变频器故障分析与处理

变频器故障

分析与处理Faultanalysisandtreatmentofinverter所谓的点检，是按照一定的标准、一定周期、对设备规定的部位进行检查，以便早期发现设备故障隐患，及时加以修理调整，使设备保持其规定功能的设备管理方法。值得指出的是，设备点检制不仅仅是一种检查方式，而且是一种制度和管理方法。

什么是点检，点检的目的是什么变频器故障分析与处理Faultanalysisandtreatmentofinverter变频器的常见故障分析一、引发故障的外部因素：主要是由于使用方法不正确或安装的环境不合理造成的。1.供电电源；2.变频器外部电路；3.电动机和机械拖动部分。二、引发故障的内部因素：半导体电子元件；1.元器件因素：电力电子元件；电器元件。主电路；2.电路因素：逻辑控制回路；电源回路；电力器件驱动及保护回路；冷却风扇回路。电路板采用表面贴膜技术；缺乏技术资料；无专业检测仪器和工具。三、检测仪器、技术资料存在的问题：∴在工程上一般只限于根据故障情况找出故障的单元或模块，即只作单元级或板级检查维修。过流、过载与过热故障分析Overcurrent,overloadandoverheatingfaultanalysis

过电流过流过载短路一、过流及其原因分析变频器过流跳闸分外部故障、运行过程故障和升、降速过程等多种情况。㈠外部故障过流：变频器输出侧短路或接地1.故障特点：冲击电流大，但大多能进行保护跳闸。保护跳闸迅速，难以观察电流大小。VRSTUVW+10VCOMM~变频器2.判断与处理：确定变频器并未损坏，则可重新启动。为便于判断，可在输入侧接入一个电压表。重新起动时，电位器从零开始缓慢旋动，同时注意观察电压表。若频率刚上升就立即跳闸，且电压表指针有瞬间回零的迹象，则说明变频器输出端已经短路或接地。将变频器输出端接线脱开，再旋转电位器使频率上升，如仍跳闸说明变频器内部短路；否则是外部短路。1.负载过重。⑴

故障特点：频率上升到一定数值就因过流而跳闸，电动机基本不动。⑵判断与处理：应通过转动机械部分来判断是否有卡滞现象，若机械并无故障，则电动机因负荷过重而带不动。

通过增大U/f来增大电动机的转矩；通过增大传动比以减轻电动机的负荷；不能增大传动比，则只有增大电动机的容量。㈡运行故障过流：⑵对二次平方的负载：U/f的预置与负载不匹配。适当调低U/f，就可避免跳闸。2.轻载跳闸：U/f设置过高。最好采用矢量控制方式；力争将U/f调到既能带动重负载、轻载时又不跳闸的状态；增大变频器的容量。⑴对波动较大的负载：㈢升速中过电流：是由于升速过快引起的，可采取如下几个措施。1.延长升速时间。2.增大电流上限值。3.其他措施如果既不允许延长升降速时间，又不能增大电流上限值，则：考虑增大传动比，以减小飞轮力矩；如不能加大传动比，只能考虑加大变频器的容量。过电流跳闸升速中过电流允许延长升速时间？能否增大电流上限？能否增大传动比？增大变频器容量延长升速时间增大电流上限增大传动比YYYYNNN增大U/f增大U/f能带动？能否增大传动比？增大传动比增大变频器容量YYNYN减小U/f变频器外部短路变频器内部短路频率刚上升就跳闸负载过重轻载跳闸机械卡住？排除机械故障升速中过电流NNNNYYYYN㈣过流故障分析、处理思路二、过载跳闸过载原因过负荷三相电压不平衡变频器内部检测故障当电动机因过载而跳闸时，主要可从以下两个方面着手检查。㈠检查电动机是否发热：1.电动机温度不高过载保护预置不合理，如有余量则应放宽保护预置值；过载保护已没有余量，且属于正常负载，说明变频器容量选择不当，应加大变频器容量。2.电动机温度过高属于电动机正常过载，说明电动机负荷过重。考虑能否增大传动比，以减轻电机轴上的负荷；如果传动比无法加大，则应加大电动机容量。㈡检查电动机侧三相电压是否平衡：1.电动机侧的三相电压不平衡检查变频器输出端，如不平衡问题在变频器内部；逆变器模块及驱动电路检查变频器输出端，如平衡问题在从变频器到电动机的线路上。检查所有接线端的螺钉2.三相电压平衡如工作频率较低，又未用矢量控制（或无矢量控制），则首先降低U/f，如仍能带动负载，说明预置的U/f过高，可通过降低U/f来减小电流。这时应了解跳闸时的工作频率：如降低后带不动负载，应考虑加大变频器的容量；如变频器具有矢量控制功能，则应采用矢量控制；过载跳闸能否增大电流上限？增大变频器容量加大自处理设定电流NYN检查机械原因电动机发热？能否增大传动比？增大传动比增大变频器容量负载过重？YYNNY调整U/f增大变频器容量电动机侧电压平衡？频率低？变频器输出电压平衡？检查变频器检查线路能否矢量控制能否矢量控制增大变频器容量检查矢量控制NNNYYYNYNY三、过热跳闸变频器内部的温度传感器通常是用来测量逆变模块的温度的。（正常电流、通风良好是不应当过热的）∴变频器跳闸显示“过热”时，应从通风方面查找原因。1、风量太小冷却风扇容量过小，应更换；2、风量正常变频器在柜内，应增强控制柜的通风。变频器在柜外，应在变频器外部增加一风扇。Y变频器通风正常？加强柜内通风有控制柜？过热跳闸增加外部通风NNY更换风扇过电压与欠电压故障分析Overvoltageandundervoltagefaultanalysis

