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文档简介
1、ABB变频器的常见故障及维修对策ABB变频器的常见故障及维修对策ABB,是一个在欧洲乃至全世界都享有盛誉的品牌,高低压变频器,高低压电器,变压器,电机,发电设备等等都是它的成熟产品,在电厂,化工,造纸,冶金等各行各业更是被广泛使用。应该说ABB的产品在国内还是得到了广大用户的一致认可。ABB变频器以其稳定的性能,丰富的选件扩展功能,可灵活使用的编程环境,良好的力矩特性,以及可供 不同场合使用的多种系列,在变频器市场占据着重要的地位。ABB变频器在中国的市场业绩,大家有目共睹。ABB变频器以其强大的品牌效应,和较高的社会认知度,在中国变频器市场位居前列。ABB变频器进入中国的市场也并不太长,也经
2、历了一段被广大客户从陌生-认知-接受的过程,但其发展却是非常迅猛的。早期我们能看到的ABB变频器主要有小功率的 ACS300变频器,以及标准型的ACS500 变频器,应该说这两个系列变频器在国内并没有赢得太多的客户,而ABB变频器真正被广大用户认识和接受的就是采用DTC控制方式的ACS600的高端变频器。稳定,可靠,功能丰富,使用灵活,这就是 ABB 变频器赢得市场的法宝。随着产品的不断更新,ABB公司现在又推出了 ACS600变频器的替代产品,ACS800,和ACS600相比,除保持DTC控制方式以及原有的一切功能之外,ACS800最明显的功能变化就是增加了简易PLC功能,不需要专门的工具和
3、编程语言,用户可以自定义编程达15个模块。并能将程序绘制在功能模块模板上来存储该程序。此外我们还知道ACS600ACS800变频器的选件功能特别丰富,除了常见的I/O扩展模块,用于通讯的 Profibus Modbus 模块等,ABB公司还专门针对不同行业开发了多 个宏程序,包括造纸机械上使用的主从宏,纺织机械上使用的摆频宏,以及在恒压供水上使用的PFC宏,PID控制宏,转矩控制宏等等,应该说ABB变频器的选件功能相当丰富,基本满足了各个行业对变频器功能的需求。针对不同层次的客户群,ABB公司又推岀了磁通矢量控制的ACS550变频器,这是一款针对中端客户而开发的变频器,应该说在性价比上有很高的
4、竞争优势,此外还有针对低端用户使用的ACS400变频器,以及经济型的ACS100ACS140 小功率变频器。由于ABB变频器在中国市场还是有一个十分庞大的销售量,包括一些早期使用的ACS200ACS300ACS500也已进入故障多发期,在使用中必然会碰到许多问题,以下我们就 ABB变频器的一些常见故障在这里和广大使用者做一个探讨:对于ACS300的变频器,我们经常会碰到的故障就是开关电源的损坏,ACS300变频器开关电源采用了近似UC3844功能的一块叫LT1244的波形发生器集成块,受工作电压的突变,以及开关电源所带负载的损 坏,而导致此集成块的损坏时有发生,由于使用了较长年数,电解电容也到
5、了它的使用年限,那用于滤波 的电容也就成了开关电源损坏的直接原因。我们在维修中会碰到ACS300变频器的整流桥经常损坏,也许从经济角度考虑,选用了国际整流器公司的一款最紧凑的三相全桥整流器,体积和带载电流都较小,散热 也较差,所以在使用一段时间后就会出现损坏。ACS300主控板发生故障的几率也是相当高的,控制盘和主板之间的通讯故障,主板 CPU故障都时有发生,通常此类故障较难排除。ACS300选用了三菱的IPM模块,相对来说故障几率较低,模块损坏,只能更换,但更换前必须保证驱动电路完全正常。对于ACS500变频器我们较常见的故障有驱动厚膜的损坏,此驱动厚膜已不仅仅包含驱动电路了,还包括 短路检
6、测,IGBT模块检测,过流检测等,由于良好的保护功能,ACS500的大功率模块很少损坏。在维修中如果碰到驱动厚膜损坏,在没有配件的情况下,我们只能对厚膜进行维修,由于厚膜元器件都焊接于陶 瓷片上,散热相当快,特别注意不要因为长时间把烙铁加热于元器件上,而导致器件的损坏。由于受到使 用时间的限定,ACS500的散热风扇也会出现故障,常见现象是上电后只听到 嗡嗡声音,但风扇不转,由于是轴流风扇,风扇线圈和轴承往往都是正常的,检查后发现是偏转电容发生故障了,更换后就恢复了正 常。对于ACS600变频器,应该说性能,质量还是相当可靠,但由于受到周围环境的影响,参数设置的不当, 以及不正当的操作,都有可
