變頻器常見故障及處理.doc

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變頻器常見故障 (1)變頻器驅(qū)動電機(jī)抖動 在接修一臺安川616PC5-5.5kW變頻器時,客戶送修時標(biāo)明電機(jī)行抖動,此時第一反應(yīng)是輸出電壓不平衡.在檢查功率器件后發(fā)現(xiàn)無損壞,給變頻器通電顯示正常,運(yùn)行變頻器，測量三相輸出電壓確實(shí)不平衡，測試六路數(shù)出波形，發(fā)現(xiàn)W相下橋波形不正常，依次測量該路電阻，二極管，光耦。發(fā)現(xiàn)提供反壓的一二極管擊穿，更換后，重新上電運(yùn)行，三相輸出電壓平衡，修復(fù)。 (2)變頻器頻率上不去 在接修一臺普傳220V，單相，1.5kW變頻器時，客戶標(biāo)明頻率上不去，只能上到20Hz，此時第一想到的是有可能參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，依次檢查參數(shù)，發(fā)現(xiàn)最高頻率，上限頻率都為60Hz，可見不是參數(shù)問題，又懷疑是頻率給定方式不對，后改成面板給定頻率，變頻器最高可運(yùn)行到60Hz，由此看來，問提出在模擬量輸入電路上，檢查此電路時，發(fā)現(xiàn)一貼片電容損壞，更換后，變頻器正常。 (3)變頻器跳過流 在接修一臺臺安N2系列，400V，3.7kW變頻器時，客戶標(biāo)明在起動時顯示過電流。在檢查模塊確認(rèn)完好后，給變頻器通電，在不帶電機(jī)的情況下，啟動一瞬間顯示OC2，首先想到的是電流檢測電路損壞，依次更換檢測電路，發(fā)現(xiàn)故障依然無法消除。于是擴(kuò)大檢測范圍，檢查驅(qū)動電路，在檢查驅(qū)動波形時發(fā)現(xiàn)有一路波形不正常，檢查其周邊器件，發(fā)現(xiàn)一貼片電容有短路，更換后，變頻器運(yùn)行良好。 (4)變頻器整流橋二次損壞 在接修一臺LGSV030IH-4變頻器時，檢查時發(fā)現(xiàn)整流橋損壞，無其它不良之處，更換后，帶負(fù)載運(yùn)行良好。不到一個月，客戶再次拿來。檢查時發(fā)現(xiàn)整流橋再次損壞，此時懷疑變頻器某處絕緣不好，單獨(dú)檢查電容，正常。單獨(dú)檢查逆變模塊，無不良癥狀，檢查各個端子與地之間也未發(fā)現(xiàn)絕緣不良問題，再仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)直流母線回路端子P-P1與N之間的塑料絕緣端子有炭化跡象，拆開端子查看，果然發(fā)現(xiàn)端子碳化已相當(dāng)嚴(yán)重，從安全角度考慮，更換損壞端子，變頻器恢復(fù)正常運(yùn)行，正常運(yùn)行已有半年多。 (5)變頻器小電容炸裂 在接修一臺三肯SVF7.5kW變頻器時，檢測時發(fā)現(xiàn)逆變模塊損壞，更換模塊后，變頻器正常運(yùn)行。由于該臺機(jī)器運(yùn)行環(huán)境較差，機(jī)器內(nèi)部灰塵堆積嚴(yán)重，且該臺機(jī)器使用年限較長，決定對它進(jìn)行除塵及更換老化器件的維護(hù)。以提高其使用壽命，器件更換后，給變頻器通電，上電一瞬間，只聽“砰”的一聲響動，并伴隨飛出許多碎屑，斷開電源，發(fā)現(xiàn)C14電解電容炸裂，此刻想到的是有可能電容裝反，于是根據(jù)其標(biāo)識再裝一次，再次上電，電容又一次炸裂。于是進(jìn)一步檢查其線路，發(fā)現(xiàn)線路與電容標(biāo)識無法對上，于是將錯就錯，把電容裝反，再次上電，運(yùn)行正常。這一點(diǎn)在后來送修的相同的機(jī)器得以證實(shí)。 變頻器的參數(shù)設(shè)置變頻器的參數(shù)設(shè)定在調(diào)試過程中是十分重要的。