变频器常见故障处理及简单维修(维修)课件

INVT变频器常见故障处理及简单维修服务与支持部2010年6月5日INVT变频器常见故障处理及简单维修维修中常用的十个维修方法：a)看：看故障现象，看故障原因点，看整块单板和整台机器；b)量：用万用表量怀凝的器件，虚焊点，连锡点；c)测：测波形，上工装测单板；d)听：继电器吸合的声音，电感变压器接触器有无啸叫声；e)摸：摸IC,MOS管，变压器是否过热；f) 断：指断开信号连线（断开印制线或某些元器件的管脚）；g)短：把某一控制信号短接到另一点；h)压：由于板件虚焊或连接件松动，用手压紧后故障可能会消失；i) 敲：此办法对判断继电器是否动作有较好效果；j) 放：在拆卸单板或量电阻阻值前要先把电容的电放掉；用指针表判断模块的好坏：C1—对应我们英飞凌IGBT的3脚E1—对应的是5脚G1—对应的是4脚、C2E1—对应的是1脚G2—对应的是6脚E2—对应的是2脚和7脚C1G1E1C2E1G2E2E2G1,E1（4，5脚）为上桥驱动，E1（5脚）与C2E1（1脚）输出端相通；G2,E2(6,7脚)为下桥驱动，触发负端（7脚）与直流母线负端（2脚）相通。主回路的判断：把指针表打到“1K”档，测量上桥时，红表笔接“+”（C1脚，3脚），黑表笔接输出端（C2E1，1脚）；测量下桥时，红表笔接输出端（C2E1，1脚），黑表笔接直流母线“-”端（E2，2脚），正常时，大概指针指在3K左右的位置。任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。注意判断IGBT好坏时，一定要将万用表拨在R×10KΩ挡，因R×1KΩ挡以下各档万用表内部电池电压太低，检测好坏时不能使IGBT导通，而无法判断IGBT的好坏。此方法同样也可以用于检测功率场效应晶体管（P-MOSFET）的好坏将万用表拨在R×10KΩ挡，测量正端门极驱动时，用黑表笔接IGBT的集电极（C1脚，3脚），红表笔接IGBT的发射极（C2E1，1脚），此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极（G1，4脚）和集电极（C1，3脚），这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极（G1，4脚）和发射极（E1，5脚），这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT是好的。测量正端门极驱动时，用黑表笔接IGBT的集电极（C2E1，1脚），红表笔接IGBT的发射极（E2，2脚），此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极（G2，6脚）和集电极（C2E1，1脚），这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极（G2，6脚）和发射极（E2，7脚），这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT是好的。二、热态测试：所谓热态测试即在检查变频器主回路电路正常的情况下，对变频器进行上电测试，在上电前必须注意以下几点：1.上电之前，必须确认电源输入电压与变频器电压等级相符合，若将380V电压接入220V电压等级的变频器中将会出现炸机事故（炸电解电容、压敏电阻、整流模块等）。2.检查变频器各接插口是否正确连接，连接异常或者松动时可能导致变频器故障，如驱动线未插紧或插错位会导致模块损坏，在检查时应重点检查该部分线路。3.上电后查看直流母线电压（530V左右）显示是否正常，有无故障显示，有故障显示则初步判断故障原因并作相应维修处理，如未显示故障，查看故障记录和运行时间，再进行空载运行，查看其输出电压是否正常，三相输出是否平衡，空载运行测试其参数都正常后则可进行带负载测试了，测试的主要指标有三相输出电压，输出电流大小是否正常，三相是否平衡，过载能力是否正常等等。CH系列常见故障及其分类

在变频器日常维护过程中，经常遇到各种各样的问题，针对我们公司CH系列比较常见的故障有上电无显示，过流OC，过压OV,跳OUt等。这些故障大致可分为两大类，一类是变频器本身电路故障，一类就是参数设置不当或选型不当等外部原因导致报故障。在这里，我们不妨将其归为两大类分别加以讲解：第一类即变频器内部电路故障；第二类称为外部故障。2.逆变模块损坏故障原因：一般是由于电机短路或电缆损坏引起，模块损坏的同时一般驱动电路也会损坏。检修思路：首先用万用表检查主回路有没有问题，再做进一步的判断。OUT故障一般可以分为：上电就跳OUT;运行跳OUT;带载加载跳OUT。此故障一般都是因为检测电路检测到逆变管VCE电压异常输出告警信号，当控制板检测到信号后，马上停止驱动输出并显示故障代码。注意：在某些情况下会因为开关电源输出不稳定影响驱动电路供电导致机器误报OUT。如因散热风扇地偶那个电流过大，每次运行风扇启动瞬间跳OUT。检修时注意区分。①上电跳OUT此问题一般都是由于保护电路本身不良或者驱动部分，模块门极有明显的短路，断路造成的，可以通过屏蔽相应相OUT保护信号判断。