7、能对变频器造成损坏,当然自然损坏也是每个品牌的变频器不可避免的因素。和以往的ABB变频器不同,ACS600变频器采用了光纤通讯,大大提高了CPU板和I/O板之间的通讯时间,但也有可能引起了 “LINK OR HWC “ PPCC LINK这样的故障出现,这种故障的出现和光纤的损坏不是 绝对的。“ PPCC LINK故障是ACS600变频器较常见的故障,CPU板,1/0板的损坏都有可能导致此故障 的岀现。开关电源损坏,在 ACS600变频器中也会碰到,故障主要岀现在开关管上,由于开关管的短路, 常常也会导致用于限流的一个功率电阻烧坏。“SHORT CIRCUIT输出短路故障是我们碰到的最多的一类
8、故障了,ACS600采用了智能化的模块,负载的故障,以及使用中的一些问题都能导致模块的损坏,而模块 的损坏也经常连带驱动板的损坏,由于备件价格比较昂贵,所以维修变频器的费用也相对较高,所以对于 维修人员板级的维修提岀了更高的要求。对于新推出的ACS550变频器和ACS800变频器由于进入市场时间尚短,也无明显的典型的故障可以和大 家交流,所以我们这里占不做讨论。应该说ABB变频器在使用中还是会碰到一些这样那样的故障,特别是在备件费用较高的情况下,我们如何进行线路板级的维修,对于维修人员的要求更高了,也希望在以后能有更多从事变频调速行业的人加入到 此行列中,更好地为广大用户解决一些难题。1.变频
9、器驱动电路常见问题及解决方案1引言 近十多年来,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,变频交流调速已逐渐取代了过去的滑差调速、变极调速、直流调速等调速 系统。几乎可以说,有交流电动机的地方就有变频器的使用。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。现在通用型的变频器一般包括以下几个部分:整流桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电路、驱动电路等。一台变频器的好坏,驱动电路起着至关重要的作用,现就来谈谈驱动电路 常见的问题以及解决的办法。驱动电路只是一个统称,随着技术的不断发展,驱动电路本身也经历了从插脚式元的驱动电路到光耦驱动电路,再到厚膜驱动电
10、路,以及比较新的集成驱动电路,现在前面提到的后 三种驱动电路在维修中还是经常能遇到的。2几种驱动电路的维修方法(1)驱动电路损坏的原因及检查造成驱动损坏的原因有各种各样的,一般来说出现的问题也无非是U,V,W三相无输岀,或者输岀不平衡,再或者输岀平衡但是在低频的时候抖动,还有启动报警等等。当一台变 频器大电容后的快熔开路,或者是IGBT逆变模块损坏的情况下,驱动电路基本都不可能完好无损,切不可换上好的快熔或者IGBT逆变模块,这样很容易造成刚换上的好的器件再次损坏。这个时候应该着重检 查下驱动电路上是否有打火的印记,这里可以先将IGBT逆变模块的驱动脚连线拔掉,用万用表电阻挡测量六路驱动电路是
11、否阻值都相同(但是极个别的变频器驱动电路不是六路阻值都相同的:如三菱、富士等变频器),如果六路阻值都基本相同还不能完全证明驱动电路是完好的,接着需要使用电子示波器测量六路驱动 电路上电压是否相同,当给定一个启动信号时六路驱动电路的波形是否一致;如果手里没有电子示波器的话,也可以尝试使用数字式电子万用表来测量驱动电路六路的直流电压,一般来说,未启动时的每路驱动 电路上的直流电压约为 10V左右,启动后的直流电压约为 2-3V,如果测量结果一切正常的话,基本可以判断此变频器的驱动电路是好的。接着就将IGBT逆变模块连接到驱动电路上,但是记住在没有100%把握的情况最稳妥的方法还是将IGBT逆变模块
12、的P从直流母线上断开,中间接一组串联的灯泡或者一个功率大 一点的电阻,这样能在电路出现大电流的情况下,保护IGBT逆变模块不被大电容的放电电流烧坏,下面就讲几个在维修变频器时和驱动电路有关的实例:安川616G5,3.7kW的变频器 安川616G5,3.7kW的变频器,故障现象为三相输出正常,但在低速 时电动机抖动,无法进行正常运行。首先估计多数为变频器驱动电路损坏,正确的解决办法应该是确定故 障现象后将变频器打开,将IGBT逆变模块从印刷电路板上卸下,使用电子示波器观察六路驱动电路打开时的波形是否一致,找出不一致的那一路驱动电路, 更换该驱动电路上的光耦, 一般为PC923或者PC929, 若
13、变频器使用年数超过 3年,推荐将驱动电路的电解电容全部更换,然后再用示波器观察,待六路波形一 致后,装上IGBT逆变模块,进行负载实验,抖动现象消除。(3)富士 G9变频器富士 G9变频器,故障现在为上电无显示。接到手估计可能是变频器开关电源损坏, 打开变频器检查开关电源线路,但是经检查开关电源器件线路都无损坏,在DC正负处上直流电压也无显示,这个时候要估计到可能是驱动问题,将驱动电路初所有电容拆下,发现有个别电容漏液,更换新的电 解电容,再次上电后正常工作。(4)台达变频器 台达变频器,故障现象是变频器输岀端打火,拆开检查后发现IGBT逆变模块击穿,驱动电路印刷电路板严重损坏,正确的解决办法