变频器的过电压也分运行中跳闸和降速过程中跳闸两种情况。一、过电压跳闸㈠运行过程中跳闸：1.电源电压过高如电源电压过高，应设法降低变频器输入侧电压。2.干扰过电压变电所内补偿电容投、切时可产生瞬间过电压。雷电过电压。∵这类过电压通常时间极短，且一般不重复。∴可利用变频器的重合闸功能来解决。2.增大电压上限值即增大在降速自处理（防失速）功能中预置的上限电压。但直流电压的上限值一般不宜超过700V。3.加强能耗制动环节如即不允许延长降速时间，又不能增大上限电压，则考虑适当加大能耗制动电流。如未配置制动电阻，则应加配。如已配置制动电阻，则应减小制动电阻值。1.延长降速时间这是在生产工艺允许的情况下，应首先考虑的措施。㈡降速过电压：如在降速过程中因过电压而跳闸，可采取如下几种措施：二、欠电压跳闸㈠电源欠电压：确定电源电压过低，则应设法提高变频器输入侧的电压。㈡限流环节故障：1.限流电阻断路RSTSLRLCF通电后滤波电容器上不能充电，造成欠压保护。RSTSLRLCF2.晶闸管不导通。限流电阻将一直串联在电路中，使直流电压下降。㈢电源缺相：1.输入电源缺相电源缺相后，整流后的直流电压将降低，导致欠电压跳闸。2.输出电源缺相首先检查逆变模块；逆变模块未坏，则检查其驱动模块。最好用示波器进行观察。㈣干扰欠电压：例如同一电网内有大电动机起动或有容量较大的控制设备工作。这类欠电压一般维持时间不长，可利用变频器的重合闸功能来解决。外部故障分析Externalfaultanalysis

一、外部状态异常变频器的输入控制端中有一个输入“外部故障”端子。当该端子得到信号时，变频器将立即跳闸。这些外部故障信号主要有如下两种。KASQTHRCMRSTUVWM~KHUF1.电动机相关保护器件动作电动机热继电器动作KH2.其他方面保护动作制动电阻热继电器动作如：起重机或其他机械的限位开关动作。RSTSLRLCFQFKM二、空气断路器跳闸导致空气断路器跳闸的原因主要有以下两种。1.变频器接通电源时跳闸变频器第一次通电时跳闸，但第二次或第三次又不跳闸。⑴原因：变频器较长时间未使用，使滤波电容器电压为0V，第一次通电会造成较大的充电冲击电流。⑵解决方法：将空气断路器过流保护的灵敏度适当调低。加大空气断路器。2.变频器故障引起的跳闸变频调速系统在运行过程中跳闸，或每次合闸时都跳闸。⑴变频器内的整流模块或滤波电容损坏。⑵空气断路器选的太小，过流时先于变频器动作。变频器内部故障检测Internalfaultdetectionfrequencyconverter

