变频器常见故障处理及简单维修(维修).ppt

1、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

2、果； j)放：在拆卸单板或量电阻阻值前要先把电容的电放掉；,变频器维修的一般步骤,变频检测分两步： 一.冷态测试：是在不通电的状态下测量其主回路是否正常，主要就是检查主回路的整流模块、缓冲电阻、直流电抗器，滤波电容，逆变模块的是否损坏。 1、整流电路的检测：找到变频器直流母线的+、-端子（CHE2.2KW以下没有-端子），将数字万用表打到二极管测试档，黑表笔接到端，红表笔依次打到R、S、T，此时万用表显示应该为一般二极管导通压降，一般在0.30.5V之间，大机稍低一点，三相显示值正常应该相差无几，即三相应该平衡，若其中一相或几相偏小则说明该相整流桥短路损坏，偏大则说明该相已经击穿开路；然后将红

3、表笔接端，黑表笔依次打到R、S、T三相，以相同的依据判断其好坏。如果上桥三相开路，下桥三相管压降对称，可判断缓冲电阻或直流电抗器可能烧坏。 2、逆变模块电路的检测：同样是将数字万用表打到二极管测试档，将红表笔接端，黑表笔依次接U、V、W，正常的话万用表显示值一般应在0.30.6V之间，大机稍低，且三相应该平衡，如果显示值偏小则说明该相模块内部已经短路损坏，偏大说明已经击穿开路；然后将黑表笔接端，红表笔依次接U、V、W，依照前面介绍的相同的方法判断其好坏。,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 E

4、2对应的是2脚和7脚,G1,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R10K挡，因R1K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IGB

5、T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R10K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

6、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）

7、。 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系列变频器各种故障的检修思路及方法,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

8、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。,1.整流桥损坏,故障原因：一般是由于电网电压突变或内部短路引起。 对策：由于CH系列18.5KW以下的机器整流桥跟逆变模块是集成在一块功率模块上的，整流桥损坏的同时逆变部分也极有可能损坏,同时还可能殃及开关电源电路，驱动电路。因此在维修的时候应该将模块取下来后，检查驱动电源板是否正常，如果在现场修机的话应

9、该将驱动板跟模块一块更换。18.5KW以上的机器因为可控硅或整流桥跟逆变模块、驱动电源板都是分离的，因此整流桥损坏的时候一般只需更换可控硅或整流桥即可。整流桥坏需要先检查单极直流接触器是否吸合，缓冲电阻是否坏。 经验分享：对于18.5KW以下的机器，整流桥损坏的时候，一般开关电源部分常坏的元件有开关管K2225（K2717），缓冲电阻及开关电源部分的一些小贴片电阻。,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

10、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。 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。,如果屏蔽后其他一切正常说明问题是因保护电路本身不良引起的。 屏蔽运行后，如果出现三相输出不平衡，则说明驱动电路或者模块问题. 上电运行跳OUT(空载时) 这种现象一般是驱动电路和

11、模块本身引起的问题，M08, M09还有可能是模块门极扩展板造成的。首先可以用万用表电阻档测量门驱动电路相关部位以及模块门极有没有明显的短路，断路现象。 屏蔽相关相OUT保护信号运行，测试驱动波形是否正常（无示波器可以用万用表的交流电压档对比测试各驱动波形），重点关注波形的形状，幅度，死区时间等。最后检测IGBT是否损坏。对比其他驱动门极结电容是否正常。,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。 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

12、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、U

13、C3844） 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。 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

14、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。,7840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784

15、0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,主控板问题导致跳ITE 先检测主控板上的IU,IV,IW三个检测点的静态电压，在正常情况下，三个检测点的静态电压为零。如果不为零，再检测排线是否开路。CPU的73脚，79脚和80脚分别为IU-AD,IV-AD和IW-AD，正常情况下

16、，这三点的电压为1.6V左右。若电压正常还跳ITE，判断CPU坏。如电压异常，需要检测相应脚外部电阻电容是否有损坏。如下图：CHV系列1200主控板V相电流检测电路：,经验分享：电流检测电路常坏的元器件有 7840,78L05，TL082(TL072)等，18.5KW以下机器电流整定部分用的低值电阻有些已经裂开但不容易发现，维修的时候应该细心,18.5KW以上可拔下霍线来检测。,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：电网电压不正常，输入缺相，缺相检测板坏。 排除故障

17、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Pb00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 Pb00 设为0使用（CHE没有此功能）。,PL 测试点如下图:,6.输出缺相SPO 故障原因

18、：U、V、W三相有一相模块损坏或者是其中一相不正常导 致三相输出严重不平衡或无输出而报SPO故障。如果霍尔传感器坏， 使得CPU在检测到三相输出电流严重不平衡的情况下也会跳SPO故障。 驱动电路异常 电流检测电路引起的 SPO 故障： 观察测试电流检测电路 有无明显虚焊，开路现象；不带载上点测试电 流检测电路 种各关键点电压是否正常（参考 ITE 故障的相关测试数 据）；带载测试（如带载就跳 SPO 或者运行到某个频率跳 可选择带小 功率电机）三相输出电流是否平衡，用万用表 交流档测试三相霍尔的输 出脚电压是否平衡，霍尔后的放 大电路输入输出电压是否平衡，如某相 不平衡则说明异 常；主控板上的

19、 IU,IV,IW 检测电路及 CPU 是否正常。 实 际经验证明，霍尔，放大电路电阻，7840 光耦，排线易导 致此类故 障。 驱动电路导致的 SPO 故障： 测试三相输出电压是否平衡；测试驱动波形是否异常；输出相对地是 否有短路。维修时根据实际测试数据向前排查。 经验分享：CH系列18.5KW以上机器跳SPO故障有可能是霍尔坏导致电流检 测值不准确报故障，小功率的机器一般是模块问题、驱动电路问题、电流检测电 路问题,7.过热故障OH1，OH2 OH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

20、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。,8上电时或在50HZ恒速运行时跳PoFF故障,显示 POFF 故障一般情况只有三种原因：（1）机器检测到 的直流母线电压严重偏低。（

21、2）缺相信号异常。（3）220V 机器电压等级参数设错,判断方法： 1） 先测量输入主回路电压及直流母线电压是否太低，380V的输 入电压一般直流母线电压在350V以下；220V的输入的直流 母线电压一般在180V以下才会跳此故障。如果电压都正常， 说明此故障来自缺相检测电路，用万用表测量输入缺相检测电路D1、D2、D3二极管及51K贴片电阻是否烧坏； 2）如果键盘的显示值比实际值大，说明是母线检测电路异常。母线检测电路有两种：电阻分压和运算比较放大（TL082）.对应关系为0-3.3V对应0-1000V的直流母线电压。两种电路相对比较简单，维修时只需测试电路中关键点电压即可轻易找到故障点 5

22、10K直流母线检测电阻烧坏也会跳PoFF。,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PoFF故障可先把Pb00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Pb00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

23、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 V

24、PN 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 a 1200 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。,图 b 1240AV08 驱动板母线检测电路,10.过流 OC 故障

25、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 OC3 1） 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

26、，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

27、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

28、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 O

29、C，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

30、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