襄陽源創電氣有限公司小王告訴我們：在變頻器日常維護過程中，經常會遇到不同的問題,如外圍線路問題，參數設定不良或機械故障等一系列問題，同時也有可能是變頻器出現故障。如果是變頻器出現故障，該如何去判斷故障原因？怎樣維修變頻器呢？在這里介紹一些變頻器故障判斷及處理方法以供大家參考。

 

　　一、變頻器檢測方法

 

　　1、靜態測試

 

　?。?）.測試整流電路

 

　　找到變頻器內部直流電源的P 端和N 端，將萬用表調到電阻二極管檔，黑表棒接到P，紅表棒分別接到R、S、T，應該有大約幾百歐的阻值，且基本平衡。相反將紅表棒接到P 端，黑表棒依次接到R、S、T，有一個接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N 端，重復以上步驟，都應得到相同結果。如果有以下結果,可以判定電路已出現異常，①阻值三相不平衡，可以說明整流橋故障。②黑表棒接P 端時，電阻無窮大，可以判定整流橋故障或起動電阻出現故障。如出現故障，一般是由于電網電壓或內部短路引起。在排除內部短路情況下，更換整流橋。在現場處理故障時，應重點檢查用戶電網情況，如電網電壓，有無電焊機等對電網有污染的設備等。

 

　　（2）測試逆變電路

 

　　將黑表棒接到P 端，紅表棒分別接U、V、W 上，應該有幾百歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應該為無窮大。將紅表棒接到N 端，重復以上步驟應得到相同結果，否則可以確定逆變模塊故障。如出現故障，一般是由于電機或電纜損壞及驅動電路故障引起。在修復驅動電路之后，測驅動波形良好狀態下，更換模塊。在現場服務中更換驅動板之后，還必須注意檢查馬達及連接電纜。在確定無任何故障下，運行變頻器。

 

　　2、動態測試

 

　　在靜態測試結果正常以后，才可進行動態測試，即上電試機。

 

　　在上電前后必須注意以下幾點：

 

　　1）上電之前，檢查變頻器安裝螺絲是否擰緊，各接端口是否已正確連接，連接是否有松動，連接異常有時可能導致變頻器出現故障，嚴重時會出現炸機等情況。

 

　　2）須確認輸入電壓是否有誤，將380V 電源接入220V 級變頻器之中會出現炸機（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。

 

　　3）上電后檢測故障顯示內容，并初步判定故障及原因。

 

　　4）如未顯示故障，首先檢查參數是否有異常，并將參數復歸后，進行空載（不接電機）情況下啟動變頻器，并測試U、V、W 三相輸出電壓值。如出現缺相、三相不平衡等情況，則模塊或驅動板等有故障。

 

　　5）在輸出電壓正常（無缺相、三相不平衡）的情況下，帶載測試。測試時，好是滿負載測試。

 

　　二、變頻器故障報警時的判斷方法

 

　　1、過流

 

　　過流是變頻器報警時比較常見的現象，首先判斷是什么情況下發生的。

 

　　1）重新啟動時，一升速就跳閘。這是過電流十分嚴重的現象。主要原因有:負載短路，機械部位有卡住;逆變模塊損壞;電動機的轉矩過小等現象引起。

 

　　2）上電就跳，這種現象一般不能復位，主要原因有:模塊壞、驅動電路壞、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:加速時間設置太短、電流上限設置太小、轉矩補償（V/F）設定較高。

 

　　以下說明短路故障、運行過程中跳閘和升、降速過程中跳閘等情況。

 

　　（1）短路故障

 

　　1）故障特點

 

　　優秀次跳閘有可能在運行過程中發生，但如復位后再起動，則往往一升速就跳閘。

 

　　具有很大的沖擊電流，但大多數變頻器已經能夠進行保護跳閘，而不會損壞。由于保護跳閘十分迅速，難以觀察其電流的大小。

 

　　2）判斷與處理

 

　　優秀步，初步選擇要判斷是否短路。為了便于判斷，在復位后再起動前，可在輸入側接入一個電壓表，重新啟動時，電位器從零開始緩慢旋動，同時，注意觀察電壓表。如果變頻器的輸出頻率剛上升就立即跳閘，且電壓表的指針有瞬間回“0”的跡象，則說明變頻器的輸出端已經短路或接地。

 

　　第二步，要判斷是在變頻器內部短路，還是在外部短路。這時，應將變頻器輸出端的接線脫開，再旋動電位器，使頻率上升，如仍跳閘，說明變頻器內部短路；如不再跳閘，則說明是變頻器外部短路，應檢查從變頻器到電動機之間的線路，以及電動機本身。

