互感器正常运行时激磁电流设计得很小（主要为了减小误差），因此，普通电流互感器用于50Hz频率附近时，其电流误差是很小的。通过实际校验对比可知，当变频器输出频率在10~50Hz之间变化时，电磁系电流表指示误差很小，实测误差在1.27%以下，并与电流频率变化成反比（以变频器输出电流指示为基准），能够满足输出电流监视的要求。此外，尤其是当变频调速系统驱动负载变化不太大的往复运动设备时，由于设备传动力矩的周期性变化，使变频器输出电流产生一定波动，变频器的LED数码显示电流值跳字严重，造成观察读数困难，采用模拟电流表可有效地解决这个问题。     应当注意的是，使用指针式电流表测量变频器输出侧电流时，必须选择电磁经系仪表（手册通常称作动铁式），使用时应严格按用户手册的规定选择安装，以保证应有的精度。如选用整流系仪表（该错误非常普遍）时，经实测在19~50Hz区间，指示误差为69.7%~16.66%，且为负偏差。     此外，由于变频器的输入电流一般不大于输出电流，因此，输入侧设置电流监视意义不大，一般有信号灯指示电源即可，如电压不稳时可设电压表监视。大容量变频器低频运行时，其输入侧电流表可能无指示。     如今，变频器已具有很强的功能，但是，国内的应用情况在很大程度上与录像机一样，其功能的开发与正确应用十分有限，许多地方仅限于能够开停车和调速的应用。因此,迅速提高技术人员的应用水平，对发挥变频器的节能和优良的控制性能是十分重要的。 1、加速时：     外部原因可能有：输出回路有接地或相间短路现象。若是则排除之。 若是矢量控制变频器，则可能是参数没有辨识或辨识不准确，需重新进行参数辨识。 若是V/F控制方式，则可能有如下原因： A、加速时间过短，使变频器的输出电压上升太快，解除办法是延长加速时间, 若工艺要求快速起动则需选用大一档的型号。 B、手动提升转矩设置不合适。 另外还可能和下列因素相关： A、电压是否偏低？若是则将电压调至正常范围。 B、是否对正在运行的电机起动？若是则选择转速跟踪再起动或等电机停止后起动 C、起动过程是否有突加负载？若是则取消突加负载。 D、变频器型号是否选小？若是则选择合适型号。 2、减速时：      变频器减速时过电流一般都是由电机惯性负载造成,当电机一下子从高速变为低速时，由于负载存在惯性，电机变成发电机向变频器回馈电能所致，解除办法是延长减速时间,或増加制动单元。  fhdjf (2007-6-06 12:37:32) 在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。 　　一、静态测试 　　1、测试整流电路 　　 找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P，黑表棒分别依到R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到P 端，红表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端，重复 以上步骤，都应得到相同结果。如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值 三相不平衡，可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥 故障或起动电阻出现故障。 　　2、测试逆变电路 　　 将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基 本相同，反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则 可确定逆变模块故障 　　二、动态测试 　　 在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。在上电前后必须注意 以下几点: 　　1、上电之前，须确认输入电压是否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机 （炸电容、压敏电阻、模块等）。 　　2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器出现故障,严重时会出现炸机等情况。 　　3、上电后检测故障显示,并初步断定故障及原因。 　　4、如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载(不接电机)情况下启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况，则模块或驱动板等有故障 　　5、在输出电压正常（无缺相、三相平衡）的情况下，带载测试。测试时，最好是满负载测试。 　　三、故障判断 　　1、整流模块损坏 　　 一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下，更换整流桥。在现场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网有污染 的设备等。 　　2、逆变模块损坏 　　 一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后，测驱动波 　　 形良好状态下，更换模块。在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及连接电缆。在确定无任何故障下，运行变频器。 　　3、上电无显示 　　 一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起，如启动电阻损坏，也有可能是面板损坏。 　　4、上电后显示过电压或欠电压 　　 一般由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检测点，更换损坏的器件。 　　