变频器维修技术资料

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1、变频器维修技术资料 变频器维修技术 由广东容济机电科技有限公司于 2008 年编著，通过广东科技出版社出版， 面对全国发行。以下为部分技术资料： 变频器过流与过载的原因分析 1、过电流跳闸及原因分析 变频器的过电流跳闸又分短路故障、运行过程中跳闸和升、降速过程中跳闸等情况。 1.1 短路故障 （ 1 ）故障特点 a ）第一次跳闸有可能在运行过程中发生，但如复位后再起动，则往往一升速就跳闸。 b ）具有很大的冲击电流，但大多数变频器已经能够进行保护跳闸，而不会损坏。由于保 护跳闸十分迅速，难以观察其电流的大小。 （ 2 ）判断与处理 第一步，首选要判断是否短路。为了便于判断，在复位后再起动前，可

2、在输入侧接入一个 电压表，重新启动时，电位器从零开始缓慢旋动，同时，注意观察电压表。如果变频器的 输出频率刚上升就立即跳闸，且电压表的指针有瞬间回“ 0 ”的迹象，则说明变频器的输出 端已经短路或接地。 第二步，要判断是在变频器内部短路，还是在外部短路。这时，应将变频器输出端的接线 脱开，再旋动电位器，使频率上升，如仍跳闸，说明变频器内部短路；如不再跳闸，则说 明是变频器外部短路，应检查从变频器到电动机之间的线路，以及电动机本身。 1.2、轻载过电流负载很轻，却又过电流跳闸。 这是变频调速所特有的现象。在 V/F 控制模式下，存在着一个十分突出的问题：就是在 运行过程中，电动机磁路系统的不稳定

3、。其基本原因在于： 低频运行时，为了能带动较重的负载，常常需要进行转矩补偿（即提高 U/f 比，也叫转矩 提升） 。导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。这种由电动机磁路饱和引起的过 电流跳闸，主要发生在低频、轻载的情况下。解决方法：反复调整 U/f 比。 1.3 重载过电流 （1）故障现象 有些生产机械在运行过程中负荷突然加重，甚至“卡住”，电动机的转速因带不动而大幅下 降，电流急剧增加，过载保护来不及动作，导致过电流跳闸。 （2）解决方法 a）首先了解机械本身是否有故障，如果有故障，则修理机器。 b）如果这种过载属于生产过程中经常可能出现的现象，则首先考虑能否加大电动机和负载 之间的

4、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，则只有考虑增大电动机和变频器的容量了。 1.4 升速或降速中过电流 这是由于升速或降速过快引起的，可采取的措施有如下： （1）延长升（降）速时间 首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间，如允许，则可延长升（降）速 时间。 （2）准确预置升（降）速自处理（防失速）功能 变频器对于升、降速过程中的过电流，设置了自处理（防失速）功能。当升（降）电流超 过预置的上限电流时，将暂停升（降）速，待电流降至设定值以下时，再继续升（降）速。2、过载跳闸及原因分析 电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称为

5、过载。 过载的基本反映是：电流虽然超过了额定值，但超过的幅度不大，一般也不形成较大的冲 击电流。 2.1 过载的主要原因 （1）机械负荷过重，负荷过重的主要特征是电动机发热，并可从显示屏上读取运行电流来 发现。 （2）三相电压不平衡，引起某相的运行电流过大，导致过载跳闸，其特点是电动机发热不 均衡，从显示屏上读取运行电流时不一定能发现（因显示屏只显示一相电流） 。 （3）误动作，变频器内部的电流检测部分发生故障，检测出的电流信号偏大，导致跳闸。 2.2 检查方法 （1）检查电动机是否发热，如果电动机的温升不高，则首先应检查变频器的电子热保护功 能预置得是否合理，如变频器尚有余量，则应放宽电子热

6、保护功能的预置值。 如果电动机的温升过高，而所出现的过载又属于正常过载，则说明是电动机的负荷过重。 这时，首先应能否适当加大传动比，以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大，则加大传动 比。如果传动比无法加大，则应加大电动机的容量。 （2）检查电动机侧三相电压是否平衡，如果电动机侧的三相电压不平衡，则应再检查变频 器输出端的三相电压是否平衡，如也不平衡，则问题在变频器内部 如变频器输出端的电压平衡，则问题在从变频器到电动机之间的线路上，应检查所有接线 端的螺钉是否都已拧紧，如果在变频器和电动机之间有接触器或其他电器，则还应检查有 关电器的接线端是否都已拧紧，以及触点的接触状况是否良好等。 如果电动机