 

　?。?）輕載過電流

 

　　負載很輕，卻又過電流跳閘，這是變頻調速所特有的現象。在 V/f 控制模式下，存在著一個十分突出的問題：就是在運行過程中，電動機磁路系統的不穩定。其基本原因在于：低頻運行時，為了能帶動較重的負載，常常需要進行轉矩補償（即提高 U/f 比，也叫轉矩提升）。導致電動機磁路的飽和程度隨負載的輕重而變化。這種由電動機磁路飽和引起的過電流跳閘，主要發生在低頻、輕載的情況下。解決方法：反復調整 U/f 比。

 

　?。?）重載過電流

 

　　1）故障現象

 

　　有些生產機械在運行過程中負荷突然加重，甚至“卡住”，電動機的轉速因帶不動而大幅下降，電流急劇增加，過載保護來不及動作，導致過電流跳閘。

 

　　2）解決方法

 

　　首先了解機械本身是否有故障，如果有故障，則修理機器。如果這種過載屬于生產過程中經常可能出現的現象，則首先考慮能否加大電動機和負載之間的傳動比。適當加大傳動比，可減輕電動機軸上的阻轉矩，避免出現帶不動的情況。如無法加大傳動比，則只有考慮增大電動機和變頻器的容量了。

 

　　（4）升速或降速中過電流

 

　　通常這是由于升速或降速過快引起的，可采取的措施有如下：

 

　　1）延長升（降）速時間

 

　　首先了解根據生產工藝要求是否允許延長升速或降速時間，如允許，則可延長升（降）速時間。

 

　　2）準確預置升（降）速自處理（防失速）功能

 

　　變頻器對于升、降速過程中的過電流，設置了自處理（防失速）功能。當升（降）電流超過預置的上限電流時，將暫停升（降）速，待電流降至設定值以下時，再繼續升（降）速。

 

　　2、過壓

 

　　一般能引起中間直流回路過電壓的原因主要來自以下兩個方面：

 

　?。?）來自電源輸入側的過電壓

 

　　正常情況下的電源電壓為380V，允許誤差為-5%～+10%，個別情況下電源電壓達到450V，其峰值電壓為450*1.414 = 636.3V，還不算很高，一般電源電壓不會使變頻器因過電壓跳閘。電源輸入側的過電壓主要是指電源側的沖擊過電壓，如雷電引起的過電壓、補償電容在合閘或斷開時形成的過電壓等，主要特點是電壓變化率dv/dt 和幅值都很大。

 

　?。?）來自負載側的過電壓

 

　　主要是指由于某種原因使電動機處于再生發電狀態時，即電機處于實際轉速比變頻頻率決定的同步轉速高的狀態，負載的傳動系統中所儲存的機械能經電動機轉換成電能，通過逆變器的6 個續流二極管回饋到變頻器的中間直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態，如果變頻器中沒采取消耗這些能量的措施，這些能量將會導致中間直流回路的電容器的電壓上升，達到限值即行跳閘。

 

　　從變頻器負載側可能引起過電壓的情況及主要原因如下:

 

　　1）變頻器減速時間參數設定相對較小及未使用變頻器減速過電壓自處理功能。

 

　　當變頻器拖動大慣性負載時，其減速時間設定的比較小，在減速過程中，變頻器輸出頻率下降的速度比較快，而負載慣性比較大，靠本身阻力減速比較慢，使負載拖動電動機的轉速比變頻器輸出的頻率所對應的轉速還要高，電動機處于發電狀態，而變頻器沒有能量處理單元或其作用有限，因而導致變頻器中間直流回路電壓升高，超出保護值，就會出現過電壓跳閘故障。為了避免跳閘，專門設置了減速過電壓的自處理功能，如果在減速過程中，直流電壓超過了設定的電壓上限值，變頻器的輸出頻率將不再下降，暫緩減速，待直流電壓下降到設定值以下后再繼續減速。如果減速時間設定不合適，又沒有利用減速過電壓的自處理功能，就可能出現此類故障。

 

　　2）工藝要求在限定時間內減速至規定頻率或停止運行

 

　　工藝流程限定了負載的減速時間，合理設定相關參數也不能減緩這一故障，系統也沒有采取處理多余能量的措施，必然會引發過壓跳閘故障。

 