5、上电后显示过电流或接地短路 　　 一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放等。 　　6、启动显示过电流 　　 一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。 　　7、空载输出电压正常,带载后显示过载或过电流 　　 该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化,模块损伤引起.  一、变频器的空载通电 　　1.1 将变频器的接地端子接地。 　　1.2 将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。 　　1.3 检查变频器显示窗的出厂显示是否正常,如果不正确,应复位,否则要求退换。 　　1.4 熟悉变频器的操作键。 　　一般的变频器均有运行(RUN) 、停止(STOP) 、编程(PROG) 、数据P确认(DATAPENTER) 、增加(UP、▲) 、减少(DOWN、") 等6个键,不同变频器操作键的定义基本相同。此外有的变频器还 　　有监视(MONITORPDISPLAY) 、复位(RESET) 、寸动(JOG) 、移位(SHIFT) 等功能键。 　　二、变频器带电机空载运行 　　2.1 设置电机的功率、极数,要综合考虑变频器的工作电流。 　　2.2 设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性。VPf类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等项目。最高频率是变频器—电动机系统可以运行的最高频率,由于变频器自身的最高频率可能较高,当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时,应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线,应按电动机的额定电压进行设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的 VPf 类型图和负载特点,选择其中的一种类型。通用变频器均备有多条VPf 曲线供用户选择,用户在使用时应根据负载的性质选择合适的VPf 曲线。如果是风机和泵类负载,要将变频器的转矩运行代码设置成变转矩和降转矩运行特性。为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产负载启动的要求,要调整启动转矩。在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂。在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略,若仍保持VPf 为常数,则磁通将减小,进而减小了电机的输出转矩。为此,在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。日立J300 变频器则为用户提供两种选择:自行设定和自动转矩提升。 　　2.3 将变频器设置为自带的键盘操作模式,按运行键、停止键,观察电机是否能正常地启动、停止。 　　2.4 熟悉变频器运行发生故障时的保护代码,观察热保护继电器的出厂值,观察过载保护的设定值,需要时可以修改。变频器的使用人员可以按变频器的使用说明书对变频器的电子热继电器功能进行设定。电子热继电器的门限值定义为电动机和变频器两者的额定电流的比值,通常用百分数表示。当变频器的输出电流超过其容许电流时,变频器的过电流保护将切断变频器的输出。因此,变频器电子热继电器的门限最大值不超过变频器的最大容许输出电流。 　　三、带载试运行 　　3.1 手动操作变频器面板的运行停止键,观察电机运行停止过程及变频器的显示窗,看是否有异常现象。 　　3.2 如果启动P停止电机过程中变频器出现过流保护动作,应重新设定加速P减速时间。电机在加、减速时的加速度取决于加速转矩,而变频器在启、制动过程中的频率变化率是用户设定的。若电机转动惯量或电机负载变化,按预先设定的频率变化率升速或减速时,有可能出现加速转矩不够,从而造成电机失速,即电机转速与变频器输出频率不协调,从而造成过电流或过电压。因此,需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间,使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是先按经验选定加、减速时间进行设定,若在启动过程中出现过流,则可适当延长加速时间;若在制动过程中出现过流,则适当延长减速时间。另一方面,加、减速时间不宜设定太长,时间太长将影响生产效率,特别是频繁启、制动时。 　　3.3 如果变频器在限定的时间内仍然保护,应改变启动P停止的运行曲线,从直线改为S 形、U 形线或反S 形、反U 形线。电机负载惯性较大时,应该采用更长的启动停止时间,并且根据其负载特性设置运行曲线类型。 　　3.4 如果变频器仍然存在运行故障,应尝试增加最大电流的保护值,但是不能取消保护,应留有至少10 %～20 %的保护余量。 　　3.5 如果变频器运行故障还是发生,应更换更大一级功率的变频器。 　　3.6如果变频器带动电机在启动过程中达不到预设速度,可能有两种情况: 　　(1) 系统发生机电共振,可以从电机运转的声音进行判断。 　　采用设置频率跳跃值的方法,可以避开共振点。一般变频器能设定三级跳跃点。VPf 控制的变频器驱动异步电机时,在某些频率段,电机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动,在电机轻载或转动惯量较小时更为严重。普通变频器均备有频率跨跳功能,用户可以根据系统出现振荡的频率点,在VPf 曲线上设置跨跳点及跨跳宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统能够正常运行。 　　