测量IGBT的结电容可以用数字万用表的电容档，或者用指针表测量。③带载加载跳OUT故障检查保护电路本身是否有元件性能不良，对检测无问题的二极管，贴片电容等器件可以采用代替法替换测量；对比检测驱动电路驱动光耦供电是否正常，门极驱动电阻值是否变化；不加载测试驱动波形是否正常；判断IGBT本身是否有问题。

经验分享：模块损坏的时候，驱动电路部分常坏的元器件有驱动电阻、驱动光藕（PC929，PC923，3120，3140，350）、18V稳压管（E体积机型）、16V稳压管（C体积机型）、双向稳压管（BAV70），另外小电容也可能损坏，维修的时候最好将其一起更换。（不同功率等级的变频器，驱动电路的元器件会有所不同）3.上电无显示故障原因：一般是由于软充电电路、开关电源电路或稳压IC7805烧坏引起。常坏的元件：缓冲电阻、开关管（K2225、K2717）、整流管ES1J、5V稳压管LM7805，电源专用集成电路（UC2844、UC3844）以及一些电阻、电容等。对策：检查以上元器件，更换损坏的元器件。经验分享：先观察电源指示灯是否亮，再查连接线是否松动或者换用远程键盘插口试试，面板坏了也可能导致无显示，如果有备用面板的话可以先通过更换键盘来确定是否为面板故障，在排除面板故障后重点检查上述元件是否损坏。UC2844与UC3844引脚功能相同，可以替代使用。4.电流检测故障ITE

目前我们公司电流检测主要有：霍尔传感器检测和7840光耦隔离检测两种形式。①霍尔传感器检测对于使用霍尔传感器的电流检测电路上电跳ITE故障只需测试关键点电压即可判断出故障部位。霍尔好坏判断：在霍尔±15V供电正常情况下，霍尔的信号输出脚静态（不带载）电压应为零。如异常，则说明霍尔坏。运放电路检测：目前公司采用的运放IC型号为TL082。其内部包含两路独立的运算放大器，1脚和7脚是输出脚。4脚和8脚分别是±15V的供电脚，2，3，5，6脚为信号输入脚。正常情况下，TL082输出静态脚（不带载）电压为零。②7840光耦隔离检测7840光耦隔离检测后级同样使用TL082运放，检测方法同前面运放电路检测一样。7840光耦隔离检测：7840光耦热冷端分别有一组5V的电源供电，在实际的检修过程中，发现热端的5V供电容易出现故障导致机器跳ITE。该5V电源是由相应相的驱动电源通过78L05稳压后，加到7840的1，4脚。其中7840的2，3脚为检测信号输入脚。5，8脚为冷端5V供电脚（与控制板上的5V为同一电源），6，7脚为信号输出脚，静态电压（不带载）为2.5V。如果检测到5，6脚输出不平衡，一般为热端5V电源供电异常或者7840本身坏。注意：7840热冷端的5V供电非开关电源开关变压器同一绕组提供，在检测的时候注意地的选择。下图为1240AV08驱动板U相检测电路。V,W相与之相同

5.输入缺相SPI故障原因：SPI是输入缺相检测故障，一般在上电时如果缺相的话会跳此故障，运行中缺相的话会跳UU故障，UU前面已经说过。造成的原因可能是：①电网电压不正常，②输入缺相，③缺相检测板坏。排除故障方法：首先检查电网电压状况及输入线路是否正确接入。在排除接线不正常及电网电压不正常的情况下，测量驱动板上PL测试点，正常时PL为低电平，缺相时为近似方波。如果问题出在缺相检测电路上的话，应重点检查该部分电路的贴片电阻是否有断开，光藕是否坏。也有排线接触不良造成。去现场服务的话一般只需带上一块缺相检测板（37KW以上）或者电源驱动板即可（30KW以下机器，缺相检测电路在电源驱动板上）●