　　3）當電動機所傳動的位能負載下放時，電動機將處于再生發電制動狀態位能負載下降過快，過多回饋能量超過中間直流回路及其能量處理單元的承受能力，過電壓故障也會發生。

 

　　4）變頻器負載突降

 

　　變頻器負載突降會使負載的轉速明顯上升，使負載電機進入再生發電狀態，從負載側向變頻器中間直流回路回饋能量，短時間內能量的集中回饋，可能會中間直流回路及其能量處理單元的承受能力引發過電壓故障。

 

　　5）多個電機拖動同一個負載時，也可能出現這一故障，主要由于沒有負荷分配引起的。以兩臺電動機拖動一個負載為例，當一臺電動機的實際轉速大于另一臺電動機的同步轉速時，則轉速高的電動機相當于原動機，轉速低的處于發電狀態，引起了過電壓故障。處理時需加負荷分配控制。可以把變頻器輸出特性曲線調節的軟一些

 

　　6）變頻器中間直流回路電容容量下降

 

　　變頻器在運行多年后，中間直流回路電容容量下降將不可避免，中間直流回路對直流電壓的調節程度減弱，在工藝狀況和設定參數未曾改變的情況下，發生變頻器過電壓跳閘幾率會增大，這時需要對中間直流回路電容器容量下降情況進行檢查。

 

　?。?）過電壓故障處理對策

 

　　對于過電壓故障的處理，關鍵一是中間直流回路多余能量如何及時處理；二是如何避免或減少多余能量向中間直流回路饋送，使其過電壓的程度限定在允許的限值之內。下面是主要的對策:

 

　　1）在電源輸入側增加吸收裝置，減少過電壓因素

 

　　對于電源輸入側有沖擊過電壓、雷電引起的過電壓、補償電容在合閘或斷開時形成的過電壓可能發生的情況下，可以采用在輸入側并聯浪涌吸收裝置或串聯電抗器等方法加以解決。

 

　　2）從變頻器已設定的參數中尋找解決辦法

 

　　在變頻器可設定的參數中主要有兩點:

 

　　減速時間參數和變頻器減速過電壓自處理功能。在工藝流程中如不限定負載減速時間時，變頻器減速時間參數的設定不要太短，而使得負載動能釋放的太快，該參數的設定要以不引起中間回路過電壓為限，特別要注意負載慣性較大時該參數的設定。如果工藝流程對負載減速時間有限制，而在限定時間內變頻器出現過電壓跳閘現象，就要設定變頻器失速自整定功能或先設定變頻器不過壓情況下可減至的頻率值，暫緩后減速至零，減緩頻率減少的速度。

 

　　3）分析工藝流程，在工藝流程中尋找解決辦法

 

　　在某些情況下存在一些重負荷、高頻運行，在短時間內負載突減，使電動機處于再生制動工況，導致變頻器中間直流回路過電壓，變頻器保護跳閘，對于這一故障，可以從工藝方面入手，增加緩沖裝置，改變突變狀況，減小負載變化對變頻器的影響，解決過電壓問題。如果變頻器的減速和負載的突降是受控制系統支配的，可以利用控制系統的一些功能，在變頻器的減速和負載的突降前進行控制，減少過多的能量回饋入變頻器中間直流回路。

 

　　4）采用增加剎車電阻的方法

 

　　根據實際情況外加制動單元和剎車電阻，為中間直流回路多余能量釋放提供通道，是一種常用的釋放能量的方法。其不足之處是能耗高，可能出現頻繁投切或長時間投運，致使電阻溫度升高、設備損壞。

 

　　5）采用在中間直流回路上增加適當電容的方法

 

　　中間直流回路電容對其電壓穩定、提高回路承受過電壓的能力起著非常重要的作用。適當增大回路的電容量或及時更換運行時間過長且容量下降的電容器是解決變頻器過電壓的有效方法。這里還包括在設計階段選用較大容量的變頻器的方法，是以增大變頻器容量的方法來換取過電壓能力的提高。

 

　　6）在條件允許的情況下適當降低工頻電源電壓

 

　　目前變頻器電源側一般采用不可控整流橋，電源電壓高，中間直流回路電壓也高，電源電壓為380V、400V、450V 時，直流回路電壓分別為537V、565V、636V。有的變頻器距離變壓器很近，變頻器輸入電壓高達400V 以上，對變頻器中間直流回路承受過電壓能力影響很大，在這種情況下，如果條件允許可以將變壓器的分接開關放置在低壓檔，通過適當降低電源電壓的方式，達到相對提高變頻器過電壓能力的目的。