由于參數(shù)設(shè)定不當(dāng)，不能滿足生產(chǎn)的需要，導(dǎo)致起動、制動的失敗，或工作時常跳閘，嚴(yán)重時會燒毀功率模塊IGBT或整流橋等器件。變頻器的品種不同，參數(shù)量亦不同。一般單一功能控制的變頻器約50～60個參數(shù)值，多功能控制的變頻器有200個以上的參數(shù)。但不論參數(shù)多或少，在調(diào)試中是否要把全部的參數(shù)重新調(diào)正呢？不是的，大多數(shù)可不變動，只要按出廠值就可，只要把使用時原出廠值不合適的予以重新設(shè)定就可，例如外部端子操作、模擬量操作、基底頻率、最高頻率、上限頻率、下限頻率、啟動時間、制動時間(及方式)、熱電子保護(hù)、過流保護(hù)、載波頻率、失速保護(hù)和過壓保護(hù)等是必須要調(diào)正的。當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)不合適時，再調(diào)整其他參數(shù)。 現(xiàn)場調(diào)試常見的幾個問題處理 起動時間設(shè)定原則是宜短不宜長，具體值見下述。過電流整定值OC過小，適當(dāng)增大，可加至最大150％。經(jīng)驗(yàn)值1.5～2s/kW，小功率取大些；大于30kW，取>2s/kW。按下起動鍵*RUN，電動機(jī)堵轉(zhuǎn)。說明負(fù)載轉(zhuǎn)矩過大，起動力矩太小(設(shè)法提高)。這時要立即按STOP停車，否則時間一長，電動機(jī)要燒毀的。因電機(jī)不轉(zhuǎn)是堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，反電熱E=0，這時，交流阻抗值Z=0，只有直流電阻很小，那么，電流很大是很危險的，就要跳閘OC動作。制動時間設(shè)定原則是宜長不宜短，易產(chǎn)生過壓跳閘OE。具體值見表1的減速時間。對水泵風(fēng)機(jī)以自由制動為宜，實(shí)行快速強(qiáng)力制動易產(chǎn)生嚴(yán)重“水錘”效應(yīng)。 起動頻率設(shè)定對加速起動有利，尤以輕載時更適用，對重載負(fù)荷起動頻率值大，造成起動電流加大，在低頻段更易跳過電流OC，一般起動頻率從0開始合適。基底頻率設(shè)定基底頻率標(biāo)準(zhǔn)是50Hz時380V，即V/F=380/50=7.6。但因重載負(fù)荷(如擠出機(jī)，洗衣機(jī)，甩干機(jī)，混煉機(jī)，攪拌機(jī)，脫水機(jī)等)往往起動不了，而調(diào)其他參數(shù)往往無濟(jì)于事，那么調(diào)基底頻率是個有效的方法。即將50Hz設(shè)定值下降，可減小到30Hz或以下。這時，V/F>7.6，即在同頻率下尤其低頻段時輸出電壓增高(即轉(zhuǎn)矩∝U2)。故一般重載負(fù)荷都能較好的起動。 制動時過電壓處理制動時過電壓是由于制動時間短，制動電阻值過小所引起的，通過適當(dāng)增長時間，增加電阻值就可避免。制動方法的選擇(1)能耗制動。使用一般制動，能量消耗在電阻上，以發(fā)熱形式損耗。在較低頻率時，制動力矩過小，要產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。(2)直流制動。適用精確停車或停位，無爬行現(xiàn)象，可與能耗制動聯(lián)合使用，一般≤20Hz時用直流制動，>20Hz時用能耗制動。(3)回饋制動。適用≥100kW，調(diào)速比D≥10，高低速交替或正反轉(zhuǎn)交替，周期時間亦短，這種情況下，適用回饋制動，回饋能量可達(dá)20％的電動機(jī)功率。更具體詳情分析以及參數(shù)選取。 空載(或輕載)跳OC按理在空載(或輕載)時，電流是不大的，不應(yīng)跳OC，但實(shí)際發(fā)生過這樣的現(xiàn)象，原因往往是補(bǔ)償電壓過高，起動轉(zhuǎn)矩過大，使勵磁飽和嚴(yán)重，致使勵磁電流畸變嚴(yán)重，造成尖峰電流過大而跳閘OC，適當(dāng)減小或恢復(fù)出廠值或置于0位。