变频器常见故障

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1、变频器的常见故障分析变频器的常见故障分析1 1 引言引言 在现代工业中，采用变频器控制的电动机系统，有着节能效 果显著、调节控制方便、维护简单、可网络化集中、远程控制、可 与 PLC 组成自动控制系统等优点。变频器的这些特质使其在电力电 子系统、工业自动控制等领域的应用日益广泛。市场上不同型号规 格变频器的安装、接线、调试各有特点，但主要方法及注意事项基 本一致。本文阐述了变频器的常见故障，并对其进行分析。 2 2 变频器常见故障分析变频器常见故障分析 2.1 维修的原则：先静后动 静是指不通电状态，动是指通电后的工作状态。检修开始时， 要先静下来，不要盲目动手，应多问。例如: 问清是否违反操

2、作规 程、出现故障时的现象、是否更改过内部参数等，根据情况对故障 作客观的、大致的分析，再根据变频器显示的故障提示，判断故障 部位。检修时，应先仔细阅读变频器说明书，了解其检修注意事项。不要贸然通电，通过眼观、手摸、鼻嗅等先做必要的安全检查，以 免引发新的故障。 （1）检查快熔 FU 是否烧断； （2）检查线路板上元件引线间有无碰锡、碰线或细金属落在二线间；（3）检查电容器、整流桥、逆变桥、集成电路等元件有无明显烧坏 的痕迹； （4）检查线路板上是否有水滴（尤其在潮湿环境中使用的变频器）；（5）检查线路板上是否有灰尘。 通过以上检查，可发现变频器是否有短路故障点及元件的炭化熏黑 部位。 2.2

3、 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 这种问题常常出现在恒转矩负载。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。 （2）变频器开始运行，但电机还未启动就过载跳停 如冶金厂一台 725kW-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。经测定 该电机的堵转电流达到 50A，约为电机额定电流的 3 倍；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

4、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。 2.3 外部环境易引发的问题 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

5、源。 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，尽量降低各类电磁干扰。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1。 如果工作环境内腐蚀性气体浓度较大，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。 2.4 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

6、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）升速或降速中过电流 这往往是由于升速或降速过快而引起的。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2。 （4）过

7、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。变频器的谐波危害及解决措施变频器的谐波危害及解决措施1、前言工业调速传动领域中，与传统机械调速相比，用变频器调速 有诸多优点，顾其应用非常广泛，但变频器逆变电路开关特性， 对其供电电源形成了一个典型非线性负载，变频器现场通常它设 备同时运行，例如计算机和传感器，这些设备常常安装很近，这 样可能会造成相互影响。，以变频器为代表电力电子装置是公用 电网中最主要谐波源之一，其对电力系统中电能质量有着重要影 响。 2、谐波产生过程谐波产生

8、根本原因是非线性负载所致。当电流流经负载时， 与所加电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，产生谐波，如下 图所示。谐波频率是基波频率整倍数，法国数学家傅立叶 （M.Fourier）分析原理证明，任何重复波形都可以分解为含有 基波频率和一系列为基波倍数谐波正弦波分量。谐波是正弦波， 每个谐波都具有不同频率、幅度与相角。谐波可以区分为偶次与 奇次性。平衡三相系统中，对称关系，偶次谐波已经被消，奇次 谐波存，奇次谐波引起危害比偶次谐波更多更大。 3、谐波危害电力系统来说，电力谐波危害主要表现有以下几方面： (1)增加输、供和用电设备额外附加损耗，使设备温度过热， 降低设备利用率和经济效益： 电力谐波对

9、输电线路影响： 谐波电流使输电线路电能损耗增加。当注入电网谐波频率位 于网络谐振点附近谐振区内时，对输电线路和电力电缆线路会造 成绝缘击穿。 电力谐波对变压器影响： 谐波电压存增加了变压器磁滞损耗、涡流损耗及绝缘电场强 度，谐波电流存增加了铜损。对带有非对称性负荷变压器而言， 会大大增加励磁电流谐波分量。 电力谐波对电力电容器影响： 含有电力谐波电压加电容器两端时，电容器对电力谐波阻抗 很小，谐波电流叠加电容器基波上，使电容器电流变大，温度升 高，寿命缩短，引起电容器过负荷爆炸，同时谐波还可能与电容 器一起电网中造成电力谐波谐振，使故障加剧。 (2)影响继电保护和自动装置工作可靠性： 特别电磁

