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1、常用变频器故障处理办法林老师 2008年06月02日1目录 变频器1、通用变频器的保护功能及软故障处理1.1、引言1.2、检修前注意事项1.3、过电流保护功能1.4、过载保护及原因分析1.5、欠电压保护LU1.6、过电压保护OUD1.7、其它保护2、通用变频器的硬故障2.1、变频器控制方式2.2、整流及滤波电路2.3、逆变电路2.4、变频器静态测试2.5、变频器动态测试2.6、变频器故障判断2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。 变频器异常故障分为软故障和硬故障两大类，前者多因操作 或参数设置不当造成的，硬故障是由于变频器本身器件损坏 造成的，
2、维修起来可能很不便。 在操作及检修变频器时均需阅读手册。31、通用变频器的保护功能及软故障处理本节阐述变频 器在运行过程中出现 的过电流、过载、过 电压、欠压等异常故 障显示，针对变频器 故障的存储信息，分 析其原因，采取有效 的处理方法，保证变 频器在允许参数下正 常运行。 41.1、引言变频器本身具有相当丰富的异常故障显示和保护功能。若保护功能 动作时，变频器立即跳闸，LED显示故障代码，或者将故障信息存储在程 序的某个参数内，使电动机处于自由运转状态到停止。处理故障前应注 意查看故障前变频器的运行记录，主要包括电流、转速、绕组及轴承温 度等，以便于故障的分析和检查。当出现变频器显示某类故
3、障，但故障 排除过程中却未发生相应故障的情况，此时应仔细检查故障检测元件或 故障信息处理系统有无问题。51.2、检修前注意事项故障检查或维修时，须先切断电源，且等断电8min电容放 电完毕后，方可打开柜门进行维修，切忌停机后立即进行检查 。因变频器额定运行时，其直流母排电压可达到1000V左右，滤 波所用电解电容器储存了大量的电能，停机后须待电容模块前 的电压平衡电阻将其放电，电压降低后(其放电时间为8min视变 频器容量而定)， 方 可开柜进行检查。61.3、过电流保护功能变频器中过电流保护的对象主要指带有突变性质的、电 流的峰值超过了过电流检测值(约额定电流的200)，变频 器显示OC表示
4、过电流，由于逆变器件的过载能力较差,所以 变频器的过电流保护是至关重要的一环。71.3 过电流原因分析 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 、对线路进行检查等来解决。如果断开负载变频器还是过流 故障，说明变频器逆变电路 已坏，需要更换变频器。根据 变频器显示，可从以下几方面 寻找原因：OC81.3.1、工作中过电流原因 一是电动机遇到冲击负载或传动机构出现“卡住”现象,引起电 动机电流的突然增加； 二是变频器输出侧发生短
5、路，如输出端到电动机之间的连接线发 生相互短路,或电动机内部发生短路等、接地（电机烧毁、绝缘劣化、电 缆破损而引起的接触、接地等）； 三是变频器自身工作不正常,如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器 件在不断交替的工作过程中出现异常。如环境温度过高，或逆变器元器 件本身老化等原因，使逆变器的参数发生变化，导致在交替过程中，一 个器件已经导通、而另一个器件却还未来得及关断，引起同一个桥臂的 上、下两个器件的“直通”，使直流电压的正、负极间处于短路状态。91.3.2工作中过电流处理方法起动时一升速就跳闸，这是过电流十分严重的现象，主要 检查： 工作机械有没有卡住； 负载侧有没有短路,用兆欧表检查对地有没有
6、短路； 变频器功率模块有没有损坏； 电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来。101.3.3升速、降速时过电流的原因当负载的惯性较大，而升速时间或降速时间又设定得太 短时，也会引起过电流。在升速过程中，变频器工作频率上 升太快，电动机的同步转速迅速上升，而电动机转子的转速 因负载惯性较大而跟不上去，结果是升速电流太大；在降速 过程中，降速时间太短，同步转速迅速下降，而电动机转子 因负载的惯性大，仍维持较高的转速，这时同样可以使转子 绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。111.3.4升速、降速时过电流的处理办法起动时不马上跳闸，而在运行过程中跳闸，主要检查： 升速时间设定太短，加长加速时间 减速
7、时间设定太短，加长减速时间 转矩补偿（U/f比）设定太大，引起低频时空载电流过大 电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起变 频器误动作。12电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称为过载。 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。输出电流超过反时限 特性过载电流额定值，保护功能动作，变频器的容量偏小。1.4、过载保护及原因分析13（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。主要原因是变频器 负载太大，加减速时间、运行周期时间太短；V/F特性的电压 太高；变频器功率太小。（2）三相电压不平衡：引
8、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。1.4.1、过载的主要原因14（1）检查电动机是否发热 如果电动机的温升不高，则首先应检查负载的大小，加减 速时间，运行周期时间设置是否合理，并修正V/F特性，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， 则应放宽电子热保护功能的预置值；如变频器的允许电流已经 没有余量，不能再放宽，且根据生产工艺，所出现的过载属于 正常过载，则说明变频器的选择不当，应加大变频器的容量
9、， 更换变频器。因为电动机在拖动变动负载或断续负载时，只要 温升不超过额定值，是允许短时间(几分钟，甚或几十分钟)过 载的，而变频器则不允许。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， 首先应考虑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。1.4.2、过载的检查方法15（2）检查电动机侧三相电压是否平衡 若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，如不平衡，问题在变频器内部，应检查变 频器的逆变模块及其驱动电路；如变频器输出端的电压平衡， 则问题出现在
