变频器维修保养常识

图1 变频器的基本构成

整流电路模块的作用是将三相交流电整流成直流电；逆变电路模块的作用是有规律地控制变频器中主开关装置的接通和断开，得到任意频率的三相交流电；中间的直流环节模块是用来缓冲无功的。控制电路模块是变频器的指挥中心，主要由运算电路、检测电路、控制信号输入、输出电路和驱动电路组成，主要完成变频器的开关控制、整流器的电压控制和完成各种保护功能，但也经常出现故障。

一、故障类型及产生原因

1、故障类型

当变频器不能正常工作时就可能发生故障。按所在部位不同变频器常见故障有以下几种：

❶电源故障
指变频器所接电网存在的故障，如电网本身过电压、欠电压、三相不平衡、主开关接触不良或损坏及熔断器熔断造成的缺相等。

❷内部故障

指变频器本身的故障，可能发生在直流环节，如短路、直流过压、欠压等。逆变环节，如输出过电压、欠电压、不平衡和过电流等。控制环节，发生的故障较多。

❸负载故障
指电动机故障，如断相、过载、短路等。
当出现故障时，变频器将拒绝某些操作，主要是它的保护环节起作用。
2、故障原因
变频器在使用过程中，会出现各种故障现象。产生故障的原因也很多，概括起来有两种原因：

❶外部原因

由变频器外部因素引起，如操作错误、参数设定不正确、负载过重、外部冷却风扇损坏、温度过高、外界干扰、电网本身有问题等。

❷内部原因
由变频器内部因素引起，如短路、接地元件损坏、绝缘破损、接插件接触不良、模块损坏等。在处理故障时，针对不同的原因采取对应的解决办法。

二、故障诊断与处理  

故障诊断的任务是确定故障的性质，查出产生故障的原因和部位，以便迅速处理排除故障，恢复其功能，及时投入运行。在诊断过程中应借助一些仪器仪表和变频器自诊断系统综合分析。

1、故障诊断的过程 

❶询问用户变频器的故障现象和查看变频器指示等情况，包括故障发生前后外部环境的变化。例如，电源的异常波动、负载的变化等。

❷根据用户的故障描述，分析可能造成此类故障的原因。

❸打开被维修的设备，确认被损坏的部位，分析维修恢复的可行性。

❹根据被损坏器件的工作位置，通过阅读电路，分析电路工作原理，从中找出损坏器件的原因，以及一些相关的电子电路。

❺寻找相关的器件进行替换。

❻在确定所有可能造成故障，所有原因都排除的情况下，通电进行实验，在做这一步检查的时候，一般要求所有的外部条件都具备，并且不会引起故障的进一步扩大。

❼在检修设备工作正常的情况下，就可以进入系统测试。
      2、诊断方法

❶故障树诊断法
故障树诊断法要求先列出系统或设备可能出现的故障，再将引起每个故障发生的直接原因包括硬件、环境、人为因素等，用适当的逻辑把他们与故障连接起来，构成一棵故障诊断树，如图2所示。诊断时按树由下而上逐级检查，直到把故障找出为止。在故障较多时，此法诊断方便快捷。从每个枝的基部开始检查，直到找出故障的性质、原因、部位为止。当找到的一个故障排除后，故障现象仍存在，说明还有另外故障存在，必需再检查试验，直到故障全部查清。

❷人工与自诊断结合法
变频器自动诊断只能查出故障的性质与部位，而原因不易找出，有时自诊断还有误导之嫌，就得人工诊断。此时须根据自动诊断信息，把可能引起此信息的故障列举出来，再逐个检查疑点，缩小范围，最终查出原因和部位。

❸对比诊断法
主要指现象的对比，如切断某一部分电路，更换某一元件，比较切断与不切断、更换与不更换现象是否一样，如果现象相同说明故障仍然存在，故障原因与原电路、元件无关。如果故障消失，则说明故障根源出于此电路或元件。此法常用在有同型号的变频器中。

      1、直流过电压故障举例

❶变频器所接电网电压超过额定范围，因此整流后直流电压高过允许值。

❷电机减速时间设定太短，降速过快，反馈能量使滤波电容充电的电压迅猛增加，形成高压。

❸并联接在滤波器旁的制动电阻没有接通。不能消耗反馈电能，对抑制泵升电压不起作用，电容上的电压高于允许值。 列出疑点以后逐条检查、试验。在检查时先检查减速时间设定是否正常，正常的话进入下一疑点，用电压表测量电源电压，正常就检查制动电阻是否接通。按照上述步骤检查试验，发现与制动电阻相接的开关不能闭合。

2、变频器的变频功能失控故障举例

某厂一台拖动潜污泵的安川616p5变频器，在线停机4个多月恢复运行时发现，自开机的整个运行过程中，屏显50hz的频率，表显78a电流，不能更改。按照工艺要求泵机应在50hz以下范围内运行。显然，变频器的变频功能失控。 现对故障进行分析与检测。变频器能运行在50hz的工频中且输出380v的电压，泵机运行。这些现象表明功率模块输出正常，控制电路失常。616p5是通用型变频器，它的控制电路核心元件是一块内含cpu的产生脉宽调制信号的专用大规模集成电路l7300526a。该变频器通常处在远程传输控制中，从控制端子接受4~20ma的电流信号。根据通用型变频器工作原理，“频率设定不可调”故障现象，可能来自两个单元电路:

❶a/d转换器。

❷pwm的调制信号。

本着先易后难的检修思路，为排除a/d转换电路的隐患，采用排斥法检测。首先卸掉控制端子相关电缆，改用键盘输入频率设定值, 屏显故障现象依旧。

四、综述 

变频器的应用越来越广泛，其日常维护管理中，会经常遇到故障诊断和处理。本文介绍了一般变频器的故障诊断方法，供维修人员参考，有助于保证生产的顺利进行，节约维修成本。

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