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1、周小清 2008-04,变频器常见问题及故障原因分析处理,技术交流-,2019/1/7, 2007 ENCO M&E Technologies Shenzhen Co., Ltd.,2,内容提要,引言,新购变频器基本设置方法与技巧,西门子变频器常见故障现象分析及处理方法,变频器常见故障分析及处理方法,案例分析及总结,2019/1/7, 2007 ENCO M&E Technologies Shenzhen Co., Ltd.,3,20 世纪50年代末开始，电气传动领域进行了一场重要的技术变革将原来只用于恒速传动的交流电动机实现速度控制，以取代制造复杂、价格昂贵、维护不便的直流电动机。近十多年来
2、，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透，变频器已经广泛应用于交流电动机的速度控制。其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。在风机、水泵、压缩机等流体机械上应用可以节约大量的电能;在纺织、化纤、塑料、化学等工业领域，利用变频器的自动控制性能可以提高产品质量和数量;在机械行业中，应用变频器是改造传统产业、实现机电一体化的重要手段;在工厂自动化技术中，交流伺服系统正在取代直 流伺服系统。从数百瓦的伺服系统到数万千瓦的特大功率高速传动系统，从一般要求的小范围调速传动到高精度、快响应、大范围的调速传动，从单机传动到多机协调运转，都可以采用交流调速装置。几乎可以
3、说，有电动机的地方就有变频器的使用。,引言,2019/1/7, 2007 ENCO M&E Technologies Shenzhen Co., Ltd.,4,新购变频器基本设置方法与技巧：,对于一台新购置的变频器，一般在出厂时，厂家对每一个参数都设有一个默认值，在这些参数值的情况下，系统是能以面板操作方式正常运行的，但仅此，并不能满足绝大多数传动系统的要求，修改变频器参数是从以下几个方面进行的： 1）确认电机参数 电机的功率，电流，电压，转速，最大功率，这些参数都可以从电极名牌中直接得到。 2）设定变频器的启动方式 一般变频器在出厂时设定面板启动，以西门子变频器来说，其启动可以用面板、外部端
4、子、通讯方式等几种，用户可根据实际情况选择。 3）给定频率方式的选择 一般变频器的频率给定也可以有三种方式，即面板给定、外部电压或电流给定，通讯给定，当然对有些变频器的频率给定方式也可以是这三种方式的一种或两种方式之和。 正确设置这三个参数之后，变频器基本上可以正常运行。如要获得更好的控制效果，则只能根据实际情况修改相关参数。具体情况参看其使用说明书。 一旦发生了参数设置类故障，变频器都不能正常运行，最好是能够把所有参数恢复到出厂值，然后按上数步骤重新设置相关参数。对于每个公司的变频器其参数恢复方 式也不尽相同，对第二、三类参数可以用改变应用宏的方式来恢复出厂值。,2019/1/7, 2007
5、 ENCO M&E Technologies Shenzhen Co., Ltd.,5,一般来说，当你拿到一台有故障的变频器，再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧，线路板上有没有明显烧损的痕迹 。,西门子变频器常见故障现象分析及处理方法：,具体方法是：用万用表(最好是用模拟表)的电阻1K档，黑表棒接变频器的直流端(-)极，用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值 应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。然后，反过来将红表棒接变频器的直流端(+)极，黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻，其阻
6、值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。否则， 说明模块损坏。这时候不能盲目上电，特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电，以免造成更大的损失。,如果以上测量结果表明模块基本没问题，可以上电观察。,1）上电后面板显示F231或F002(MM3变频器)，这种故障一般有两种可能。常见的是由于电源驱动板有问题，也有少部分是因为主控板造成的，可以先换一块主控板试一试，否则问题肯定在电源驱动板部分了。,基本故障现象及处理对策。,2019/1/7, 2007 ENCO M&E Technologies Shenzhen Co., L
7、td.,6,2）上电后面板无显示(MM4变频器)，面板下的指示灯绿灯不亮，黄灯快闪，这种现象说明整流和开关电源工作基本正常，问题出在开关电源的某一路 不正常(整流二极管击穿或开路，可以用万用表测量开关电源的几路整流二极管，很容易发现问题。换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管 的耐压偏低，电源脉动冲击造成的。 3）有时显示F0022,F0001,A0501不定(MM4)，敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常，一般属于接插件的问题，检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件质量问题或焊接不良所致。 4) 上电后显示-(MM4)，一般是主控板问题。多数情况下换
8、一块主控板问题就解决了，一般是因为外围控制线路有强电干扰造成主控板某些 元件(如帖片电容、电阻等)损坏所至，我分析与主控板散热不好也有一定的关系。但也有个别问题出在电源板上,西门子变频器常见故障现象分析及处理方法：,2019/1/7, 2007 ENCO M&E Technologies Shenzhen Co., Ltd.,7,变频器常见故障分析及处理方法：,1） 过压类故障 对变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时就很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。 1.1 输入交流过电压 这种情况是指输入交流电源的电压超过正常值，一般发生在节假日线路负载较轻，电压升高或者线路出
