1、變頻器故障診斷與處理2007-08-0200:12變頻器故障診斷與處理InverterMalfunctionDiagnosisandProcessing本文來自2007年第6期”變頻器的故障處理”上作者：河北能源職業技術學院機電系李紅英摘要：隨著變頻器的使用越來越廣泛，要求運行人員掌握變頻器的故障診斷和處理技巧，來保證正常運行和防止變頻器損壞。本文將通過對變頻器的故障類型和產生原因進行分析，詳細介紹了故障的診斷過程及方法，并通過兩個實例來說明變頻器故障的診斷思路和排除方法。英文摘要：Withthewiderandwiderapplicationofinverters,operatorsneed

2、toknowthemalfunctiondiagnosisandsolvingtechniquesinordertoensurethenormalrunningandavoidbrokeninverter.Throughtheanalysisofthemalfunctiontypeandorigin,thearticleintroducesthediagnosisprocessandmethods.Twoexamplesareusedtoprovetheabovethoughtsandmethods.關鍵詞：變頻器故障診斷處理1引言目前，交流調速傳動已經上升為電氣調速傳動的主流。在中、小容量范

3、圍內，采用自關斷器件的全數字控制PWM2頻器已經實現了通用化，全數字控制方式的軟件功能不但考慮到通用變頻器自身的內在性能，而且還融入了大量的使用經驗和技術、技巧，使得通用變頻器的RASe性（Reliability可靠性、Availability可使用性、Serviceability可維修性）功能得以充實。由于通用變頻器具有調速范圍寬，調速精度高，動態響應快，運行效率高，功率因數高，操作方便且便于同其他設備接口等一系列優點，所以應用越來越廣泛，經濟效益十分顯著。但變頻器知識含量高、技術復雜，使得維護、維修、測試變頻調速器的工作變得日趨重要，運行人員掌握變頻器的故障診斷和處理技巧，對保證正常運行和

4、防止損壞具有重要意義2通用變頻器簡介電力電子器件的自關斷、模塊化，交流電路開關模式的高頻化和控制手段的全數字化促進了變頻電源裝置的小型化、多功能化、高性能化。尤其是控制手段的全數字化，利用了微型計算機的巨大的信息處理能力，其軟件功能不斷強化，使變頻裝置的靈活性和適應性不斷增強。目前中小容量的一般猛鏡謀澄燈饕丫迪至送出沒2捎么賺B首怨兇峽仄骷膻甑仄骷惱衣隹淼髦剖？SPW酸電壓矢量控制變頻器，已經成為通用變頻器的主流。變頻器有交一交變頻器和交一直一交變頻器兩大類。由于電壓型交一直一交變頻器主電路所用功率開關元件較少，電網側一般為二極管整流，功率因數高，線路簡單，控制多樣化，故應用最為廣泛。其基本構

5、成如圖1所示。閑利變沌器中間直黃環節負氧都變流器運行指令圖1變頻器的基本構成其中整流電路模塊的作用是把三相交流電整流成直流電；逆變電路模塊的作用是有規律的控制逆變器中主開關器件的通與斷，得到任意頻率的三相交流電；中間直流環節模塊用來緩沖無功能量。控制電路模塊是變頻器的指揮中心，主要由運算電路、檢測電路、控制信號的輸入、輸出電路和驅動電路等構成，主要完成對逆變器的開關控制、對整流器的電壓控制及完成各種保護功能，也是經常出故障的環節。3故障類型及產生原因3.1故障類型當變頻器不能正常工作時就可能發生故障。按所在部位不同有以下幾種：電源故障指變頻器所接電網存在的故障，如電網本身過電壓、欠電壓、三相不

6、平衡、主開關接觸不良或損壞及熔斷器熔斷造成的缺相等。內部故障指變頻器本身的故障，可能發生在直流環節，如短路、直流過壓、欠壓等。逆變環節，如輸出過電壓、欠電壓、不平衡和過電流等。控制環節，發生的故障較多。(3) 負載故障指電動機故障，如斷相、過載、短路等。當出現故障時，變頻器將拒絕某些操作，主要是它的保護環節起作用。3.2故障原因變頻器在使用過程中，會出現各種故障現象。產生故障的原因也很多，概括起來有兩種原因：外部原因由變頻器外部因素引起，如操作錯誤、參數設定不正確、負載過重、外部冷卻風扇損壞、溫度過高、外界干擾、電網本身有問題等。內部原因由變頻器內部因素引起，如短路、接地元件損壞、絕緣破損、接

7、插件接觸不良、模塊損壞等。在處理故障時，針對不同的原因采取對應的解決辦法。4故障診斷與處理故障診斷的任務是確定故障的性質，查出產生故障的原因和部位，以便迅速處理排除故障，恢復其功能，及時投入運行。在診斷過程中應借助一些儀器儀表和變頻器自診斷系統綜合分析。4.1 故障診斷的過程(1) 詢問用戶變頻器的故障現象和查看變頻器指示等情況，包括故障發生前后外部環境的變化。例如，電源的異常波動、負載的變化等。(2) 根據用戶的故障描述，分析可能造成此類故障的原因。(3) 打開被維修的設備，確認被損壞的部位，分析維修恢復的可行性。(4) 根據被損壞器件的工作位置，通過閱讀電路，分析電路工作原理，從中找出損壞