起動時在低頻≤20Hz時跳OC原因是由于過補(bǔ)償，起動轉(zhuǎn)矩大，起動時間短，保護(hù)值過小(包括過流值及失速過流值)，減小基底頻率就可。 起動困難，起動不了一般的設(shè)備，轉(zhuǎn)動慣量GD2過大，阻轉(zhuǎn)矩過大，又重載起動，大型風(fēng)機(jī)、水泵等常發(fā)生類似情況，解決方法：①減小基底頻率；②適當(dāng)提高起始頻率；③適當(dāng)提高起動轉(zhuǎn)矩；④減小載波頻率值2.5～4kHz，增大有效轉(zhuǎn)矩值；⑤減小起動時間；⑥提高保護(hù)值；⑦使負(fù)載由帶載起動轉(zhuǎn)化為空載或輕載，即對風(fēng)機(jī)可關(guān)小進(jìn)口閥門。 使用變頻器后電動機(jī)溫升提高，振動加大，噪聲增高我公司載波頻率設(shè)定值是2.5kHz，比通常的都低，目的是從使用安全著眼，但較普遍反映存在上述三點(diǎn)問題，通過增高載波頻率值后，問題就解決了。 送電后按起動鍵RUN后沒反應(yīng)(1)面板頻率沒設(shè)置；(2)電動機(jī)不動，出現(xiàn)這種情況要立即按“停止STOP”并檢查下列各條：①再次確認(rèn)線路的正確性；②再次確認(rèn)所確定的代碼(尤其對與起動有關(guān)的部分)；③運(yùn)行方式設(shè)定對否；④測量輸入電壓，R，S，T三相電壓；⑤測量直流PN電壓值；⑥測量開關(guān)電源各組電壓值；⑦檢查驅(qū)動電路插件接觸情況；⑧檢查面板電路插件接觸情況；⑨全面檢查后方可再次通電。 一、過流（OC） 過流是變頻器報警最為頻繁的現(xiàn)象。 1.1現(xiàn)象 (1)重新啟動時，一升速就跳閘。這是過電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象。主要原因有:負(fù)載短路，機(jī)械部位有卡住;逆變模塊損壞;電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩過小等現(xiàn)象引起。 (2)上電就跳，這種現(xiàn)象一般不能復(fù)位，主要原因有:模塊壞、驅(qū)動電路壞、電流檢測電路壞。 (3)重新啟動時并不立即跳閘而是在加速時，主要原因有:加速時間設(shè)置太短、電流上限設(shè)置太小、轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(V/F)設(shè)定較高。 1.2實(shí)例 (1)一臺LG-IS3-43.7kW變頻器一啟動就跳“OC” 分析與維修:蚩敲揮蟹⑾秩魏紊棧檔募Ｏ螅諳卟飭縄GBT(7MBR25NF-120)基本判斷沒有問題，為進(jìn)一步判斷問題，把IGBT拆下后測量7個單元的大功率晶體管開通與關(guān)閉都很好。在測量上半橋的驅(qū)動電路時發(fā)現(xiàn)有一路與其他兩路有明顯區(qū)別，經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)一只光耦A(yù)3120輸出腳與電源負(fù)極短路，更換后三路基本一樣。模塊裝上上電運(yùn)行一切良好。 (2)一臺BELTRO-VERT2.2kW變頻通電就跳“OC”且不能復(fù)位。 分析與維修:首先檢查逆變模塊沒有發(fā)現(xiàn)問題。其次檢查驅(qū)動電路也沒有異?，F(xiàn)象，估計(jì)問題不在這一塊，可能出在過流信號處理這一部位，將其電路傳感器拆掉后上電，顯示一切正常，故認(rèn)為傳感器已壞，找一新品換上后帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)一切正常。 二、過壓（OU） 過電壓報警一般是出現(xiàn)在停機(jī)的時候，其主要原因是減速時間太短或制動電阻及制動單元有問題。 (1)實(shí)例 一臺臺安N2系列3.7kW變頻器在停機(jī)時跳“OU”。 分析與維修:在修這臺機(jī)器之前，首先要搞清楚“OU”報警的原因何在，這是因?yàn)樽冾l器在減速時，電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場的速度加快，轉(zhuǎn)子的電動勢和電流增大，使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，回饋的能量通過逆變環(huán)節(jié)中與大功率開關(guān)管并聯(lián)的二極管流向直流環(huán)節(jié)，使直流母線電壓升高所致，所以我們應(yīng)該著重檢查制動回路，測量放電電阻沒有問題，在測量制動管(ET191)時發(fā)現(xiàn)已擊穿，更換后上電運(yùn)行，且快速停車都沒有問題。 三、欠壓（Uu） 欠壓也是我們在使用中經(jīng)常碰到的問題。主要是因?yàn)橹骰芈冯妷禾?220V系列低于200V，380V系列低于400V)，主要原因:整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)，其次主回路接觸器損壞，導(dǎo)致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導(dǎo)致欠壓.還有就是電壓檢測電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠壓問題。 3.1舉例 (1)一臺CT18.5kW變頻器上電跳“Uu”。 分析與維修:經(jīng)檢查這臺變頻器的整流橋充電電阻都是好的，但是上電后沒有聽到接觸器動作，因?yàn)檫@臺變頻器的充電回路不是利用可控硅而是靠接觸器的吸合來完成充電過程的，因此認(rèn)為故障可能出在接觸器或控制回路以及電源部分，拆掉接觸器單獨(dú)加24V直流電接觸器工作正常。繼而檢查24V直流電源，經(jīng)仔細(xì)檢查該電壓是經(jīng)過LM7824穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后輸出的，測量該穩(wěn)壓管已損壞，找一新品更換后上電工作正常。 (2)一臺DANFOSSVLT5004變頻器，上電顯示正常，但是加負(fù)載后跳“DCLINKUNDERVOLT”(直流回路電壓低)。 分析與維修:這臺變頻器從現(xiàn)象上看比較特別，但是你如果仔細(xì)分析一下問題也就不是那么復(fù)雜，該變頻器同樣也是通過充電回路，接觸器來完成充電過程的，上電時沒有發(fā)現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象，估計(jì)是加負(fù)載時直流回路的電壓下降所引起，而直流回路的電壓又是通過整流橋全波整流,然后由電容平波后提供的，所以應(yīng)著重檢查整流橋，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)該整流橋有一路橋臂開路，更換新品后問題解決。 四、過熱（OH） 過熱也是一種比較常見的故障，主要原因:周圍溫度過高，風(fēng)機(jī)堵轉(zhuǎn)，溫度傳感器性能不良，馬達(dá)過熱。 舉例 一臺ABBACS50022kW變頻器客戶反映在運(yùn)行半小時左右跳“OH”。分析與維修:因?yàn)槭窃谶\(yùn)行一段時間后才有故障，所以溫度傳感器壞的可能性不大，可能變頻器的溫度確實(shí)太高，通電后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動緩慢，防護(hù)罩里面堵滿了很多棉絮(因該變頻器是用在紡織行業(yè))，經(jīng)打掃后開機(jī)風(fēng)機(jī)運(yùn)行良好，運(yùn)行數(shù)小時后沒有再跳此故障。 