通用变频器的维护及诊断方法.doc

通用变频器的维护及故障诊断方法摘要：变频器在节能方面表现出了良好的态势，不过在使用中所出现的故障问题也不容忽视，同时维护也是不必不可少的关键字：故障诊断, 维护, 变频器一 前 言 随着自动化领域的不断发展，变频器的应用也深入到各行各业，变频器的发展也在不断地推陈出新，功能越来越大，可靠性也相应地提高。但是如果使用不当，操作有误，维护不及时，仍会发生故障或运行状况改变缩短设备的使用寿命。因此，日常的维护与检修工作显得尤为重要。 二 变频器结构变频器是通过轻负载降压实现节能的，是通过改变电源的频率来改变电机的转速，也就是通常所说的变频调速，可分为交直交、交变交两大类。主要由主回路、电源回路、ipm驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成，其结构多为单元化或模块化形式。而运行中也随之在各个部分中出现不同的故障。为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析尤为重要。三 安装环境变频器属于电子器件装置，对安装环境要求比较严格，在特殊情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应抑制措施：振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶，防振胶垫等避振措施;潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件锈蚀、接触不良、绝缘降低而形成短路，作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构;温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。除上述几点外，定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合，为防止微处理器因温度过低不能正常工作，应采取设置空气加热器等必要措施。四 日常检查事项 变频器上电之前应先检测周围环境的温度及湿度，温度过高会导致变频器过热报警，严重时会直接导致变频器功率器件损坏、电路短路；空气过于潮湿会导致变频器内部直接短路。在变频器运行时要注意其冷却系统是否正产，如：风道排风是否流畅，风机是否有异常声音。一般防护等级比较高的变频器如：ip20以上的变频器可直接敞开安装，ip20以下的变频器一般应是柜式安装，所以变频柜散热效果如何将直接影响变频器的正常运行，变频器的排风系统如风扇旋转是否流畅，进风口是否有灰尘及阻塞物都是我们日常检查不可忽略的地方。电动机电抗器、变压器等是否过热，有异味；变频器及马达是否有异常响声；变频器面板电流显示是否偏大或电流变化幅度太大，输出uvw三相电压与电流是否平衡等。 五 定期保养 清扫空气过滤器冷却风道及内部灰尘。检查螺丝钉、螺栓以及即插件等是否松动，输入输出电抗器的对地及相间电阻是否有短路现象，正常应大于几十兆欧。导体及绝缘体是否有腐蚀现象，如有要及时用酒精擦拭干净。在条件允许的情况下，要用示波器测量开关电源输出各电路电压的平稳性，如：5v、12v、15v、24v等电压。测量驱动器电路各路波形的方法是否有畸变。uvw相间波形是否为正弦波。接触器的触点是否有打火痕迹，严重的要更换同型号或大于原容量的新品；确认控制电压的正确性，进行顺序保护动作试验；确认保护显示回路无异常；确认变频器在单独运行时输出电压的平衡度。 建议定期检查，应一年进行一次。 六 备件的更换 变频器由多种部件组成，其中一些部件经长期工作后其性能会逐渐降低、老化，这也是变频器发生故障的主要原因，为了保证设备长期的正常运转，下列器件应定期更换： （1）冷却风扇 变频器的功率模块是是发热最严重的器件，其连续工作所产生的热量必须要及时排出，当周围温度过高，风机堵转时，温度传感器性能不良，此时就应先查看冷却系统。一般风扇的寿命大约为10kh40kh。按变频器连续运行折算为23年就要更换一次风扇，直接冷却风扇有二线和三线之分，二线风扇其中一线为正极，另一线为负线，更换时不要接错；三线风扇除了正、负极外还有一根检测线，更换时千万注意，否则会引起变频器过热报警。交流风扇一般为220v、380v之分，更换时电压等级不能搞错。 （2）滤波电容 中间直流回路滤波电容：又称电解电容，其主要作用就是平滑直流电压，吸收直流中的低频谐波，它的连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加快其电解液的干涸，直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次，一般其容量减少20%以上应更换。七 测 试 6.1 静态测试 （1）测试整流电路 找到变频器内部直流电源的p端和n端，将万用表调到电阻x10档，红表棒接到p，黑 表棒分别依到r、s、t，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到p端，红表棒依次接到r、s、t，有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到n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.红表棒接p端时，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 将红表棒接到p端,黑表棒分别接u、v、w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。将黑表棒接到n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。 6.2 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）检查变频器各接播口是否已正确连接,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）上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。 （4）如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,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。 （5）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。 八 故障判断 （1）整流模块损坏 一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下，更换整流桥。在现场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网有污染的设备等。 （2）逆变模块损坏 一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后，测驱动波形良好状态下，更换模块。在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及连接电缆。在确定无任何故障下，运行变频器。 （3）上电无显示 一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起，如启动电阻损坏，也有可能是面板损坏。 （4）上电后显示过电压或欠电压 一般由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检测点，更换损坏的器件。 （5）上电后显示过电流或接地短路 一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放等。 （6）启动显示过电流 一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。 （7）空载输出电压正常,带载后显示过载或过电流 该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化,模