10、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紧固，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紧固， 以及触点的接触状况是否良好等。如果电动机侧三相电压平衡，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/比，如降低后仍能带动负载，则说明原来预置的/ 比过高，励磁电流的峰值偏大，可通过降低/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。1.4.2、过载的检查方法16（3）检查是否误动作经过以上检查，均未找到原因时，应检查是不是误
11、动作。 判断的方法是在轻载或空载的情况下，用电流表测量变频器的 输出电流，与显示屏上显示的运行电流值进行比较，如果显示 屏显示的电流读数比实际测量的电流大得较多，则说明变频器 内部的电流测量部分误差较大，“过载”跳闸有可能是误动作 。1.4.2、过载的检查方法17欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。电源电压降低后， 主电路直流电压若降到欠电压检测值以下，保护功能动作。另 外，电压若降到不能维持变频器控制电路的工作，则全部保护 功能自动复位（检测值：DC400V）。当出现欠压故障时，首先 应该检查输入电源是否缺相，假如输入电源没有问题，就要检 查整流回路是否有问题，假如都没有问题，那就要看直流检
12、测 电路上是否有问题了。如果因为主回路电压太低(380V系列低于 400V)，主要原因是整流桥某一路损坏或晶闸管三相电路中有一 相工作不正常，都有可能导致欠压故障的出现，其次主回路断 路器、接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有 可能导致欠压。电压检测电路发生故障而出现欠压问题,由于变 频器故障或噪声引起的误动作等造成主电路直流端（P、N之间 ）超过了检测值，这就需与厂家联系1.5、欠电压保护LU18电动机的再生电流增加，主电路直流电压若超过电压检测值 ，错误施加过高电压时保护功能动作（检测值：DC750V）。过 电压保护主要有三种现象：加速时过电压、减速时过电压、恒 速时过电压。过
13、电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原 因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。变频器的过电压集中表现在直流母线的电压上。正常情况 下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电 压计算，则平均直流电压Ud=1.35UL513V。在过电压发生时， 直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频 器过电压保护动作。因此，变频器都有一个正常的工作电压范 围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器。常见的过电压 主要是发电制动时的过电压，这种情况出现的概率较高，主要 是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态， 而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一
14、故障 。1.6、过电压保护OUd19（1）当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设的比较小，在 减速过程中，变频器输出的速度比较快，而由于负载特性本身阻 力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所 对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回 馈单元，因而变频器直流回路电压升高，超出保护值，出现故障 。处理这种故障可以增加再生制动单元，或者修改变频器参数， 把变频器减速时间设的长一些。增加的再生制动单元有能量消耗 型，并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直 流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制功率 管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传
15、动系统，这种系 统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态，产生再生能量， 这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型 的变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量产生时可逆变流器 就将再生能量回馈给电网。1.6.1、过电压保护OUd20（2）多个电动机拖动同一个负载时，也可能出现这一故障， 主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为 例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时 ，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态， 引起故障。1.6.1、过电压保护OUd211、 过热OH4过热是经常会碰到的一个故障。当遇到这种情况时，首先 会想到散热风扇是否运
16、转，观察机器外部就会看到风扇是否运 转，此外对于30kW以上的机器在机器内部也带有一个散热风扇 ，此风扇的损坏也会导致OH4的报警。根据L1-04的设定值，变 频器停止输出，电机过热时，修正负载的大小，加减速时间， 运行周期时间；修正V/F特性；确认从端子A1/A2输入的电机温 度。1.7、其它保护222 、接地故障GF接地故障也是常会碰到的故障，变频器输出侧的接地电 流超过了变频器额定输出电流的50，主要原因是变频器输 出侧发生了接地短路（电机烧毁、绝缘劣化、电缆破损而引 起的接触、接地等）。在排除电机接地存在问题的原因外， 最可能发生故障的部分就是霍尔传感器了，霍尔传感器由于 受温度，湿度等环境因素的影响，工作点很容易发生飘移， 导致GF报警。对于安川变频器，如果快熔未烧坏，则需检修 触发板上的光耦；如果快熔烧坏了,则需要更换模块、快熔， 还需检修触发板上的光耦合等。1.7、其它保护233、 电动机不旋转（1）即使按下操作器的RUN键，电机也不转，这时，可考虑