14、是先将损坏IGBT逆变模块拆下,拆的时候主要应尽量保护好印刷电路板不受人为二次损坏,将驱动电路上损坏的电子原器件逐一更换以及印刷电路板上开路的线路用 导线连起来(这里要注意要将烧焦的部分刮干净,以防再次打火),再六路驱动电路阻值相同,电压相同的情况下使用视波器测量波形,但变频器一开,就报OCC故障(台达变频器无IGBT逆变模块开机会报警)使用灯泡将模块的P1和印板连起来,其他的用导线连,再次启动还跳OCC,确定为驱动电路还有问题,逐一更换光耦,后发现该驱动电路的光耦带检测功能,其中一路光耦检测功能损坏,更换新的后,启动正常。3结束语 在变频器不断发展的今天变频器的驱动电路技术也是日新月异,这里
15、所能涉及到的也只是凤毛麟角,希望能对广大技术人员和变频器爱好者有所帮助,希望变频器从业者能多多交流,使大家的技术都能 更上一层楼2.一般变频器常见故障处理 一、参数设置类故障常用变频器在使用中,是否能满足传动系统的要求,变频器的参数设置非常重要,如果参数设置不正确,会导致变频器不能正常工作。1、 参数设置常用变频器,一般岀厂时,厂家对每一个参数都有一个默认值,这些参数叫工厂值。 在这些参数值的情况下,用户能以面板操作方式正常运行的,但以面板操作并不满足大多数传动系统的要 求。所以,用户在正确使用变频器之前,要对变频器参数时从以下几个方面进行:(1 )确认电机参数,变频器在参数中设定电机的功率、
16、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。(2)变频器采取的控制方式, 即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。(3)设定变频器的启动方式,一般变频器在出厂时设定从面板启动,用户可以根据实际情况选择启动方式,可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。(4 )给定信号的选择,一般变频器的频率给定也可以有多种方式,面板给定、外部给定、外部电压或电流 给定、通讯方式给定,当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置 以上参数之后,变频器基本上能正常工作,如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况
17、修改相关参数。2、 参数设置类故障的处理一旦发生了参数设置类故障后,变频器都不能正常运行,一般可根据说 明书进行修改参数。如果以上不行,最好是能够把所有参数恢复岀厂值,然后按上述步骤重新设置,对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。二、过压类故障变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。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= 1.35 U线=513V。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很可能损坏变频器,常见
18、的过电压有两 类。1、 输入交流电源过压这种情况是指输入电压超过正常范围,一般发生在节假日负载较轻,电压升高或降低而线路出现故障,此时最好断开电源,检查、处理。2、 发电类过电压这种情况岀现的概率较高,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故障。(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 负载靠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岀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,因而变频器支流直流回路电压升高,超岀保护值,岀现故障
19、, 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。增加再生制 动单元功能包括能量消耗型,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。(2)多个电动施动同一个负载时,也可能岀现这一故障,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,