 

　　7）多臺變頻器共用直流母線的方法

 

　　至少兩臺同時運行的變頻器共用直流母線可以很好的解決變頻器中間直流回路過電壓問題，因為任何一臺變頻器從直流母線上取用的電流一般均大于同時間從外部饋入的多余電流，這樣就可以基本上保持共用直流母線的電壓。使用共用直流母線存在的大的問題應是共用直流母線保護上的問題，在利用共用直流母線解決過電壓的問題時應注意這一點。

 

　　3、欠壓

 

　　欠壓也是我們在使用中經常碰到的問題。主要是因為主回路電壓太低（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致欠壓故障的出現，其次主回路接觸器損壞，導致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導致欠壓.還有就是電壓檢測電路發生故障而出現欠壓問題。

 

　　4、過熱

 

　　過熱也是一種比較常見的故障，主要原因:周圍溫度過高，風機堵轉，溫度傳感器性能不良，馬達過熱。

 

　　5、輸出不平衡

 

　　輸出不平衡一般表現為馬達抖動，轉速不穩，主要原因:模塊壞，驅動電路壞，電抗器壞等。

 

　　6、過載

 

　　過載是變頻器跳動比較頻繁的故障之一，電動機能夠旋轉，但運行電流超過了額定值，稱為過載。過載的基本反映是：電流雖然超過了額定值，但超過的幅度不大，一般也不形成較大的沖擊電流。

 

　　（1）過載的主要原因

 

　　1）機械負荷過重，負荷過重的主要特征是電動機發熱，并可從顯示屏上讀取運行電流來發現。

 

　　2）三相電壓不平衡，引起某相的運行電流過大，導致過載跳閘，其特點是電動機發熱不均衡，從顯示屏上讀取運行電流時不一定能發現（因顯示屏只顯示一相電流）。

 

　　3）誤動作，變頻器內部的電流檢測部分發生故障，檢測出的電流信號偏大，導致跳閘。

 

　?。?）檢查方法

 

　　1）檢查電動機是否發熱，如果電動機的溫升不高，則首先應檢查變頻器的電子熱保護功能預置得是否合理，如變頻器尚有余量，則應放寬電子熱保護功能的預置值。如果電動機的溫升過高，而所出現的過載又屬于正常過載，則說明是電動機的負荷過重。這時，首先應看能否適當加大傳動比，以減輕電動機軸上的負荷。如能夠加大，則加大傳動比。如果傳動比無法加大，則應加大電動機的容量。

 

　　2）檢查電動機側三相電壓是否平衡，如果電動機側的三相電壓不平衡，則應再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡，如也不平衡，則問題在變頻器內部。如變頻器輸出端的電壓平衡，則問題在從變頻器到電動機之間的線路上，應檢查所有接線端的螺釘是否都已擰緊，如果在變頻器和電動機之間有接觸器或其他電器，則還應檢查有關電器的接線端是否都已擰緊，以及觸點的接觸狀況是否良好等。如果電動機側三相電壓平衡，則應了解跳閘時的工作頻率： 如工作頻率較低，又未用矢量控制（或無矢量控制），則首先降低 U/f 比，如果降低后仍能帶動負載，則說明原來預置的 U/f 比過高，勵磁電流的峰值偏大，可通過降低 U/f 比來減小電流；如果降低后帶不動負載了，

 

　　則應考慮加大變頻器的容量；如果變頻器具有矢量控制功能，則應采用矢量控制方式

 

　　7、開關電源損壞

 

　　這是也是變頻器常見的故障，通常是由于開關電源的負載發生短路造成的，HOLIP 變頻器采用了新型脈寬集成控制器來調整開關電源的輸出，同時其還帶有電流檢測，電壓反饋等功能，當發生無顯示，控制端子無電壓，DC12V,24V 風扇不運轉等現象時我們首先應該考慮是否開關電源損壞了。

 

　　8、接地故障

 

　　接地故障也是平時會碰到的故障，在排除電機接地存在問題的原因外，可能發生故障的部分就是霍爾傳感器了，霍爾傳感器由于受溫度，濕度等環境因數的影響，工作點很容易發生飄移，導致GF 報警。

 

　　9、限流運行

 

　　在平時運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，從而導致系統的不穩定。HOLIP 變頻器采用內部斜率控制，在不超過預定限流值的情況下尋找工作點，并控制電機平穩地運行在工作點，并將警告信號反饋客戶，依據警告信息我們再去檢查負載和電機是否有問題。

 

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