一、整流模块的故障1.测试电路可用万用表电阻档来进行测试。注意：万用表在电阻档时，其“-”表笔（黑表笔）是表内电池的正极；而“+”表笔（红表笔）是表内电池的负极。2.完好模块的测量结果在测量时没有必要把模块拆下后再测，而可以直接在变频器上进行测量。模块完好的测量结果如下表所示。+-+RSTSLRLUDP+NP-RSTP+PNUVW二极管符号万用表表笔测量结果二极管符号万用表表笔测量结果红表笔黑表笔红表笔黑表笔VD1RP+×VD4RN○P+R○NR×VD3SP+×VD6SN○P+S○NS×VD5TP+×VD2TN○P+T○NT×完好整流模块的测量结果注：○表示导通，×表示不通。+-+RSTP+PNUVWRSTSLRLUDP+NP-135462⑴IGBT的测量在电路中每个桥臂都是一只二极管和一只IGBT并联，二极管具有单向导电性，好的IGBT怎么测量都不通。控制极G发射极E符号等效电路CEGCNPNNPEG二、逆变模块的故障检测IGBT模块的的办法1、判断极性首先将万用表拨在R挡，用万用表测量时，若某一极与其它两极阻值为无穷大，G+-+-G调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅极（G）。等效电路CEG+-E其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次中，则判断黑表笔接的为发电极（E）；红表笔接的为集射极（C）。CEG外观观察，单元没有明显的故障判断内部续流二极管的好坏：将万用表拨在二极管测量档，黑表笔接正端，红表笔接负端，IGBT上有“+/-”标识，若测量电压约为0.72V，表明二极管好，若为无穷大或为0.31V左右，表明内部二极管损坏。2、判断好坏CEGGEC然后再用手指同时触及一下栅极（G）和发射极（E），这时IGBT被阻断，万用表的阻值回大。此时即可判断IGBT是好的。判断IGBT通断好坏：将万用表拨在电阻挡，用黑表笔接IGBT的集电极（C），红表笔接IGBT的发射极（E），此时万用表的电阻值很大（约为几兆）。用手同时触及一下栅极（G）和集电极（C），这时IGBT被触发导通，万用表的阻值迅速变小，并能站住指示在某一位置。注意：4、使用指针式万用表时，黑表笔对应电源正极，红表笔对应负极，因此在测IGBT时，测量端与数字表相反。3、若用指针式万用表，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。

2、若进行第二次测量时，应短接一下发射极（E）和门极（G）；1、测量时为了方便，直接在驱动板上的C、G、E拔下测量即可；⑵测量逆变电路在电路中IGBIT短路的可能性很小，因为一旦短路，强大的电流会很快将其烧断。所以IGBT在电路中损坏是以开路居多。因为IGBT开路对测量6个续流二极管没有影响，所以可以用测量整流管的方法测量6个续流二极管。①测量上桥臂黑表笔接UVW，红表笔接P点，表针摆动到刻度的3/5，正常，不摆动，断路。VT3VT1VT5VT4VT6VT2VD7VD8VD10VD9UVWVD11VD12+P-N测量上桥臂续流管红表笔黑表笔②测量下桥臂红表笔接U、V、W，黑表笔接N点，表针摆动到刻度的3/5，正常，不摆动，断路；摆动到0Ω，管子短路（该现象很少见，因短路电流很大，管子必然烧断）③结果分析上、下桥臂只要续流管开路，开关管也坏；续流管不坏，开关管有的也坏。VT3VT1VT5VT4VT6VT2VD7VD8VD10VD9UVWVD11VD12-N测量下桥臂续流管红表笔黑表笔+P2.控制电源主控电源。如发生故障，则变频器完全不能工作。给定电源。如发生故障，则外接给定将无法工作。输入控制电源。如发生故障，则各输入控制端将不起作用。变频器具有的保护功能Frequencyconverterhastheprotectionfunction

一、变频器的保护功能㈠过电流保护功能1.过电流的原因：2.变频器对过电流的处理：外部故障引起的过电流。如堵转、输出侧短路或接地等。运行过电流如加、减速过快，冲击负荷等。⑴.首先根据电流上升的“陡度”来判断是否出现短路或接地，如是则立即跳闸。变频器自身故障引起的过电流。如逆变桥换相失败等。⑵