(2) 电机的转矩输出能力不够,不同品牌的变频器出厂参数设置不同,在相同的条件下,带载能力不同,也可能因变频器控制方法不同,造成电机的带载能力不同;或因系统的输出效率不同,造成带载能力会有所差异。对于这种情况,可以增加转矩提升量的值。如果达不到,可用手动转矩提升功能,不要设定过大,电机这时的温升会增加。如果仍然不行,应改用新的控制方法,比如日立变频器采用VPf 比值恒定的方法,启动达不到要求时,改用无速度传感器空间矢量控制方法,它具有更大的转矩输出能力。对于风机和泵类负载,应减少降转矩的曲线值。 　　四、变频器与上位机相连进行系统调试 　　在手动的基本设定完成后,如果系统中有上位机,将变频器的控制线直接与上位机控制线相连,并将变频器的操作模式改为端子控制。根据上位机系统的需要,调定变频器接收频率信号端子的量程0～5V 或0～10V ,以及变频器对模拟频率信号采样的响应速度。如果需要另外的监视表头,应选择模拟输出的监视量,并调整变频器输出监视量端子的量程。  1过流（OC） 过流是变频器报警最为频繁的现象。 1.1现象     (1) 重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有:负载短路，机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。     (2) 上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。     (3) 重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。 1.2 实例     (1) 一台LG-IS3-4 3.7kW变频器一启动就跳“OC”     分析与维修:打开机盖没有发现任何烧坏的迹象，在线测量IGBT(7MBR25NF-120)基本判断没有问题，为进一步判断问题，把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别，经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路，更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。     (2) 一台BELTRO-VERT 2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。     分析与维修: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，估计问题不在这一块，可能出在过流信号处理这一部位，将其电路传感器拆掉后上电，显示一切正常，故认为传感器已坏，找一新品换上后带负载实验一切正常。             二、 过压（OU）     过电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。     (1) 实例     一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU”。      分析与维修:在修这台机器之前，首先要搞清楚“OU”报警的原因何在，这是因为变频器在减速时，电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快，转子的电动势和电流增大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流向直流环节，使直流母线电压升高所致，所以我们应该着重检查制动回路，测量放电电阻没有问题，在测量制动管(ET191)时发现已击穿，更换后上电运行，且快速停车都没有问题。 三、欠压（Uu）     欠压也是我们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400V)，主要原因:整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现，其次主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压.还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。 3.1 举例     (1) 一台CT 18.5kW变频器上电跳“Uu”。 分析与维修:经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的，但是上电后没有听到接触器动作，因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅而是靠接触器的吸合来完成充电过程的，因此认为故障可能出在接触器或控制回路以及电源部分，拆掉接触器单独加24V直流电接触器工作正常。继而检查24V直流电源，经仔细检查该电压是经过LM7824稳压管稳压后输出的，测量该稳压管已损坏，找一新品更换后上电工作正常。     (2) 一台DANFOSS VLT5004变频器 ，上电显示正常，但是加负载后跳“ DC LINK UNDERVOLT”(直流回路电压低)。 分析与维修:这台变频器从现象上看比较特别，但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂，该变频器同样也是通过充电回路，接触器来完成充电过程的，上电时没有发现任何异常现象，估计是加负载时直流回路的电压下降所引起，而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流,然后由电容平波后提供的，所以应着重检查整流桥，经测量发现该整流桥有一路桥臂开路，更换新品后问题解决。 四、过热（OH）     过热也是一种比较常见的故障，主要原因:周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热。 