20、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,弓I起故障。在纸机经常发生在榨部及网部,处理时需加负荷分配控制。可 以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。三、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,输岀短路等原因引起的。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。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环,需要更换变频器。四、 过载故障过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是加速时间太
21、短,直流制动量过大、 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。五、其他故障1、 欠压说明变频器电源输入部分有问题,需检查后才可以运行。2、 温度过高如电动机有温度检测装置,检查电动机的散热情况;变频器温度过高,检查变频器的 通风情况。3.变频器硬件问题变频器出现“OVERCURRENT故障,分析其产生的原因,从两方面来考虑:一是外部原因;二是变频器本身的原因。一、外部原因:1.电机负载突变,引起的冲击
22、过大造成过流。2.电机和电机电缆相间或每相对地的绝缘破坏,造成匝间或相间对地短路,因而导致过流3.过流故障和电机的漏抗,电机电缆的耦合电抗有关,所以选择电机电缆一定按照要求去选。4.在变频器输出侧有功率因数矫正电容或浪涌吸收装置。5.当装有测速编码器时,速度反馈信号丢失或非正常时,也会引起过流,检查编码器和其电缆。二、变频器本身的原因:1.参数设定问题:例如加速时间太短,PID调节器的比例P、积分时间I参数不合理,超调过大,造成变频器输岀电 流振荡。a)电流互感器损坏,其现象表现为,变频器主回路送电,当变频器未起动时,有电流显示且电流 在变化,这样可判断互感器已损坏。b)主电路接口板电流、电压
23、检测通道被损坏,也会岀现过流。电路板损坏可能是:1)由于环境太差,导电性固体颗粒附着在电路板上,造成静电损坏。或者有腐蚀性气体,使电路被腐蚀。2)电路板的零电位和机壳连在一起,由于柜体和地角焊接时,强大的电弧,会影响电路板的性能。3)由于接地不良,电路板的零伏受干扰,也会造成电路板损坏。c)由于连接插件不紧、不牢。例如电流或电压反馈信号线接触不良,会岀现过流故障时有时无的 现象。d)当负载不稳定时,建议使用DTC模式,因为DTC控制速度非常快,每隔 25微秒产生一组精确的 转矩和磁通的实际值,再经过电机转矩比较器和磁通比较器的输岀,优化脉冲选择器决定逆变器的最 佳开关位置,这样有利用抑制过电流
24、。另外,速度环的自适应(AUTOTUNE)会自动调整PID参数,从而 使变频器输出电机电流平稳。4.我们在维修大量变频器之后,发现很多人在变频器使用过程中存在不少问题,在这里和大家一起探讨。变频器品牌的选定:不要只看价格,有的变频器价格低,但质量、性能极差。其偷工减料,寿命短,配件少,难维修,如果换整个新的电路板则维修费会是天价。有的公司能承诺保修服务,但你的变频器可能要运到千里以外的城市,花一两个月的时间才能修好。有的变频器虽是名牌,但很娇气,要有好的使用环境才有好的质量。有的变频器装配的元件比较独家专用”,难以买到而且价格高,这样维修费也高。性能差的变频器的另一个问题是一旦烧毁则相当严重,
25、几乎没有维修价值,变频器的故障率相对较高,所以选购时要了解其维修是否方便,如你的附近是否有维修服务中心,变频器模块是否通用,是否容易买到。如果某个变频器用量大,则最好买多一两台作备用。如果你的变频器是用在简单的调速控制,请选用价格相对便宜的经济型系列。如果电机负载比较重、经常急停,请选用容量大一级或性能好的变频器。B、变频器不要装在有震动的设备上(如注塑机、冲床、洗衣机)。因为这样变频器里面的主回路联接螺丝容易松动,有不少变频器就因为这原因而损坏。C、接线问题:变频器输入端最好接上一个空气开关,保护电流不能太大,以防止变频器发生短路时烧毁不会太严重。一定不能把 “N端接地,特别是老电工最容易中