五、輸出不平衡 輸出不平衡一般表現(xiàn)為馬達(dá)抖動，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，主要原因:模塊壞，驅(qū)動電路壞，電抗器壞等。 5.1舉例 一臺富士G9S11KW變頻器，輸出電壓相差100V左右。 分析與維修:打開機(jī)器初步在線檢查逆變模塊(6MBI50N-120)沒發(fā)現(xiàn)問題，測量6路驅(qū)動電路也沒發(fā)現(xiàn)故障，將其模塊拆下測量發(fā)現(xiàn)有一路上橋大功率晶體管不能正常導(dǎo)通和關(guān)閉，該模塊已經(jīng)損壞，經(jīng)確認(rèn)驅(qū)動電路無故障后更換新品后一切正常。 六、過載 過載也是變頻器跳動比較頻繁的故障之一，平時看到過載現(xiàn)象我們其實(shí)首先應(yīng)該分析一下到底是馬達(dá)過載還是變頻器自身過載,一般來講馬達(dá)由于過載能力較強(qiáng),只要變頻器參數(shù)表的電機(jī)參數(shù)設(shè)置得當(dāng),一般不大會出現(xiàn)馬達(dá)過載.而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現(xiàn)過載報警.我們可以檢測變頻器輸出電壓。 七、開關(guān)電源損壞 這是眾多變頻器最常見的故障，通常是由于開關(guān)電源的負(fù)載發(fā)生短路造成的，丹佛斯變頻器采用了新型脈寬集成控制器UC2844來調(diào)整開關(guān)電源的輸出，同時UC2844還帶有電流檢測，電壓反饋等功能，當(dāng)發(fā)生無顯示，控制端子無電壓，DC12V,24V風(fēng)扇不運(yùn)轉(zhuǎn)等現(xiàn)象時我們首先應(yīng)該考慮是否開關(guān)電源損壞了。 八、SC故障 SC故障是安川變頻器較常見的故障。IGBT模塊損壞，這是引起SC故障報警的原因之一。此外驅(qū)動電路損壞也容易導(dǎo)致SC故障報警。安川在驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)上，上橋使用了驅(qū)動光耦PC923，這是專用于驅(qū)動IGBT模塊的帶有放大電路的一款光耦，安川的下橋驅(qū)動電路則是采用了光耦PC929，這是一款內(nèi)部帶有放大電路，及檢測電路的光耦。此外電機(jī)抖動，三相電流，電壓不平衡，有頻率顯示卻無電壓輸出，這些現(xiàn)象都有可能是IGBT模塊損壞。IGBT模塊損壞的原因有多種，首先是外部負(fù)載發(fā)生故障而導(dǎo)致IGBT模塊的損壞如負(fù)載發(fā)生短路，堵轉(zhuǎn)等。其次驅(qū)動電路老化也有可能導(dǎo)致驅(qū)動波形失真，或驅(qū)動電壓波動太大而導(dǎo)致IGBT損壞,從而導(dǎo)致SC故障報警。 九、GF-接地故障 接地故障也是平時會碰到的故障，在排除電機(jī)接地存在問題的原因外，最可能發(fā)生故障的部分就是霍爾傳感器了，霍爾傳感器由于受溫度，濕度等環(huán)境因數(shù)的影響，工作點(diǎn)很容易發(fā)生飄移，導(dǎo)致GF報警。 十、限流運(yùn)行 在平時運(yùn)行中我們可能會碰到變頻器提示電流極限。對于一般的變頻器在限流報警出現(xiàn)時不能正常平滑的工作，電壓(頻率)首先要降下來，直到電流下降到允許的范圍，一旦電流低于允許值，電壓(頻率)會再次上升，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。丹佛斯變頻器采用內(nèi)部斜率控制，在不超過預(yù)定限流值的情況下尋找工作點(diǎn)，并控制電機(jī)平穩(wěn)地運(yùn)行在工作點(diǎn)，并將警告信號反饋客戶，依據(jù)警告信息我們再去檢查負(fù)載和電機(jī)是否有問題。