举例     一台ABB ACS500 22kW变频器客户反映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有故障，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。 五、输出不平衡     输出不平衡一般表现为马达抖动，转速不稳，主要原因:模块坏，驱动电路坏，电抗器坏等。 5.1举例     一台富士 G9S 11KW变频器，输出电压相差100V左右。 分析与维修:打开机器初步在线检查逆变模块(6MBI50N-120)没发现问题，测量6路驱动电路也没发现故障，将其模块拆下测量发现有一路上桥大功率晶体管不能正常导通和关闭，该模块已经损坏，经确认驱动电路无故障后更换新品后一切正常。 六、过载     过载也是变频器跳动比较频繁的故障之一，平时看到过载现象我们其实首先应该分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载,一般来讲马达由于过载能力较强,只要变频器参数表的电机参数设置得当,一般不大会出现马达过载.而变频器本身由于过载能力较差很容易出现过载报警.我们可以检测变频器输出电压。 七、开关电源损坏     这是众多变频器最常见的故障，通常是由于开关电源的负载发生短路造成的，丹佛斯变频器采用了新型脉宽集成控制器UC2844来调整开关电源的输出，同时UC2844还带有电流检测，电压反馈等功能，当发生无显示，控制端子无电压，DC12V,24V风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。 八、SC故障     SC故障是安川变频器较常见的故障。IGBT模块损坏，这是引起SC故障报警的原因之一。此外驱动电路损坏也容易导致SC故障报警。安川在驱动电路的设计上，上桥使用了驱动光耦PC923，这是专用于驱动IGBT模块的带有放大电路的一款光耦，安川的下桥驱动电路则是采用了光耦PC929，这是一款内部带有放大电路，及检测电路的光耦。此外电机抖动，三相电流，电压不平衡，有频率显示却无电压输出，这些现象都有可能是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏的原因有多种，首先是外部负载发生故障而导致IGBT模块的损坏如负载发生短路，堵转等。其次驱动电路老化也有可能导致驱动波形失真，或驱动电压波动太大而导致IGBT损坏,从而导致SC故障报警。 九、GF—接地故障     接地故障也是平时会碰到的故障，在排除电机接地存在问题的原因外，最可能发生故障的部分就是霍尔传感器了，霍尔传感器由于受温度，湿度等环境因数的影响，工作点很容易发生飘移，导致GF报警。 十、限流运行     在平时运行中我们可能会碰到变频器提示电流极限。对于一般的变频器在限流报警出现时不能正常平滑的工作，电压(频率)首先要降下来，直到电流下降到允许的范围，一旦电流低于允许值，电压(频率)会再次上升，从而导致系统的不稳定。丹佛斯变频器采用内部斜率控制，在不超过预定限流值的情况下寻找工作点，并控制电机平稳地运行在工作点，并将警告信号反馈客户，依据警告信息我们再去检查负载和电机是否有问题。  过电流跳闸的原因分析        （1）重新起动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的表现。 　　   主要原因有： 　　                 1）负载侧短路 　　                 2）工作机械卡住 　　                 3）逆变管损坏 　　                 4）电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来         （2）重新起动时并不立即跳闸，而是在运行过程中跳闸 　　    可能的原因有： 　　                1）升速时间设定太短 　　                2）降速时间设定太短 　　                3）转矩补偿设定较大，引起低速时空载电流过大 　　                4）电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起误动作 电压跳闸的原因分析 　　 （1）过电压跳闸，主要原因有： 　　                     1）电源电压过高 　　                     2）降速时间设定太短 　　                     3）降速过程中，再生制动的放电单元工作不理想 　　                         a.来不及放电，应增加外接制动电阻和制动单元 　　                         b.放电支路发生故障,实际并不放电 　　 (2) 欠电压跳闸,可能的原因有: 　　                     1) 电源电压过低 　　                     2) 电源断相 　　                     3) 整流桥故障 电动机不转的原因分析 　　 (1)功能预置不当 　　              1)上限频率与最高频率或基本频率和最高频率设定矛盾 　　              2)使用外接给定时,未对"键盘给定/外接给定"的选择进行预置 　　              3)其他的不合理预置 　　 (2)在使用外接给定时,无"起动"信号 　　 (3)其它原因： 　　            1)机械有卡住现象 　　            2)电动机的起动转矩不够 　　            3)变频器的电路故障  在变频器的使用中，由于对变频器的选型及使用不当，往往会引起变频器不能正常运行、甚至引发设备故障，导致生产中断，带来不必要的经济损失。