26、招。控制线尽量不要太长,因为这样使控制板 容易受电磁波干扰而产生误动作,也会导致控制板损坏,超过2米长的最好用屏蔽线。变频器旁边不要装有大电流而且经常动作的接触器,因为它对变频器的干扰非常大,经常使变频器误动作(显示各种故障)。有的人贪图方便,总是接通起动控制线,变频器一送电就起动电机,这样变频器由于流经充电电阻的电流 太大而容易烧坏充电电阻。地线应接地良好,不然电机漏电严重时,地线带电也会损坏变频器。D、经常要急停的变频器最好加刹车电阻或采用机械刹车,否则变频器经常受电机反电势冲击,故障率会 大大提高。E、变频器如果经常低速运行(小于 15HZ ),则电机要另加散热风扇。F、灰尘和潮湿是变频
27、器最致命的杀手。特别是当停机几天后,粘在电路板上的尘埃返潮,这时送电后变 频器电路板就最容易打火而损坏,最好能将变频器安装在空调房里,或装在有虑尘网的电柜里。要定时清 扫电路板及散热器上的尘埃;停机一段时间的变频器在通电前最好用电吹风吹一下电路板。G、某些品牌变频器当散热风扇坏了后,它都不会发岀过热保护,直到变频器损坏,所以当风扇有响声就 应该更换。H、有的工厂供电是发电机发电,电压不稳定,变频器经常损坏,发电机加装稳压或过压保护装置后效果 好J、防雷也很重要。虽然很少发生,但当变频器被雷光顾,将损坏惨重。恒压供水的变频器最容易被雷击 因为它有一条伸向天空的引雷水管。K、变频器的干扰也令人头痛
28、,它会使其它电子设备无法正常使用,这时变频器输入、输岀、控制线最好 用屏蔽线,屏蔽层接线方法不能错。否则作用相反,有可能的再用铁管套住,加装滤波器,调低载波频率。 如果变频器的开关电源的开关管是场效应管(如 K系列)则其干扰会大些。L、当变频器坏了以后,最好不要交给没有维修经验的人修理,否则可能越修越坏。有时快熔断了,一定 要检查模块是否有问题,有的电工没有经验,马上装上一个好的快熔(绝对不能用铜线代替),结果是变 频器烧毁,按我们的经验,如果快熔断则模块大多有问题,但模块坏快熔不一定断。很多变频器功率模块、 整流模块是可互相替换的,如果一定要买原型号的,有可能买一到或价格高。M、我们在维修变
29、频器过程中,经常碰到有些工厂自己维修后又炸掉的变频器,而且损坏比原来更严重, 更难维修。经检查,原来他们用的维修过的模块。维修过的模块用仪表很难检测岀来,各参数完全正,但 由于其内部接线粗糙,晶体管的密封硅脂打开后没法封好。这样的模块有的能用几个月,有的一开机就炸毁。维修过的模块由于是打开后回又装回,所以仔细辨认还是可看出,其用502胶水粘住铜片,摸上去比较硬。而且原装模块的胶比较光滑、柔软。维修过的模块由于要清掉里面的硅脂,使模块变成空心,这时敲打其铜片发岀的声音是不同的,也可把损坏的模块拆开,看看接线是否粗糙。有的假模块是另贴标签的,从这个型号变成另一个型号,把电流小的贴成电流大的,甚至把
30、耐压低的贴成耐压高的。现在标签印刷技 术越来越仿真,但只要和原装的模块仔细对比一下还是可看岀的。5.维修变频器小窍门 我们经常看到有的维修高手过于自信,维修变频器不用假负载,觉得太麻烦,结果还是有烧模块的可能!如果用假负载,几乎可做到万无一失!除非你买的是假模块!很多人搞不清富士 G9-5.5KW 变频器整流模块 CVM40CD120的结构,在这里简单说一下:整流部分:R、S、T、A( + )、N-(-)充电可控硅:A、P1、Gth(触发)制动管:DB、N-、G7 (触发);DB、B+是其续流二极管电源开关管:D8、S8、G8热敏电阻:Th1、Th2山肯MF系列有一个通病,就是有时会显示 “E
31、re故障,这时可进行下列操作:打开参数 90,写入“7831”, 这时变频器显示“PASS,写入变频器容量数”,再把参数恢复出厂值(参数 36=1 )!变频器容量数:2.2KW - 23 3.7KW-24 7.5KW-2615KW-28 22KW-30 30KW-3145KW-33 75KW-35 110KW-37其它功率类推!有的人为了提高电机的转矩,常把变频器的转矩提升参数(或最低输岀电压)调到很高!这样变频器的 启动电流会很大,经常跳 过流”也容易损坏模块!转矩提升应适当,可慢慢调上去并观察电流大小,负 载大的最好用 矢量控制”,这时变频器能自动地输岀最大转矩,变频器要进行调谐(自学习)
32、”,但真正有此功能的变频器并不多!更不能调低基本频率,国内电机设计基本频率是50HZ,当变频器的基本频率调小后,虽然可提高转矩,但电流急升,对变频器及电机都会造成伤害!有的人没有给变频器的电源输入端安装空气开关,一当模块损坏,则电路板烧毁严重!甚至无法维修!特别是变频器里面不带熔断器的几个品牌更是这样!熔断器的电流也不能选太大!质量要好一点!富士 G9变频器3.7KW-7.5KW 有一个共同的问题:其散热风扇功率大转速高当在尘多的工作环境中寿命 会比较短!当风扇坏了以后变频器也不会马上跳过热”保护(可能是保护温度值设置太高)这时整个变频器的内部温度很高,使到驱动电路及电源电路的小电容容易老化,
