变频器现场修理经验分享与常见问题分析

1、变频器现场修理经验分享与常见问题分析空载电流竟然大于负载电流一台75kW微能WING9变频器试运行中的奇怪现象起因：一一台75kW微能WING9变频器，故障原因是运行中，变频器内突然跳火冒烟，变频器停机。检查，该机器的电源输入电路为三相半控桥，利用其可控整流原理，对直流主回路储能电容进行“软冲电”，省去了小功率变频器常用的充电接触器。实际上半控桥在这这里相当于无触点软冲电开关。检查发现，其中一只可控硅模块的端子有明显电弧闪络烧灼的迹象，但测量并不短路。在拆卸中发现很轻易便将固定螺帽卸下，闪络原因似乎是连接螺丝过松，引起接触不良所致。该模块为一只二极管和一只单向可控硅的组合体。进而检查控制板和逆

2、变主回路，无异常。将该模块拆除后，余二相半控桥作为电源输入，上电后，带一只2.2kW小功率三相电机试运行，感觉没有什么问题，换用了一只同型号新模块后，便到现场进行安装了。慎重起见，先将运行频率调至5Hz，变频器负载为一台风机，先将电机连接器脱开，使电机空载运行。这一试运行，吓了一跳！频率在5Hz以下时，空载运行电流为45A，虽感觉稍大，但考虑为可能为电机绕组进行过修复、或变频器的参数如起动曲线或转矩补偿等进行过调整等原因所造成，未加理会。当升速到10Hz时，变频器面板显示电流和用钳形表测量输出电流，均达到了100A！且输出电流的摆动幅度极大，但测三相输出电压，为70V左右，平衡而稳定。将电机连

3、接线脱开，上电测变频器输出，输出频率10Hz时，输出电压为70V，20Hz时为150V，35Hz时为250V，以后随运行频率上升，到50Hz时，达到400V。在此过程中，测量三相输出电压的平衡度很好。变频器输出的V/F曲线符合二次方负载转矩特性。没有问题。输出电压平衡和稳定，而输出电流过大和电流剧烈波动，显然为负载异常所致。这是常规判断引出的结论。与厂方的的相关技术人员一块探讨，试图找出电机方面和机械方面的原因来。比如电机是否新修好，是否绕组绕制不良；轴承有无磨损，运行不稳；连接轴是否有松动及不同心现象；风叶有变形等。恢复原工频启动柜的接线，工频起动电机做对比，逐一排除了上述怀疑，且据现场观测

4、，该电机及连接负载状态优良，几乎听不到运行中的电气和机械噪声。全速运行下的空载电流仅不足35A，三相平衡，无波动！电机及负载无问题，问题还在变频器。那么变频器的故障部位在哪里呢？有点让人挠头。是电流检测不准吗，造成误输出吗？观察面板显示的电流值与钳形电流表所测的接近，应该是没有问题的。还是CPU主板有问题，输出的驱动波形不对呀？没有道理呀。全数字电路呀，怎么变波形不对了呢？还好，现场离此不远有另一台同型号同功率的变颇器，带的负载也是一样的，这就好了。这给对比试验带来了极大的方便。厂方急着将机器开起来，也给予了积极的配合。将两台变频器的电流互感器互换，无效；将两机的CPU主板互换，无效。调出主回

5、路直流电压显示，为550V，电压采样电路也无问题。再也琢磨不出故障在哪块电路。对比机在带载情况下，10Hz时运行电流为75A，到达35Hz以上时，运行电流才到达100A，比这台带空载电机的电流还小呀。空载电流竟然远远大过了负载电流，变频器肯定是有问题。在试机过程中，偶尔用电流钳形表测了一下该变频器的三相输出电流，更发现了一个不可思议的现象！该台变频器的输入、输出电流完全不成比例，有10倍以上的差距！在输出40A电流时，输入电流为几个安培，几乎测不出来；在输出100A电流时，测输入电流仅为8A以下！怪呀，不符合能量守恒定律了。100A输出电流从哪里变出来的？！仿佛一根不漏的水管，进了1方水，而流

6、出来10方水，水管子里面不能变出水来呀。我们都知道，在一般情况下，变频器的输入电流总是要小于输出电流的。其原因为直流回路的储能电容产生作用，仿佛在电机端安装了一台无功功率补偿柜一样。在变频器空载或轻载时，由储能电容提供一部分电流给负载，使变频器从电网吸取的电流减小。而随着负荷的加大，其输入电流按比例增加，当投入额定负载后，变频器输入电流与输出电流应近于相等了。如输出40A时，输入才几个安培；输出100A时，输入电流已达70A；输出电流达140A时，输入电流也差不多到达此值了。正常情况下，输入、输出电流有差异，但不会产生如上述的极其悬殊的差异。巨大的差异使我怀疑是不是测量仪表坏掉了。换了表，再测

