变频器的组成、故障与日常维护

1、技师论文变频器的组成、故障分析与日常维护姓    名：   王以强工 种： 电工 单 位： 江苏锡沂水务有限公司 培训单位： 江苏省徐州技师学院 日 期： 二零一三年十月变频器的组成、故障分析与日常维护江苏锡沂水务有限公司 王以强摘要：变频器的结构组成、常见故障原因分析、日常保养维护关键词：CPU 驱动电路 保护回路 参数设置 冷却风扇、电解电容一变频器结构 1、 变频器结构大多采用模块化设计，整体结构由主电路，控制回路，保护回路，驱动回路等组成。各部分又有更多的的组成，如下图为主电路2、控制电路： 变频器的控制电路有主控电路，保护电

2、路和操作，显示电路构成，控制电路的核心是CPU。 从维修角度讲，修主板的难度较大。判定主板的好坏，最常用的方法就是代换法。板上明显故障可修理，隐藏故障的修理比较复杂，利用示波器，加上经验，再分析判断3、驱动回路： 驱动电路作为逆变电路的一部分，对变频器的三相输出有着巨大的影响。驱动电路的设计一般有这样几种方式 (1)分立插脚式元件组成的驱动电路; (2)光耦驱动电路; (3)厚膜驱动电路; (4)专用集成块驱动电路等几种。4、保护电路 （1）过流：保护变频器，主要依据是变频器的电流额定值。（2）过载：过载保护功能是保护电动机过载的，同样也保护变频器。从根本上说，对电动机和变频器进行过载保护的目

3、的，是使电动机和变频器不因过热而烧坏。因此，进行保护的主要依据便是电动机和变频器的温升不应超过其额定值。 （3）过压和欠压：电网供电质量不好，电压不稳，容易造成过压和欠压保护（4）过热：一般使用温度继电器和热敏电阻进行保护和连续测温显示。 （5）接地：一般使用零序电流互感器和在直流侧安装霍尔器件二、变频器故障分析 （一）变频器的生产流程 电路板的检测：成品板进行X射线分层法二维图像三位激光厚度测量或三位激光成像测量等工艺检测。还需检查所有的焊点和接头等。元器件的布局和上焊料的位置是由二维图像检查，也有通过电视摄像机扫描仪进行图像自动跟踪分析检测。焊点的测量也采用激光厚度测量获三位激光成像完成。

4、 变频器优化设计和冗余，也不能完全排除一些元器件会受环境的影响而导致性能降低引发故障。磨损故障初期故障偶发故障期（二）典型失效率曲线使用年限规定失效率 （三）变频器故障的主要类型 大致分为参数设置故障过电流和过载类故障过电压和欠电压类过障综合故障等。 1、参数设置故障：（1）电机参数 矢量控制变频器需设置电机参数：电机功率电流电压转速功率因数。这些参数应与电机铭牌参数一致，否则就会使控制精度降低或变频器工作不正常。（2）控制参数 控制方式有频率(速度)控制转矩控制PID控制方式。每一种控制方式都对应一组参数设定，如果设定不正确，变频器工作不正常。（3）变频器的频率给定方式和起动方式面板给定端子

5、给定或计算机通信给定。 2、过电流和过载类故障： 过电流和过载故障是变频器的常见故障，其原因是各种各样的。故障类型可分为加速过电流减速过电流恒速过电流，过载包括变频器过载和电机过载。 （1）外部原因 a、由于电机的负载突变引起大的冲击电流使过电流动作，一般变频器的过电流定额为2IN(3.75IN); b、变频器输出缺相； c、电机和电缆绝缘损坏，造成相间、匝间短路或接地； d、受电磁干扰的影响，过电流保护误动作； e、电机线圈和外壳之间，电机电缆和大地之间存在较大的寄生电容，通过寄生电容会有高频漏电流流向大地； f、变频器输出侧接有功率因数校正电容； g、变频器容量选择不当与负载不匹配等。h、

6、产生转子轴电流和转子轴电压等（2）变频器内部原因： a、参数设置不当：加、减速时间过短、转矩提升过大； b、变频器内部故障：二极管、IGBT或其它元件损坏； c、电流检测霍尔器件故障；3过电压和欠电压类过障： 欠电 压 (323VAC)436VDC、过电压(418VAC)564VDC，加速过电压690V720VDC(511VAC533VAV)。 4综合性故障: 涉及多方面的因素的故障，主要涉及控制板上的问题，其原因比较复杂。实际上主回路在高电压大电流工作，温度也比较高，故障的概率最高，据统计变频器主回路的故障，占整个故障的70%以上。对于控制板上的故障，一般用换件的方式解决。 5其他故障： （

7、1）过热保护 （2）漏电断路器：电机和机械设备已经可靠接地，漏电断路器的设定值是按工频漏电流的标准设定的。在变频调速系统中，会产生高频漏电流和工频漏电流两部分，造成不平衡分量加大，在变频器电源侧安装的漏电断路器会产生误动作。 变频器回路中应选用中灵敏度（301000mA），延时型（动作时间在0.12s之间）的漏电断路器。必要时，加装隔离变压器输入电抗器抑制谐波干扰，或降低变频器的载波频率，减小分布电容造成的干扰。 （3）变频器的载波频率：变频器的载波频率是可调的，实际调整时，若载波频率设定不当造成变频器异常，损坏变频器。 载波频率越高，变频器损耗越大，如果环境温度也高，变频器可能过热保护，严重

8、时损坏变频器。 载波频率较高时，变频器的输出波形好，但输出电压的变化率增大，当变频器和电机之间的电缆较长时，对地寄生电容以相应增大，对电机绝缘造成威胁。载波频率过低时，电机损耗增大，温度增高。不论载波频率过高或过低，都会有利有弊，在实际应用终于以综合考虑。三、变频器的日常维护 变频器在长期运行中，由于温度、湿度、灰尘、振动等使用环境的影响内部元件会发生变化或老化。 1、使用环境对变频器的影响： 温度-10度40度， 湿度90%无结露，影响爬电距离 电源电压323418V电压低（436VDC）电流增大， IGBT易过流；电压高（564VDC）脉冲尖峰高，IGBT易击穿。 灰尘沉积在变频器内空气潮

9、湿时可能短路。 震动对一些重量比较大而重心又比较高的元件使其松动脱焊，特别是均压电阻脱焊后，会产生严重后果。 2、元件的老化对变频器的影响 影响有好、有坏，对半导体器件，老化后参数更稳定；但也可能使一些元件的参数劣化，如有缺陷的元件，将失效；电容容量降低，噪声增大、风机散热变差等。 3、变频器日常维护的内容 （1）运行参数是否在规定范围内，电源电压是否正常？ （2）变频器操作面板显示是否正常，仪表指示是否正确，是否有振动、震荡现象？ （3）冷却风扇是否运转正常，有无异常声响？ （4）变频器和电动机是否有异常噪声，异常震动及过热现象？ （5）变频器及引出电缆是否过热、变色、变形、异味、噪声等？ （6）变频器的周围环境是否符合标准规范，温度和湿度是否正常？ 4、定期检查 用户根据环境情况，每36个月对变频器进行一次定期检查，操作注意安全。 检查和处理内容： （1）输入、输出端子和铜排是否过热变色、变形、螺钉是否松动？ （2）控制回路端子螺钉是否松动？ （3）主回路的绝缘是否满足要求？用500V摇表对R、S、T、P、N、DB、U、V、W和PE之间的绝缘检测，在5M以上，控制电路不测试。 （4）电解电容是否膨胀、漏液？ （5）用干燥的压缩空气吹去电路板、散热器风道上的粉尘。 （