经验分享：可把Pb．00设为0看是否跳SPI,如果再不跳可检查输入电压是否平衡及缺相板是否正常，如果电压平衡可把Pb．00设为0使用（CHE没有此功能）。PL测试点如下图:

7.过热故障OH1，OH2OH是过热故障，通过检测热敏电阻阻值变化来输出故障。OH1：整流模块过热,OH2：逆变模块过热。跳故障的原理一样，都是用热敏电阻的温度特性引起阻值变化后，通过DSP比较计算进行故障输出。造成故障的原因：风扇不转或风量减小，造成模块或散热器温度过高风扇运转正常，散热器风道被杂物堵住，造成模块或散热器温度过高温度电阻失效（短路），造成故障故障排查时：查看风扇是否正常运行，风道是否被堵,检测TEMP与GND间电压，常温下为直流1.1V左右。所测电压越低则键盘显示温度越高。检测电路如下图：RG即热敏电阻，常温阻值为10K。过热故障大部分都是因环境恶劣，堵塞散热器风道导致。检测缺相电路时直接测试缺相板，驱动板上的PL信号是否正常。正常情况PL为低电平，缺相时为方波，掉电是为高电平。需注意：驱动板或者缺相板输出的PL信号在主控板上还经过了电平切换后才送入CPU，维修时需注意判断故障是由主控板还是缺相板引起。

经验分享：如果出现跳P．oFF故障可先把Pb﹒00设为0，看是否跳此故障，如果没有就可确定非电压过低造成。有可能输入电压缺相不平衡或缺相检测线路出现故障，如果检测电路故障把Pb．00设为0机器可正常工作，CHE变频器没有此项功能。9、OU过压故障

OU故障分为加速运行过电压，减速运行过电压，恒速运行过电压。他们分别对应的故障代码是OU1，OU2，OU3。对于OU1，OU2故障一般都是由于外部因素或使用不当导致。如输入电压异常；加减速时间设置不当；负载惯量太大；瞬时停电后对旋转中的电机再启动等。OU3故障检修思路：维修前需注意：OU3故障是否因PE组（PE.07)（厂家功能组）的电压等级参数设置错误导致。

此故障一般是因母线检测电路工作异常导致CPU误认为到母线电压过高而报OU3故障。维修时只需根据原理图测试母线检测电路输出的VPN（部分机为VDC）电压是否正常。正常情况下该电压与实际母线电压成正比。实际母线电压1000V对应VPN电压3.3V。主控板上的VPN检测电路较简单。可参考下面图a。图a中左边的VPN信号来自驱动板，右边的VPN-AD信号送入CPU的75脚。图a1200些列主控板母线检测电路

图b为1240AV08驱动板的母线检测电路，采用电阻分压式，原理较简单，目前公司15KW以下机型采用此电路。维修时可做参考。以往经验表明，母线检测电路易发故障点有：运放的输入串联的多个高阻电阻有开路；运放反馈电阻开路；采用电阻分压检测电路的分压电阻易阻值增大或开路；CPU异常等。10.过流OC故障过流OC故障分为3种即OC1，OC2，OC3。OC1表示加速运行过电流；OC2表示减速运行过电流；OC3表示恒速运行过电流。对于OC故障维修时建议采用先外后内的原则，即先判断故障是否因为参数设置不当；输入电网波动；干扰严重；负载电机短路；负载惯性过大；变频器功率偏小而导致。最后再检测变频器内部相关硬件电路。跳OC故障分为多种情况，维修判断时需注意区分：