7、一遍，也还是同上结果。没辙了呀。咨询厂家吧。因急着解决问题，找出答案，这时候也顾不得长途电话费贵不贵了。变频器厂家技术人员给予答复：该型号变频器为最早生产的变频器，存在空载电流稍大、电流波动的问题，但属正常现象不影响使用。带载后电流会稳定下来。最好接入一台同功率电机试验一下，是不是电机的问题，或负载的问题。如电机轴承的问题。如电机及负载问题全都排除，只要变频器输出三相电压平衡，输出电流不超过变频器额定电流，可以空载或带载试机嘛。坏不掉嘛。至于输入、输出电流的比例问题，因负荷情况不一样，是很难有固定比例的。不成比例嘛。不要和比例问题纠缠嘛。想想也是嘛。只要是输出三相电压平衡，只要是在不超过额定电

8、流的情况下，可以带载试验嘛。变频器坏不掉嘛。许是带载以后，输出电流便不会有大的波动了。也许就正常了呀。只好带载试验，出现奇迹（让人大跌眼镜）：10赫兹运行时，在输出40A电流时，输出电流仅7个8个安培。30赫兹运行时，输出电流60A，输入电流25A；40赫兹运行时，在输出100A电流时，输入电流70安培。运行电流小了，波动小了，基本上是稳定的。三相电压和三相电流都是平衡和比较稳定的。问题莫名其妙地解决了。感谢厂家技术人员的指导：带载试机呀，为嘛不敢带载试机呀。但由于初次碰到这种情况，空载即出现异常电流，不敢升至全速运行。带载就更不敢了。总想找出原因再带载呀。总以为这是变频器异常啊。变频器投入运

9、行后，从现场回来，仍在琢磨这个问题。想起检修一个发电站零线电流大的问题，为线路中的谐波分量造成。是谐波电流呀。在空载或轻载运行时，该台变频器的输出线路中，是否也存在着极大的谐波分量呢？这个谐波分量从何而来呢？测量得出的结果是不是真的呢？分析原因为空载时输出电流中有较大谐波分量造成。谐波电流大的原因可能有以下两个原因：1、该变频器输出PWM波不够理想，调制方式未达到最佳。即在软件控制思路上未达到优化（新型机器肯定已经改进了）；2、当空载时，相当于电源容量严重与负载容量不匹配，电源容量远远大于变频器容量，这也是产生谐波电流的一大原因。而带载运行时，容量匹配情况好转，谐波分量倒被大大削减了。此两种原

10、因的合成，把我这个老电工都难倒了呀。对我来说，在试机中，我犯了一个经验性错误呀，我被输入、输出电流的比例问题捆住了，差点投降了呀。-由于变频器的输入是标准50Hz正弦波,而变频输出的频率与波形均与输入有很大差别。基于变压器原理的钳形电流表测量时相差几十倍是正常的（波形及谐波不一样啊，变频器是由千Hz级的模拟正弦波或方波产生的）。如果用电阻分流式的电流表测量，误差就比较不明显了。至于满载运行时由于谐波分量减少、经反馈后的电流波形更接近正弦波，所以差别就小了，如果串联电阻分流式电流表就基本与计算结果会很接近了。（用电流互感器也会与钳形表产生一样的结果）。.指出了由选用仪表不当,所引起的测量误差.也

11、想到由于测量仪表的问题,会导致测量结果的不准确.老电工,有时也受经验的束缚呀.但变频器操作面板上的显示电流与钳形表所测量电流值是相近的.常规的电流互感器测量输出电流值是不太准确的.诚如所言.变频器的输出实为十几千赫兹的方波电压.虽接入负载后电流为近似正弦波 .但其基波仍为高频分量.钳形电流表内采用的电流互感器,恰为常规的互感器.因磁滞效应,对高频电流的变化反应迟钝.变频器内的电流互感器,为特制的,采用霍尔元件检测电流变化.有足够的应变速度.加之在后续电路设计上,已经考虑了对高频电流采样的特点.因而只有出厂整定准确,还是能反映实际电流值的大小的.如果暂不去管输入电流的大小,对空载输出如此大的电流

12、,而带载后输出电流反而小了.您有什么高见?不吝指教啊.对于空载输出如此大的电流,而带载后输出电流反而小了这种情况一般发生在变频器参数调整不当的时候。许多老电工会把技术人员调整的参数记录下来、在其他同类设备上使用，由于不知道每个参数的实际意义和调整范围，往往会产生“一模一样的参数、一模一样的电机，肯定是变频器出了问题”的结论。特别是“V/F曲线”、“DC提升水平”、“基底频率”、“偏置频率”、“OCS水平”、“载波频率”等参数都会对输出电流产生较大影响、甚至跳闸或烧毁电机。（一般情况下参数设置不当不会损坏变频器本身；它有许多自我保护，但对外设如制动电阻、电机等就不能很好保护了）普通互感器是用于工