33、通常是开关电源最先停止工作!变频器没 有显示!这时候应把风扇及电源电路的二个小电容换掉就可以使变频器恢复正常!最好也把驱动电路的 电容也换掉!由于变频器是相对比较贵重的设备,不同牌子的价格差别又大,故障率又高,所以有的人在选购变频器时大伤脑筋!我们认为,当变频器是否正常运行对你的生产影响很大;当你的配套设备是卖到很远的地方;当你不想经常给机修工找麻烦!你还是用性能好的、价格高的名牌变频器!但也 并非所有名牌都适合你使用!有的名牌变频器很娇气(怕湿、怕尘),要有好的环境才有好的质量!如果你的电机运行比较平稳,不用急停车,负载轻,电源电压稳定,变频器工作环境好,有故障也不影响生产,两年内坏包换新机
34、,维修服务部又近,为了节省开支,你不妨考虑买一台价格比较低,名气过得去的变频器!有的人在调试变频器时没有顾及变频器的感受”只根据生产需要把加减速时间调至1秒以下,变频器经常坏当加速太快时,电机电流大,性能好的变频器会自动限制输岀电流,延长加速时间,性能差的变频器会因为电流大而减小寿命!加速时间最好不少于2秒。当减速太快时,变频器在停车时会受电机反电动势冲击,模块也容易损坏!电机要急停的最好用上刹车单元,不然就延长减速时间或采用自由停车方式,特别是惯性非常大的大风机,减速时间一般要几分钟!最近有两个工厂各坏一台 75KW变频器,都是坏一个模块,可有一台模块的价格只有1300元(整台机共6个模块)
35、,可另一台的模块报价是23000元(一体化模块),所以购买变频器时你必须考虑以后维修的问题!经常发现有的人买模块回去自己修变频器时没有在模块底面涂上散热硅胶,这样模块的热量不能很好传给散热器,会因温度太高而烧毁!更不能涂麦乳胶(有的人是这样做),其作用相反!不少人维修变频器更换的模块没几天又坏掉,弄不清原因就拿到我们这里来,原来是有的螺丝没拧紧!看起来好象是 小事,但对变频器却是致命的!我们发现,有很多变频器当装在有震动的设备上(如工业洗衣机、机床等) 运行一段时间后,其主回路的连接螺丝和模块的紧固螺丝容易松动,此时最先损坏一般是模块,如果换了 模块后没有紧固其它螺丝,则模块很快坏掉,就埋怨模
36、块质量不好!也特别强调不要把变频器装在有震动 的设备上,不然多好的变频器可能很快就坏了!有的人为了提高电机的转矩,常把变频器的转矩提升参数(或最低输岀电压)调到很高!这样变频器的启动电流会很大,经常跳 过流”也容易损坏模块!转矩提升应适当,可慢慢调上去并观察电流大小,负载大的最好用 矢量控制”这时变频器能自动地输岀最大转矩,变频器要进行调谐(自学习)”但真正有此功能的变频器并不多!更不能调低基本频率,国内电机设计基本频率是50HZ,当变频器的基本频率调小后,虽然可提高转矩,但电流急升,对变频器及电机都会造成伤害!我们的模块在卖岀前是经严格测试!始终有一些不讲信用的人在把模块损坏后才要求退货,这
37、是我们不能接受的!我们的退货条件是要求在装机前且在一个月之内!如果卖岀的模块要我们保用,则要把变频器 送给我们维修并收取合理的人工费!6.本文主要介绍了变频器的一些常见故障处理和维修方法,并简述了其故障产生的原因及防治对策。1、 引言随着科学技术水平的不断提高,新型大功率电力电子元器件的诞生, 集成电路和微机技术的使用, 交流变频调速技术已日趋完善和成熟。交流变频调速系统以调速范围宽、动态响应快、调速精度高、保护功能完善和操作简单等优点,已在冶金、石化、电力、机械、民用电器等行业得到广泛使用。变频器在正常使用6-10年后,就进入故障的高发期,经常会岀现元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作等故障现
38、象, 严重影响其正常运行。在长期从事设备维修工作中,本人遇到过许多不同的变频器故障,在对其处理过程 中,发现其故障类别有一定的共性和规律。在实际维修中,只要抓住其特征,掌握故障处理的规律,就能 做好变频器的维修工作,使变频器在实际中岀现的各种故障得到及时处理和解决,并延长其使用寿命。首 先,要根据变频器的使用技术规范要求,制定完善的日常维护措施和检修周期,使故障隐患在初期得到解 决,尤其是在恶劣环境条件下使用的变频器,这项措施更为重要。其次,专业维修人员必须全面了解其原 理、结构和控制方式等常识。此外,还要有丰富的实践维修经验和扎实的电气理论知识。2、变频器使用现状 在实际设备维修中,遇到最多
39、的是进口变频器。如富士、三星、ABB、AB、西门子等厂家。特别是在大、中型企业旧设备技术改造中,使用最为广泛。其原因是由于十多年前国内生产变频器的厂家很少,其产品功能简单、性能低、质量不高。而进口变频器机型多、技术成熟、功能齐全、性能优 越、质量高、耐用的特点,并且适合不同设备拖动需求,故占据着国内变频器市场的主要部分。在多年的 实际使用中,发现进口变频器也存在着一个很大的问题,就是国内多数代理商和经销商在推销进口变频器 时,一般是以国外已开始淘汰的机型为主,由于这类产品的价格不高,国内企业普遍能够接受。另外,国 企在设备技术改造中,因改造资金不足、对方案设计不重视、审批专业性不强等其它原因,
