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1、浅谈 ACS 系列变频器简单故障排除中国铝业重庆分公司杨克尧2012 年 7 月 14 日【摘要摘要】随着工业生产的不断发展进步，要求传动设备要求较高的响应速度及转矩控制精度，变频器不断应用于工业生产中。本文在介绍变频器性能、说明了变频器选型、安装、常见故障及其处理、日常维护。关键词：变频器、故障、变频器选型关键词：变频器、故障、变频器选型一、引言一、引言变频器的功用是将频率固定的（通常为 50Hz 的）交流电（三相或单相）变成频率联系可调（多数为 0-400Hz）的三相交流电。由公式：n060f/p其中 n0 为旋转磁场的转速通常称为同步转速f 为电流的频率p 为旋转磁场的磁极对数当频率 f
2、 连续可调时（一般 P 为定数） ，电动机的同步转速也连续可调。又因为异步电动机的转子转速总是比同步转速略低一些，所以，当同步转速连续可调时，异步电动机转子的转速也是连续可调的。变频器就是通过改变 f（电流的频率）来使电动机调速的 在变频器安装及日常维护过程中,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。如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。二、变频器的原理简析二、变频器的原理简析变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制 4 个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为 IGBT 三相桥式逆变器，且输出为 PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲
3、无功功率。 其控制原理图（如图1.1）三、变频器的选型三、变频器的选型变频器选型时要确定以下几点： 1、采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。 2、变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。 3、 变频器与负载的匹配问题； 1）电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。 2）电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。 3）转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。 4、在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高
4、次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。 5、变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。 6、对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。 四、变频器的测试四、变频器的测试（一） 、静态测试1、测试整流电路将变频器的护盖后，找到变频器内部直流电源的 R+端和 UDC-端，将万用表调到电阻档，红表笔接到 R+，黑表笔分别依到 U1、V1、W1，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反
5、将黑表笔接到 R+端，红表笔依次接到 U1、V1、W1，接近于无穷大的阻值。将红表笔接到 UDC-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、红表笔接 R+端，黑表笔接 U1、V1、W1 或黑表笔接 UDC-端，红表笔接 U1、V1、W1 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、测试逆变电路将变频器的护盖后，将红表棒接到 R+端,黑表笔分别接 U2、V2、W2 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。将黑表笔接到UDC-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3、均
6、压电容测试将变频器的护盖后，找到变频器内部直流电源的 R+端和 UDC-端，将万用表调到电阻档，电阻不断在变化，为均压电容能正常的充放电现象，证明均压电容无异常。（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、检查变频器各接接口是否已正确连接,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、上电后查看控制面板故障显示内容,初步断定故障及原因。4、如未显示故障,将万用表调到直流电压档测
7、量 R+与 UDC-之间的电压，额定电压 380V 的变频器直流母线的电压在 550V 左右。 首先检查参数是否有异常,并将参数设置后,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，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。五、变频器参数的设定与检查五、变频器参数的设定与检查1、变频器参数的设定首先根据电机铭牌数据参照变频器手册设定 99 组启动数据参数进行设置，新增的设备最好做电机辨识，在手册里，有一个电机的等效电路，其实，装置对电机的辨识，就是为了确定那个等效电路里的参数
8、，这就是所谓的建模。根据电气控制原理图设定相应的变频器参数。 2、变频器参数的检查变频器各个参数在变频器内部是可以等效为电气控制逻辑图，变频器的参数设定与变频器参数的设定可以按照图 1.2 来设定及检查。图 1.2 变频器参数逻辑图根据图 1.2 变频器参数逻辑图我将图中各个参数进行简单分析： 11.02决定外部 1 有效还是外部 2 有效（确定使用哪一个通道） 。如：设定为 DI3 则 DI3 得电外部 2 有效，DI3 失电外部 1 有效。10.01决定外部 1 起动动源。如：设置为 DI1 则当 DI1 得电变频器起动；DI1 断电变频器停止。11.03决定外部 1 给定值的选择。16.
9、01变频器起动允许信号。如：设置为 DI4 则 DI4 得电变频器允许运行；DI4 失电变频器禁止运行。10.02决定外部 1 起动动源。如：设置为 DI1 则当 DI1 得电变频器起动；DI1 断电变频器停止。11.06决定外部 1 给定值的选择。将以上参数设置后，若电气二次回路接线正确则变频器就能够正常运行，根据控制的要求及对设备的保护等方面，还要设定 11.04、11.05给定 1 的最小最大值；设定 11.07、11.08给定 2 的最小最大值；还得按照手册对13、14、15、20 组等参数的设定；如控制要求中使用恒速则还要对 12 组参数进行设定；若变频器和上位机使用 DP 通讯，还
10、得对 98.02 组参数进行设定，将通讯模块激活，然后是设定 51、52 组参数，设定通讯方式、通讯速率、通讯地址等变频器与上位机通讯的捂手协议。六、常见故障分析六、常见故障分析1、 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、进行负荷分配设计、对线路进行检查。在坏境湿度较高的重庆地区，当出现过流故障时，首先考虑的是电机匝间短路，特别是长时间未使用而测量对地绝缘合格而出现短路故障的设备，更是要考虑检查电机匝间短路情况发生。在公司现场变频器设备
11、报过流故障有十台则有八台设备是因为电机出现匝间短路而引起的，在电机匝间短路出现后测量电机对地绝缘电阻时一般都在 10-15M 左右，所以这类故障发生时，将变频器 99、04 参数由矢量控制修改标量控制后单独试变频器，将频率提升至工频后若变频器不再报故障则可确定电机或电缆存在问题，如果断开负载变频器还是报过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。 2、过载故障 过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，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
12、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。 3、短路故障短路故障包括电机电缆、电机、逆变单元的输出桥短路故障，电机电缆及电机短路故障可以经过测量绝缘电阻、测量直流电阻来确定短路故障是否存在于电机电缆或电机。单试变频器后变频器仍报短路故障时，在未复位故障的情况下查看 4.01 和 4.02 两个参数数值，然后将数值和 ACS 变频器用户手册故障信息对照表对照，根据 4.01 的数值来确定是电机控制和 I/O 板、主回路接口板还是 PPCS 连接分配板故障。根据 4.02 参数来确定 U、V、W 相上桥臂或下桥臂短路，从而来判断更换相应的变频器电路板。结语：总之，在现代企业中，变频器的应用越来越多，也越来越重要，作为电气人对其工作原理、简单的参数设定及基本的故障原理应有一定的了解，以便我们能够更好的维护设备的正常运行，提高设备使用率，降低变频器在应用中的故障率。参考文献： 1ACS800 固件手册.北京 ABB 电气传动系统有限公司，2010. 2ACS550 固件手册.北京 ABB 电气传动系统有限公司，2010. 3曾允文，变频器的故障诊断与处理.电气开关，1994