10、式继电器来说，电力谐波常会引起继电保护及自动 装置误动或拒动，使其动作失去选择性，可靠性降低，容易造成 系统事故，严重威胁电力系统安全运行。 (3)对通讯系统工作产生干扰： 电力线路上流过幅值较大奇次低频谐波电流磁场耦合时，会 邻近电力线通信线路中产生干扰电压，干扰通信系统工作，影响 通信线路通话清晰度，极端情况下，还会威胁着通信设备和人员 安全。 (4)对用电设备影响： 电力谐波会使电视机、计算机图形畸变，画面亮度发生波动 变化，并使机内元件温度出现过热，使计算机及数据处理系统出 现错误，严重损害机器。 此外，电力谐波还会对测量和计量仪器指示不准确及整流装 置等产生不良影响，它已经成为当前电

11、力系统中影响电能质量大 公害。 4、谐波治理措施治理谐波问题，抑制辐射干扰和供电系统干扰，可采取屏蔽、 隔离、接及滤波等技术手段。使用无源滤波器或有源滤波器；使用无源滤波器其主改变特殊频率下电源阻抗，适用于稳定、 不改变系统。而使用有源滤波器主用于补偿非线性负载。LC 滤 波器是传统无源谐波抑制装置，它由滤波电容器、电抗器和电阻 器适当组合而成，与谐波源并联，除具有滤波作用外，还有无功 补偿作用。增加变压器容量，减少回路阻抗及切断传输线路法；非线性负载引起畸变电流电缆阻抗上产生一个畸变电压降， 而合成畸变电压波形加到与此同一线路上所接其它负载，引起谐 波电流其上流过，减少谐波危害措施也可从加大

12、电缆截面积，减少回路阻抗方式来实现。目前，国内较多采用提高变压器容量， 增大电缆截面积，特别是加大中性线电缆截面，以及选用整定值 较大断路器、熔断器等保护元件等办法，但此种方式不能从根本 上消除谐波，降低了保护特性与功能，又加大了投资，增加供电 系统隐患。使用无谐波污染绿色变频器。绿色变频器品质标准是：输入和输出电流都是正弦波，输入 功率因数可控，带任何负载时都能使功率因数为 1，可获工频上 下任意可控输出频率。变频器内置交流电抗器，它能很好抑制谐 波，同时可以保护整流桥不受电源电压瞬间尖波影响，实践表明， 不带电抗器谐波电流明显高于带电抗器产生谐波电流。减少谐波 污染造成干扰，可变频器输出回

13、路安装噪声滤波器。变频器允许 情况下，降低变频器载波频率。另外，大功率变频器中，通常使 用 12 脉冲或 18 脉冲整流，这样电源中，消除最低次谐波来减少 谐波含量。例如 12 脉冲，最低谐波是 11 次、13 次、23 次、25 次谐波。依次类推，18 脉冲，最低谐波是 17 次和 19 次谐波。变频器中应用低谐波技术可归纳如下： 逆变单元并联多重化，采用 2 个或多个逆变单元并联， 波形叠加抵消谐波分量。 整流电路多重化，PWM 变频器中采用 12 脉冲、18 脉冲 24 脉冲整流，以减少谐波。 逆变单元串联多重化，采用 30 脉冲串联逆变单元多重化 线路，其谐波可减少到很小。 采用新变频调制方法，如电压矢量菱形调制等。目前， 许，多变频器制造厂商已非常重视谐波问题，设计时已从技术手 段上保证了变频器绿色化，根本上解决谐波问题。 5、结论综上所述，可以清楚了解谐波产生原因，具体治理上可采用 无源滤波器、有源滤波器，减少回路阻抗，切断谐波传输路径及 开发使用无谐波污染绿色变频器等方法，将变频器产生谐波控制 最小范围内，达到科学合理用电，抑制电网污染，提高电源质量。