8、器件的原因，以及一些相關的電子電路。(5) 尋找相關的器件進行替換。(6) 在確定所有可能造成故障，所有原因都排除的情況下，通電進行實驗，在做這一步檢查的時候，一般要求所有的外部條件都具備，并且不會引起故障的進一步擴大。(7) 在檢修設備工作正常的情況下，就可以進入系統測試。4.2 診斷方法(1) 故障樹診斷法故障樹診斷法要求先列出系統或設備可能出現的故障，再將引起每個故障發生的直接原因包括硬件、環境、人為因素等，用適當的邏輯把他們與故障連接起來，構成一棵故障診斷樹，如圖2所示。診斷時按樹由下而上逐級檢查，直到把故障找出為止。在故障較多時，此法診斷方便快捷。從每個枝的基部開始檢查，直到找出故障

9、的性質、原因、部位為止。當找到的一個故障排除后，故障現象仍存在，說明還有另外故障存在，必需再檢查試驗，直到故障全部查清。(2) 人工與自診斷結合法變頻器自動診斷只能查出故障的性質與部位，而原因不易找出，有時自診斷還有誤導之嫌，就得人工診斷。此時須根據自動診斷信息，把可能引起此信息的故障列舉出來，再逐個檢查疑點，縮小范圍，最終查出原因和部位。(3)對比診斷法主要指現象的對比，如切斷某一部分電路，更換某一元件，比較切斷與不切斷、更換與不更換現象是否一樣，如果現象相同說明故障仍然存在，故障原因與原電路、元件無關。如果故障消失，則說明故障根源出于此電路或元件。此法常用在有同型號的變頻器中。助單元*集電

10、軌-比腫I比支元件於松圖2變頻器故障診斷樹5故障診斷舉例5.1 直流過電壓故障舉例(1) 變頻器所接電網電壓超過額定范圍，因此整流后直流電壓高過允許值。(2) 電機減速時間設定太短，降速過快，反饋能量使濾波電容充電的電壓迅猛增加，形成高壓。(3) 并聯接在濾波器旁的制動電阻沒有接通。不能消耗反饋電能，對抑制泵升電壓不起作用，電容上的電壓高于允許值。列出疑點以后逐條檢查、試驗。在檢查時先檢查減速時間設定是否正常，正常的話進入下一疑點，用電壓表測量電源電壓，正常就檢查制動電阻是否接通。按照上述步驟檢查試驗，發現與制動電阻相接的開關不能閉合。5.2 變頻器的變頻功能失控故障舉例某廠一臺拖動潛污泵的安

11、川616P5變頻器，在線停機4個多月恢復運行時發現，自開機的整個運行過程中，屏顯50Hz的頻率，表顯78A電流，不能更改按照工藝要求泵機應在50Hz以下范圍內運行。顯然，變頻器的變頻功能失控。現對故障進行分析與檢測。變頻器能運行在50Hz的工頻中且輸出380V的電壓，泵機運行。這些現象表明功率模塊輸出正常，控制電路失常。616P5是通用型變頻器，它的控制電路核心元件是一塊內含CPU的產生脈寬調制信號的專用大規模集成電路L7300526A該變頻器通常處在遠程傳輸控制中，從控制端子接受420mA勺電流信號。根據通用型變頻器工作原理，“頻率設定不可調”故障現象，可能來自兩個單元電路：A/D轉換器。（

12、2）PWMJ調制信號。本著先易后難的檢修思路，為排除A/D轉換電路的隱患，采用排斥法檢測。首先卸掉控制端子相關電纜，改用鍵盤輸入頻率設定值,屏顯故障現象依舊。然后，采用比較法檢測。用MODEL10信號發生器分別從控制端子FI-FC,FV-FC輸入42mA010V模擬信號，結果屏顯故障現象依舊。從鍵盤輸入數碼信號，是通過編碼掃描程序進入CPUS統，控制端子輸入的模擬信號則是經過A/D轉換后并經邏輯電路處理進入CPUS統。通過排斥法和比較法的檢測，可以確認A/D轉換電路正常。硬件完好，那只能在軟件上存在問題。從芯片L7300526A工作方式可知，該芯片采用數字雙邊沿調制載波方式產生脈寬調制信號，驅動晶體管功率模塊構成的三相逆變器。載波頻率等于輸出頻率和載波倍數的乘積。對于載波倍數的每個值，芯片內部的譯碼器都保存一組相應的6值（6值是一個可調的時間間隔量，用于調制脈沖邊沿）。每個6值都是以數字形式存儲，與它相應的脈沖調制寬度由對應數值的計數速率所確定。譯碼器根據載波頻率和6調制，產生3個控制信號，每個輸出級分配1個，它們彼此相差120°相位角。616P5的載波參數n050設定的載波變化區間分別是1、2、46、8、79。根據616P5的載波參數n050的含義，重新核查載波設置值，結果發現屏顯輸出的是一個非有效值“10”且不可調（616P