如不是短路，属运行过电流，首先进行自处理：冲击负荷过电流的自处理功能：加速过电流自处理功能：当电流超过设定值Iset时，首先将工作频率适当降低，到电流低于设定值时，工作频率再逐渐恢复。如升速电流超过某一设定值Iset（即起动电流的最大值），变频器的输出频率不再增加，暂缓升速，待电流下降到设定值以下后再继续升速IrIset0ttfx0㈡过载保护功能过载保护功能是保护电动机过载的。进行保护的主要依据便是电动机温升不应超过其额定值。1.发热保护的反时限特性即，电动机的运行电流越大，保护动作的时间越短。G1额定值G2额定值tIM/IMN×100%05.6min105t11min1500.6mint21802.变频器中的电子热保护功能所有的变频器都配置了电子热保护功能，其热保护曲线如图所示。具有的主要特点：IM/IMN×100%1500t1t2t3t50Hz20Hz10Hz①②③⑴具有反时限特性。⑵在不同的运行频率下有不同的保护曲线。频率越低运行时间越短。㈢电压保护功能1.过电压的原因及保护⑴电源过电压。可利用变频器的“自动电压调整”功能，使输出的平均电压维持恒定。但电压太高电动机侧电压脉冲的幅值过高，对电机绕组的绝缘不利，必须跳闸进行保护。⑵减速过电压变频器将首先进行自处理，如自处理后电压仍偏高则跳闸。如降速电压超过某一设定值Uset，变频器的输出频率将不再下降，暂缓降速，待直流电压下降到设定值以下后再继续降速。2.欠电压的原因及保护变频器发生欠电压的原因大致有以下几种情况：⑴电源电压过低或缺相。⑵变频器的整流桥损坏。⑶变频器整流后的限流电阻未切除电路。对于电源欠电压，变频器可在一定范围内通过“自动电压调整”功能调整其输出电压。对于其他几种情况，必须跳闸进行保护。㈣其他保护功能现在变频器的保护功能已经十分完善，这里仅就几种主要的功能说明如下：1.模块的过热保护逆变模块工作在高频切换过程，累计损耗功率较大，是主要的发热器件，是最需要进行发热保护的部件。∴变频器内设置了温度检测环节，当温度超过一定值时，变频器将跳闸。2.接受外部故障信号的保护变频器的输入控制端中，有1~2个专门接受外部故障信号的端子，拖动系统中任何需要保护的信号，都可以接到该端子上。变频器在接到外部故障信号时，将立即跳闸进行保护。二、变频器的跳闸变频器因故障跳闸时，将立即作出以下反应：㈠

再试重合闸设置重合闸功能有如下几个作用：1.避免误动作。因变频器的保护环节较多，且灵敏度较高，存在着误动作的可能。为防止误动作而停机，变频器在跳闸后，将允许一定次数的自动重合闸。2.防止因外部的不重复冲击而跳闸。如功率因数补偿柜投入瞬间，电压波形出现尖峰电压，出现变频器跳闸，可以重合闸。电源变压器电容补偿柜u0t3.电源的瞬间过电压（如雷电）或停电，变频器可以再试重合闸。㈡

重合闸功能的预置1.重合闸次数重合闸功能的预置项目主要有两个：即允许重合闸的次数，有的变频器最多可重合闸10次之多。2.重合闸的间隔时间即每两次重合闸之间的时间间隔，预置的范围通常是0~10s，也有可长达20s的。㈢

跳闸信号输出1.变频器跳闸信号输出配置2.与报警信号输出端配合的外控电路变频器输出端子中都配置有报警信号输出端，报警信号输出端通常都是继电器输出，可接在220V交流电路内。⑴通常常闭触点用于切断变频器电源接触器线圈电路，使变频器迅速断电；⑵常开触点则用于接通声光报警电路。㈣

跳闸的原因显示当代变频器在故障跳闸后，都有十分详细的故障原因显示。显示内容大致有以下几个方面：KMHAHLSTSFV+V-V11FWDREVCM~220VUF报警输出及电路1.故障代码