本文以富士FRNP7／G7变频器为例，讲述变频器使用应注意的几个问题。 1选型 一台喂料油隔泵采用变频控制，电机型号为JR127_10、115kW，Ue＝380V，Ie=231A,使用FRNll0P7-4EX变频器。运行中发现有时虽然给定频率高，但实际频率调不上去、变频器跳闸频繁，故障指示为“OLl”，即变频器过载。经检查，变频器的额定电流为210A，而油隔泵电机在高下料量时运行电流在220A左右波动，驱动转矩达到极限设定，使频率不能上调，运行电流大于变频器额定电流，变频器过流跳停。分析认为其原因是变频器容量选择偏小。 变频器的选型应满足以下条件： (1)电压等级与控制电机相符。 (2)额定电流为控制电机额定电流的1．1~1．5倍。 (3)根据被控设备的负载特性选择变频器的类型。 油隔泵为恒转矩负载，最好选用驱动转矩极限范围宽的G7变频器。选择FRNl60G7_4EX，变频器额定电压为400V，额定输出电流为304A，驱动转矩极限为150％，改用FRNl60G7。4EX后，上述问题再也没有发生。 2安装环境 由于变频器集成度高，整体结构紧凑，自身散热量较大，因此对安装环境的温度、湿度和粉尘含量要求高。山西铝厂的变频器安装于操作室内，因安装车间属于干法车间，变频器运行环境差，操作室粉尘多，夏季室内温度高，曾多次发生变频器故障。在对操作室进行密封和加冷却设施后，情况大为改善。后来因操作室集中空调冷凝水较多，距离柜子太近，发生了一起变频器控制板元件损坏的故障。可见在安装变频器的同时，必须为变频器提供一个好的运行环境。 3参数设定 变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。 (1)外加起停按钮及电位器调频无效。变频器出厂时设定为通过键盘面板操作，外部控制无效，端子FWD_CM用短接片短接。选择外部起停及调频控制时，必须将该短接片去掉。出现上面问题，可能是FWD，CM短接片未取掉，操作方式和调频方式参数选择错误所致，应重点对该部分进行检查。 (2)变频器在电机空载时工作正常，但不能带载起动。这种问题常常出现在恒转矩负载。山西铝厂一台FRNl60P7。4EX变频器在试车时电机空试正常、但一带负荷即跳闸，提高了加减速时间后仍无法带载。继续检查转矩提升值，将转矩提升值由“2”改为“7”后，提高了低频时的电压输出。改善了低频时的带载特性，电机带载正常。遇到上述问题时应重点检查加、减速时间设定及转矩提升设定值。 (3)变频器投入运行、电机还未起动就过载跳停。山西铝厂一台7．5kW_6极电机采用变频控制，变频器在投入运行起动时、频繁跳停。经查原设定时将偏置频率设定为2H2、变频器在接到运行指令但未给出调频信号之前、受控电机将一直接收2H2的低频运行指令而无法起动。经测定该电机的堵转电流达到47A，约为电机额定电流3倍，变频器过载保护动作属正常。改偏置频率为0Hz，电机起动正常。 (4)频率已经达到较大值，但电机转速仍不高。一台新投用的变频器频率设置显示已经很大，但电机转速明显较同频率下其它电机低。检查频率增益设定值为150％。由频率设定信号增益定义可知：设定增益为设定模拟频率信号对输出频率的比率，假设设定频率为30Hz，实际输出频率仅为20H2。将设定增益改为100％后，问题得到解决。 (5)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。变频器工作时，将自动计算输出转矩，并将输出转矩限制在设定值内。如果驱动转矩设定值偏小，将可能因输出转矩受到限制，使变频器输出频率达不到给定频率。遇到上面的问题，应检查驱动转矩设定值是否偏小，变频器的容量是否偏小，再设法解决。 4故障诊断 变频器拥有较强的故障诊断功能，对变频器内部整流、逆变部分，CPU及外围通讯与电动机等故障进行保护。变频器在保护跳闸后故障复位前，将一直显示故障代码。根据故障指示代码确定故障原因，可缩小故障查找范围，大大减少故障查找时间。 (1)一台变频器在清扫后启动时，显示“OH2”故障指示跳停，OH2指变频器外部故障。出厂时连接外部故障信号的端子“THR”与“CM”之间用短接片短接，因这台变频器没有加装外保护，THR_CM仍应短接。经检查，由于66THR”与“CM’之间的短接片松动，在清扫时掉下。恢复短接片后变频器运行正常。 (2)变频器一启动就跳停，故障指示为“OCl”、OCl为加速时过电流，怀疑为电机故障，将变频器与电机连接线断开，检查电机绕组匝间短路。更换电机后变频器运行正常。 (3)夏季如果变频器操作室的制冷、通风效果不良，环境温度升高，则经常发生“OHl”、“OH3”过热保护跳停。这时应检查变频器内部的风扇是否损坏，操作室温度是否偏高，应采取措施进行强制冷却，保证变频器安全过夏。 (4)变频器在频率调到15Hz以上时，“LU”欠电压保护动作。“LU”保护信号指整流电压不足。我们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，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。 5维护 变频器运行过程中，可以从设备外部目视检查运行状况有无异常，专职点检员可以通过键盘面板转换键查阅变频器的运行参数，如输出电压、输出电流、输出转矩、电机转速等，掌握变频器日常运行值的范围，以便及时发现变频器及电机问题。此外，还要注意以下几点： (1)设专人定期对变频器进行清扫、吹灰，保持变频器内部的清洁及风道的畅通。 (2)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． (3)每次维护变频器后，要认真检查有无遗漏的螺丝及导线等，防止小金属物品造成变频器短路事故。 (4)测量变频器(含电机)绝缘时，应当使用500V兆欧表。如仅对变频器进行检测，要拆去所有与变频器端子连接的外部接线。清洁器件后，将主回路端子全部用导线短接起来，将其与地用兆欧表试验，如果兆欧表指示在5M欧以上，说明是正常的，这样做的目的是减