7、侧三相电压平衡，则应了解跳闸时的工作频率： 如工作频率较低，又未用矢量控制（或无矢量控制） ，则首先降低 U/f 比，如果降低后仍 能带动负载，则说明原来预置的 U/f 比过高，励磁电流的峰值偏大，可通过降低 U/f 比 来减小电流；如果降低后带不动负载了，则应考虑加大变频器的容量；如果变频器具有矢 量控制功能，则应采用矢量控制方式。 变频器原理以及基本知识 1、什么是变频器？ 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 2、PWM 和 PAM 的不同点是什么？ PWM 是英文 Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉

8、冲列的脉冲宽 度，以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM 是英文 Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列 的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。 3、电压型与电流型有什么不同？ 变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流 回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电 感。 4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？ 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下， 如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，

9、严重时将烧毁电机。因此， 频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保 持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。 5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时 电压也下降，那么电流是否增加？ 频率下降（低速）时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不 变。 6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？ 采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在 150%额定电 流以下(根据机种不同，为 125%200%)。用工频电源直接起动时，起

10、动电流为 67 倍，因 此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电 流为额定电流的 1.21.5 倍，起动转矩为 70%120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能 的变频器，起动转矩为 100%以上，可以带全负载起动。 7、V/f 模式是什么意思？ 频率下降时电压 V 也成比例下降，这个问题已在回答 4 说明。V 与 f 的比例关系是考虑了 电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置（ROM）中存有几种特性，可以用开关 或标度盘进行选择 8、按比例地改 V 和 f 时，电机的转矩如何变化？ 频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不

11、变，将造成在低 速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定 V/f,要使输出电压提高一些,以便获得 一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择 V/f 模式或调整电位器等方法 9、在说明书上写着变速范围 606Hz，即 10：1，那么在 6Hz 以下就没有输出功率吗？ 在 6Hz 以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取 6Hz 左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率 （起动频率）根据机种为 0.53Hz. 10、对于一般电机的组合是在 60Hz 以上也要求转矩一定，是否可以？ 通常情况

12、下时不可以的。在 60Hz 以上（也有 50Hz 以上的模式）电压不变，大体为恒功率 特性，在 高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。 11、所谓开环是什么意思？ 给所使用的电机装置设速度检出器（PG） ，将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为 “闭环 ”，不用 PG 运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选件 可进行 PG 反馈. 12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？ 开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范 围内（1%5%）变动。对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近于给定速度下 运转的场合，可采用

13、具有 PG 反馈功能的变频器（选用件） 。 13、如果用带有 PG 的电机，进行反馈后速度精度能提高吗？ 具有反馈功能的变频器，精度有提高。但速度精度的植取决于本身的精度和变频 器输出频率的分辨率。 14、失速防止功能是什么意思？ 如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变 频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转， 就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如 此。两者结合起来就是失速功能。 15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种，和加减速时间共同给定的机种，这有什 么意义？ 加减

14、速可以分别给定的机种，对于短时间加速、缓慢减速场合，或者对于小型机床需要严 格给定生产节拍时间的场合是适宜的，但对于风机传动等场合，加减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共同给定。 16、什么是再生制动？ 电动机在运转中如果降低指令频率，则电动机变为异步发电机状态运行，作为制动器而工 作，这就叫作再生（电气）制动。 17、是否能得到更大的制动力？ 从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系， 通用变频器的再生制动力约为额定转矩的 10%20%。如采用选用件制动单元，可以达到 50%100%。 18、请说明变频器的保护功能? 保护功能可分为以下两类： （1）

15、检知异常状态后自动地进行修正动作，如过电流失速防止，再生过电压失速防止。 （2） 检知异常后封锁电力半导体器件 PWM 控制信号，使电机自动停车。如过电流切断、 再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。 19、为什么用离合器连续负载时，变频器的保护功能就动作？ 用离合器连接负载时，在连接的瞬间，电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化，流过 的大电流导致变频器过电流跳闸，不能运转。 20、在同一工厂内大型电机一起动，运转中变频器就停止，这是为什么？ 电机起动时将流过和容量相对应的起动电流，电机定子侧的变压器产生电压降，电机容量 大时此压降影响也大，连接在同一变压器上的变频器将做出欠压

16、或瞬停的判断，因而有时 保护功能（IPE）动作，造成停止运转。 21、什么是变频分辨率？有什么意义？ 对于数字控制的变频器，即使频率指令为模拟信号，输出频率也是有级给定。这个级差的 最小单位就称为变频分辨率。 变频分辨率通常取值为 0.0150.5Hz.例如，分辨率为 0.5Hz，那么 23Hz 的上面可变为 23.5、24.0 Hz，因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连续卷取控制的用途就造成 问题。在这种情况下，如果分辨率为 0.015Hz 左右，对于 4 级电机 1 个级差为 1r/min 以下， 也可充分适应。另外，有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。 22、装设变频器时安装方向是否有限制。 变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的，上下的关系对通风也是重要的，因此，对于 单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。 23、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的变频