9、现故障，经常遇到星期一刚上班，变频器故障指示报警，断开电源，过一会再送电启动即可正常。 1.2 发电状态时的过电压 这种情况出现的概率较高，主要是电动机的实际转速比同步转速还高，而使电动机处于发电状态或者是中频炉工作于向电网回馈能量时，而变频器又没有安装制动单元引起的，以下情况可引起这一故障。 （1） 当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设置较小，在减速过程中，变频器输出频率减小的速度快，而负载靠本身阻力减速较慢，使得负载拖动电动机的转速比变频 器输出频率所对应的同步转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈功能，因而变频器直流回路电压升高，超过其保护值，出现故障。. （2）中频炉或
10、中频设备在向电网回馈能量时也会使输入电压过高而出现故障。 （3） 多个电动机拖动同一负载时，也可能出现这一故障.主要是由于没有负荷分配所引起的，即多台电动机速度不同步.以两台电动机拖动同一负载为例，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，则转速较高的电动机相当于原动机，转速低的电动机则处于发电状态，易引起故障，处理此类故障可加负荷分配器，也可修改变频器参数.,典型故障现象及处理对策。,2019/1/7, 2007 ENCO M&E Technologies Shenzhen Co., Ltd.,8,2）过载 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
11、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）过流 可能是变频器的输出短路所引起。这是要对线路及电机进行检查，如果断开负载变频器还是过流，说明变频器的逆变电路损坏，应修理或更换。如拆开机器就发现严重的短路现象，整流模块和IGBT模块爆裂，短路造成的黑色积炭喷得到处都是，主回路两个继电器也爆开，主控板暂时没有发现问题，但驱动部分烧了好几处，另外储能大电容一部分都已发涨，电容板上的两颗大螺丝接触处全部烧焦，这就是西门子EC
12、O变频器的通病，因为所有电量都是要经过这两颗铁螺丝，一旦铁螺丝生锈，很容易引起电容的充放电不良，这样电容发热，漏电，发涨到最后损坏重要器件就不在话下了，为了防止再次接触不良打火，在上螺丝的同时最好焊上几股粗铜 线，维修触发板时不知道参数的，可以从控制板上完好的器件与损坏相同器件的对比，修复该板的电压分别为 -4.7V，-4.44V，更换损坏器件后，可以加电试验，试验步骤按主回路到控制空载，负载分别运行检查。加电试验前为保证器件安全，防止再次损坏重要器件，大容量电容器暂时不要装止，用两只小容量电容器代替，为了保护IGBT，电容器到IGBT的供电回路最好是串联白炽灯泡（也就是接个假负载），通电后如
13、果显示正常，可以启动变频器，再测量6个触发脉冲，如果信号正常，可以去掉电容器与IGBT之间的灯泡，装上大电容器进行空载运行，正常后再接负载运行，经调试机器后一般可恢复正常。,典型故障现象及处理对策。,变频器常见故障分析及处理方法：,2019/1/7, 2007 ENCO M&E Technologies Shenzhen Co., Ltd.,9,4）欠压 说 明电源输入电路有问题，可能是线路严重超载，或是线路接触不良所引起。西门子6SE70系列变频器的PMU面板液晶显示屏上显示字母“E”，出现这种情况时，变频器不能工作，按P键及重新停送电均无效，查操作手册又无相关的介绍，在检查外接DC24V电
14、源时，发现电压较低，解决后，变频器工作正常。 5）温度过高 另外变频器还有温度过高故障，如发生温度过高报警，经检查温度传感器正常，则可能是干扰引起的，可以把故障屏蔽，另外还应检查变频器的风扇及通风情况。对于其它类型的故障，最好与厂家联系，获得快速可行的解决方法。 6）其他 最后说明的是，一旦变频器发生硬件故障，如整流、逆变电路等。可能IGBT模块损坏，大多情况下会损坏驱动元器件。最容易损坏的器件是稳压管及光耦。反过来如驱动电路的元件有问题如电容漏液、击穿、光耦老化，也会导致IGBT模块烧坏或变频输出电压不平衡。检查驱动电路是否有问题，可在没通电时比较一下各电路触发端电阻是否一致。通电开机可测量
15、触发端的电压波形。但是有的变频器不装模块开不了机，这时在模块P端串入假负载防止检查时误碰触发端或其他线路烧坏模块。如此时变频器已严重损坏（可以通过测量输入及输出端有无短路），则要有专门的技术人员维修，一般不得再次通电，以免扩大故障范围。,典型故障现象及处理对策。,变频器常见故障分析及处理方法：,2019/1/7, 2007 ENCO M&E Technologies Shenzhen Co., Ltd.,10,案例分析：,案例一：,故障现象： 一台MM440-200kW变频器，由于负载惯量较大，启动转距大，设备启动时频率只能上升到5Hz左右就再也上不去，并且报警 F0001。我当时考虑认为：作
16、为变频器本身是没有问题的，问题是客户参数设置不当，用矢量控制方式，再正确设定电机的参数/模 型就可以解决问题。又过了两天，变频器又报故障。故障现象是上电显示-，经现场检查分析，这种故障是因为主控板出问题造成的，因 为用户在安装的过程中没有严格遵循EMC规范，强弱电没有分开布线、接地不良并且没有使用屏蔽线，致使主控板的I/O口被烧毁。 处理对策： 更换一块已坏主控板。,案例二：,故障现象： 上电后显示正常，一运行即显示过流。F0001 (MM4)F002(MM3)即使空载也一样，一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题，需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电，不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏！这种问题的出现，一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大(特别是偏低)使得变频器脉动电流 过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。 还有一些特殊故障(不常见但有一些普遍意义，可以举一反三，希望