40、会自然选择这 种机型。故设备技术改造完成 2-3年后,就岀现变频器维修配件或整机购买不到现象。代理商以这种产品 淘汰,又推销另外一种机型,结果岀现了同一个设备改造项目,却采用多种机型控制的情况。如我厂炭素一、二期焙烧4台多功能天车变频器改造,分别采用 AB公司AC800-01、AC800-02两种变频器(2台是 2002年实施的改造;另 2台是2003年完成的)。又如我厂炭素净化系统 4台200kW的排烟机2001年 选用ABB公司ASC600 ( 250kW )机型实施变频器改造后,运行 3年多,就有2台变频器因无备件停用(因这种机型淘汰,已不生产,无备件供应)。随着经济和技术的迅速发展和进
41、步,近几年国内众多厂家在变频器研制和开发方面,已开始了大规模资金和人力的投入。目前国产变频器在控制技术和功能上,已 取得了显著的进步和成就。但由于过去的遗留的旧观念和态度,人们在实际使用中,仍然对国产变频器的 性能和质量有较深的怀疑和偏见,故目前制约着国产变频器推广和使用。但国产变频器以其低价格,维修 方便、配件供应及时等优点,正在逐渐被国内企业技术人员认可和接纳。3、 变频器的常见故障及维修对策目前,大多数国内企业中,由于维修人员素质、能力、实践经验及设备 管理不到位等原因,在设备维修工作上,主要采取设备元部件整体更换的维修工作方式。对于设备中变频 器维修,也普遍采取整机报废、更换(或更新)
42、维修方式。故企业内废旧整机变频器数量很多,每年要花 费大量资金购置新的变频器,以维持实际设备运行需要。另外,由于变频器在使用中故障频繁,从维修人 员到管理层普遍认为只有进口机型,才有高质量、低故障的保障。对变频器使用环境、维护不重视,将各 类异常故障归结于质量问题,故岀现了设备完成变频器技术改造的几年后,又提岀了新的设备变频器技改 项目(这种技改其实是变频器更新工作),使一台设备多次实施技改,浪费了大量资金,影响着企业生产 成本降低和效益的提高。3.1变频器故障分类根据变频器发生故障或损坏的特征,一般可分为两类;一种是在运行中频繁岀现的自动停机现象,并伴随着一定的故障显示代码,其处理措施可根据
43、随机说明书上提供的指导方法,进行处理 和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适,或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产 生的一种保护动作现象;另一类是由于使用环境恶劣,高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低 或击穿等突发故障(严重时,会岀现打火、爆炸等异常现象)。这类故障发生后,一般会使变频器无任何 显示,其处理方法是先对变频器解体检查,重点查找损坏件,根据故障发生区,进行清理、测量、更换, 然后全面测试,再恢复系统,空载试运行,观察触发回路输岀侧的波形,当6组波形大小、相位差相等后,再加载运行,达到解决故障的目的。本文主要阐述第二类故障的分析和处理方法。主电路故障 根据对变
44、频器实际故障发生次数和停机时间统计,主电路的故障率占60%以上;运行参数设定不当,导致的故障占20%左右;控制电路板出现的故障占15% ;操作失误和外部异常引起的故障占5%。从故障程度和处理困难性统计,此类故障发生必然造成元器件的损坏和报废。是变频器维修费用的主要消耗部分。(1 )整流块的损坏 变频器整流桥的损坏也是变频器的常见故障之一,早期生产的变频器整流块均以二极 管整流为主,目前部分整流块采用晶闸管的整流方式(调压调频型变频器)。中、大功率普通变频器整流 模块一般为三相全波整流,承担着变频器所有输岀电能的整流,易过热,也易击穿,其损坏后一般会岀现 变频器不能送电、保险熔断等现象,三相输入
45、或输岀端呈低阻值(正常时其阻值达到兆欧以上)或短路。 在更换整流块时,要求其在和散热片接触面上均匀地涂上一层传热性能良好的硅导热膏,再紧固螺丝。如 果没有同型号整流块时,可用同容量的其它类型的整流块替代,其固定螺丝孔,必须重新钻孔、攻丝,再 安装、接线。例如,一台 80年代中期西门子生产的变频器(7.5kVA )整流模块(椭圆形)击穿后,因无 同类整流块配件,采用三垦生产的同容量整流块(矩形)替代后,已运行多年,目前仍然能正常使用。(2 )充电电阻易损坏 导致变频器充电电阻损坏原因一般是:如主回路接触器吸合不好时,造成通流时间过长而烧坏;或充电电流太大而烧坏电阻;或由于重载启动时,主回路通电和