1）上电OC3；2）带载OC1，OC3；3）加载OC31）上电OC3先判断故障是因驱动板的原因还是控制板的原因。判断方法：用万用表直流电压档测试驱动板上IU，IV，IW三点电压，正常情况下为零。若电压正常则说明OC3故障是因控制板异常导致（包括34P排线）。若测的三点电压某相不为零则说明驱动板上的电流检测电路异常。驱动板OC3故障检修方法：光耦7840的检测：7840光耦热冷端分别有一组5V供电，实际检修中发现热端的5V供电较容易出现故障。该5V电源是由相应相的驱动电源通过78L05稳压后加到7840的1，4脚。其中7840的2，3脚为检测信号输入脚。5，8脚为冷端5V供电脚（跟控制板5V为同一电源）。6，7脚为信号输出脚，静态电压（不带载）为2.5V。若检测到5，6脚电压输出不平衡，一般都为热端5V供电异常或7840本身损坏。值得注意的是：7840热，冷端的5V供电非开关电源开关变压器同一绕组提供，所以在检测电压时注意根据原理图正确选择接地点。7840隔离处理后的信号由5，6脚输出送往后级TL082组成的运放电路。TL082内部集成了两路独立的运放电路。其引脚定义为：8，4脚为正负15V供电脚；2，3，5，6脚分别为两路运放的同，反相输入端；1，7脚为两路的输出脚（IU，IV，IW）。正常状态下，TL082每路运放的同，反相输入端电压相等，故在其供电正常、反馈回路正常的情况下其输出(1，7脚)电压应为0。若电压异常，则说明TL082损坏。霍尔传感器的检测：同上文ITE故障检测方法

主控板OC3故障检修方法：目前公司几大系列机型主控板上的电流检测及限流保护电路基本相同。即都采用由TL082运放电路组成的信号跟随器和LM339，LM393组成的电压比较电路构成。LM393内部含有独立的4路电压比较器，每路比较器同运算放大器相同都有一个同相输入端和反相输入端，其工作原理是：如果同相输入端电压高于反相输入端电压1.6V时则输出为高电平3.3V，反之如过同相输入端电压低于反相输入端电压1.6V则输出为低电平0V。正常情况下主控板上的OC，OC1，OC2点电压（比较器输出端）为高电平3.3V。维修时可直接根据此三点电压值逐级向前查找故障点。具体测试点及电压值可参考相应图纸。2）带载OC1，OC3此故障现象表现为上电及空载运行（不带电机）正常，带上电机运行即跳过流故障。维修时首先空载测试驱动板电流检测电路及主控板限流电路中各关键点电压是否偏离正常值。实际经验表明：由于某原因导致某点电压稍微偏离正常值，但又未达到故障触发电压，表现为空载运行正常，但带上负载后由于瞬间电流变化使该电压变化幅度增大并达到故障触发电压表现空载正常带载运行跳故障的情况。如所测电压都正常可选择带小功率电机动态测试电流检测电路各输入输出点电压是否正常（三相对比测试）。维修报表数据及经验表明此故障多由霍尔传感器、分流器、光耦7840异常导致。3）加载OC3首先排除变频器是否因参数设置和负载原因导致的加载或者电流加载到一定值时报OC3故障。参考带载OC3故障测试关键点静态电压是否正常；观察电流检测电路是否有虚焊，接触不良的情况；对比三相测试电流检测电路中的关键器件在路阻值；采用替换法代换易损及可疑元件，如霍尔、光耦7840、贴片电容；11、UU故障UU故障是变频器在运行（含加速恒速减速）中，DSP检测到母线电压偏低导致。可能的原因有两种：1.母线电压检测电路故障：即实际的母线电压正常，但母线电压检测电路本身故障造成。2.母线电压低于欠压点：即实际的母线电压低于电压等级对应的欠压点后导致故障。

排查故障时：首先,检查电源（输入端）电压是否正常（电压大小和三相平衡）;再次测量VPN电压（VPN和GND间），同时查看键盘的母线电压显示，两者比例要满足3.3：1000;第三给运行命令后马上检查主回路继电器或接触器是否吸合且触点是否导通;第四上述都正常情况下，从新带载测试然后老化，如果没有问题则很可能是排线接触不良导致。注：UU故障基本都是继电器未吸合或吸合后未导通，且在带载状况下出现。所以为防止烧坏器件，在上电时要注意听继电器或接触器的吸合声。VPN测试点如图：12、OL1与OL2故障OL是通过软件比较计算后报出的保护电机或变频器的故障，都属“软”故障，可以通过调试解决，一般不涉及维修。OL1可能是：1.电网电压过低2.电机额定电流设置不正确，偏大偏小都可能导致3.电机堵转或负载突变过大4.大马拉小车OL2可能是：1、加速太快2、