13、频50HZ的，变频器输出侧是用直流电源逆变后，模拟正弦交流电调制出来的，因此使用普通电流互感器误差很大 变频器维修检测常用方法变频器维修检测常用方法在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。一、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

14、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二、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

15、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。三、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

16、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

17、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,模块损伤引起 软启动器软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。 运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。 软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软

18、起动器贵得多，结构也复杂得多。 2.什么是电动机的软起动？有哪几种起动方式？ 运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。软起动一般有下面几种起动方式。 （1）斜坡升压软起动。这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。 （2）斜坡恒流软起动。这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电

19、流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。 该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。 （3）阶跃起动。开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。 （4）脉冲冲击起动。在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。 该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。 3.软起动与传统减压起动

20、方式的不同之处在哪里？ 笼型电机传统的减压起动方式有Y-q 起动、自耦减压起动、电抗器起动等。这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。软起动与传统减压起动方式的不同之处是： （1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。 （2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。 （3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。4.什么是电动机的软停车？ 电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。

21、例如：高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。为减少和防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软起动器变频器使用中常遇到的问题一 为什么漏电断路器在使用变频器时易跳闸？ 这是因为变频器的输出波形含有高次谐波，而电机及变频器与电机间的电缆会产生泄漏电流，该泄漏电流比工频驱动电机时大了许多，所以产生该现象。变频器操作输出侧的漏电流大约为工频操作时的3倍多，外加电动机等漏电流，选择漏电保护器的动作电流应该大于工频时漏电流的10倍。二 使用变频器时，电机温升为什么比工频时高？这是因为变频器输出电压波形不是正弦波，而是畸形波，在额定扭矩下的电

22、机电流比工频时要多出约10%左右，所以温升比工频时略有提高。三 怎样调整转矩提升？A当转矩提升设置过高，而负载很轻时，由于产生电机铁芯的磁通饱和，电流将增加，变频器可能会产生过电流保护，所以当负载减轻时，为提高电机效率，应减小该设置。B而对于重负载，适当提高转矩提升设定值，可以对定子绕组和电机电缆产生的电压降损耗进行补偿。四 何为载波频率，如何调整？ASPWM变频器的输出电压是一系列的脉冲，脉冲频率等于载波频率。B在电动机的电流中，具有较强的载波频率的谐波分量，它将引起电动机铁芯的振动而发出噪声。如果噪声的频率与电机铁芯的固有震荡频率相等而发生谐振时，噪音将增大。为减小噪音，变频器为用户提供了

23、可以在一定范围内调整载波频率的功能，以避开噪音的谐振频率。C载波频率的谐波分量具有较强的辐射能力，对外界电子设备会产生电磁干扰。D从改善电流波形的角度来说，载波频率越高，电流波形越平滑。但是，对外界的电磁干扰也越强。E载波频率设置越高，电机噪音越小，但是变频器自身功率器件开关损耗越大，变频器发热越严重。载波频率设置越低，电机噪音越大，但是变频器自身功率器件开关损耗越小。五 DC制动用途：（1）.用于控制某些设备的精确停车，避免出现低速“爬行”现象，在停机时启动该功能。 （2）.因为变频调速系统总是从最低频率启动，如果在启动时，电机已经有一定转速，而变频器未设置转速追踪功能，则会出现过电流或过电

24、压现象。六 为什么负载电机额定频率要与电动机一致？本功能参数定义基频A. 若基频设定低于电动机额定频率，则电动机电压将会增加，输出电压的增加，将引起电动机磁通的增加，使磁通饱和，励磁电流发生畸变，出现很大的尖峰电流，从而导致变频器因过流跳闸B. 若基频设定高于电动机额定频率，则电动机电压将会减小，电动机的带负载能力下降。七 什么是转差补偿？含义：根据负载电流的大小，适当提高变频器的输出频率（内部提高，实际显示不变），以补偿由于负载的增加而引起的转差增大。八 AVR功能当电网电压下降时，自动的适当降低基准频率，从而维持磁通K*U/F不变，以保证电动机的带负载能力不变。九 负载一般有哪几种？（1）.恒转矩负载 不同的转速,负载阻转矩基本恒定。输出功率与转速成正比。如皮带输送机。（2）.恒功率负载 不同的转速，负载功率基本恒定。输出转矩与转速成正比。如各种薄膜或薄板的卷绕装置。（3）.平方率负载 负载阻转矩与转速的平