46、RUN信号同时接通,使充电电阻既要通过充电电流,同时又要通过负载逆变电流,故易被烧坏。其损坏的特征,一般表现为烧毁、 外壳变黑、炸裂等损坏痕迹。也可根据万用表测量其电阻(不同容量的机器,其阻值不同,可参考同一种 机型的阻值大小确定)判断。 (3)逆变器模块烧坏 中、小型变频器一般用三组 IGTR (大功率晶体管模块);大容量的机种均采用多组 IGTR并联,故测量检查时应分别逐一进行检测。IGTR的损坏也可引起变频器 OC (+pA或+pd或+pn )保护功能动作。逆变器模块的损坏原因很多:如输岀负载发生短路;负载过大,大电流持续运行;负载波动很大,导致浪涌电流过大;冷却风扇效果差;致使模块温度
47、过高,导致模块烧坏、性能变差、参数变化等问题,引起逆变器输出异常。如一台FRN22G11S-4CX 变频器,输出电压三相差为106V,解体在线检查逆变模块(6MBP100RS-120 )外观,没发现异常,测量 6路驱动电路也没发现故障,将逆变模块拆下测 量发现有一组模块不能正常导通,该模块参数变化很大(和其它两组比较),更换之后,通电运行正常。又如MF-30K-380变频器在启动时出现直流回路过压跳闸故障。这台变频器并不是每次启动时,都会过压 跳闸。检查时发现变频器在通电(控制面板上无通电显示信号)后,测得直流回路电压达到500V以上,由于该型变频器直流回路的正极串接1只SK-25接触器。在有
48、合闸信号时经过预充电过程后吸合,故怀疑预充电回路性能不良,断开预充电回路,情况依旧。用电容表检查滤波电容发现已失效,更换电容后,变 频器工作正常。辅助控制电路故障 变频器驱动电路、保护信号检测及处理电路、脉冲发生及信号处理电路等控制电路称为辅助电路。辅助电路发生故障后,其故障原因较为复杂,除固化程序丢失或集成块损坏(这类故障处理方法一般只能采用控制板整块更换或集成块更换)外,其他故障较易判断和处理。(1)驱动电路故障 驱动电路用于驱动逆变器IGTR,也易发生故障。一般有明显的损坏痕迹,诸如器件(电容、电阻、三极管及印刷板等)爆裂、变色、断线等异常现象,但不会岀现驱动电路全部损坏情况。处理方法一
49、般是按照原理图,每组驱动电路逐级逆向检查、测量、替代、比较等方法;或和另一块正品(新 的)驱动板对照检查、逐级寻找故障点。处理故障步骤:首先对整块电路板清灰除污。如发现印刷电路断 线,则补线处理;查岀损坏器件即更换;根据笔者实践经验分析,对怀疑的元器件,进行测量、对比、替 代等方法判断,有的器件需要离线测定。驱动电路修复后,还要使用示波器观察各组驱动电路信号的输岀 波形,如果三相脉冲大小、相位不相等,则驱动电路仍然有异常处(更换的元器件参数不匹配,也会引起 这类现象),应重复检查、处理。大功率晶体管工作的驱动电路的损坏也是导致过流保护功能动作的原因 之一。驱动电路损坏表现岀来最常见的现象是缺相
50、,或三相输岀电压不相等,三相电流不平衡等特征。(2) 开关电源损坏 开关电源损坏的一个比较明显的特征就是变频器通电后无显示。女口:富士 G5S变频器采用了两级开关电源,其原理是主直流回路的直流电压由500V以上降为300V左右,然后再经过一级开关降压,电源输岀5V,24V等多路电源。开关电源的损坏常见的有开关管击穿,脉冲变压器烧坏,以及次级输岀整流二极管损坏,滤波电容使用时间过长,导致电容特性变化(容量降低或漏电电流较大),稳压 能力下降,也容易引起开关电源的损坏。富士 G9S则使用了一片开关电源专用的波形发生芯片,由于受到主回路高电压的窜入,经常会导致此芯片的损坏,由于此芯片市场很少能买到,
51、引起的损坏较难修复。另外,变频器通电后无显示,也是较常见的故障现象之一,引起这类故障原因,多数也是由于开关电源的损 坏所致。如MF系列变频器的开关电源采用的是较常见的反激式开关电源控制方式,开关电源的输出级电 路发生短路也会引起开关电源损坏,从而导致变频器无显示。(3)反馈、检测电路故障 在使用变频器过程中,经常会碰到变频器无输岀现象。驱动电路损坏、逆变模 块损坏都有可能引起变频器无输岀,此外输岀反馈电路岀现故障也能引起此类故障现象。有时在实际中遇 到变频器有输出频率,没有输出电压(实际输出电压非常小,可认为无输出),这时则应考虑一下是否是 反馈电路出现了故障所致。在反馈电路中用于降压的反馈电阻是较容易出现故障的元件之一;检测电路的 损坏也是导致变频器显示 0C ( +pA或+pd或+pn)保护功能动作的原因,检测电流的霍尔传感器由于受温
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