變頻器的使用與維護

希望森蘭科技有限公司二零一一年四月一、通用變頻器的主要控制功能：1、轉矩提升（補償）功能v/f特性決定了電動機起動或低速運行時輸出轉矩的大小。v/f控制變頻器加大輸出電壓，矢量控制變頻則加大初始勵磁。2、變頻器自處理功能變頻器的保護功能是比較準確而靈敏的，但過多的跳閘，也會使用戶感到不方便。為此，變頻器對于某些持續時間不長、電流或電壓在上升時的變化率（和）不高的“故障”，設置了避免跳閘的自處理功能，也叫失速防止功能。例如，在升、降速過程中的過電流和過電壓，以及偶發性的短時間過載等。

（1）加速過程中的過電流

加速時間預置得太短，會產生過電流。

（1）加速過程中的過電流

加速時間預置得太短，會產生過電流。

在電力拖動系統中，加速時間的長短是一個相對的概念。它是和拖動系統的慣性大小（由GD2表示）有關的。如果拖動系統的慣性很大，預置的加、減速時間并不短，只要出現拖動系統的轉速跟不上頻率的變化，導致過電流者，就是加速時間預置得太短所形成的。在加速過程中，如果加速電流超過了某一設定值Iset（即起動電流的最大允許值），變頻器的輸出頻率將暫停增加，待拖動系統的轉速跟了上來，電流下降到設定值Iset以下后再繼續升速，如圖所示。（挖土機功能）圖1加速、運行過電流的自處理功能

（2）運行過電流的自處理功能變頻器在運行過程中出現過電流時，其自處理方法是：當電流超過設定值Iset時，變頻器首先將工作頻率適當降低，到電流低于設定值Iset時，工作頻率再逐漸恢復，如圖所示。（電流限幅功能、電流限幅動作水平）（3）減速過電壓的自處理功能降速過快會引起的過電壓。和升速過程相仿，對于慣性較大的負載，如果降速時間預置得過短，會因拖動系統的動能釋放得太快而引起直流回路的過電壓。如果在降速過程中，直流電壓超過了某一設定值Uset，變頻器的輸出頻率將不再下降，電動機暫緩降速，待直流電壓下降到設定值以下后再繼續降速，如所示。

圖2降速自處理功能

3、轉矩限定功能變頻器在運行中按輸出電壓、電流、及電動機的電阻計算負載轉矩，控制輸出頻率，即使負載急劇變化，變頻器不會跳閘，維持轉矩在設定值下運行。4、減少機械振動、降低沖擊的功能S形加減速模式，

以較平滑的方式起動/停止電動機、停止方式選擇、載波頻率調節、瞬時過電流限制、頻率跳越等功能。5、瞬時停電再起動飛車起動6、外部信號起停控制急停（以不同的頻率減速停止模式）2線、3線控制方式（方向轉向設定）PLC控制（開關量控制、通信控制）圖32線式和3線式起動

（1）給定頻率的設定方法A、面板給定：數字增加鍵或少鍵操作（內控）B、預置給定：RUNc、外接給定：電流4-20mA或0-10V(0-5V)D、通訊給定：（2）多段速設定功能通過多功能端子組合選擇記憶在內存中的頻率指令設置自動生產流程。行車主起升、上升、下降；大車、小車左行、右行、前進、后退控制。

圖4ACS600給定信號控制端子

7、頻率設定功能頻率設定電流輸入端圖5G11給定信號控制端子圖6SB61給定信號控制端子電位器的選擇：WX-4.7k-2W(1~10k)圖7電壓/電流選擇插件（3）頻率上下限設定功能控制電動機轉速，滿足設備控制運行。例如多泵控制需設定變頻泵的最低運行頻率，避免產生逆流。（4）頻率跳越功能回避共振頻率。（5）加減時間設定加減速實踐與負載的特性相匹配。8、各種頻率的關系

基本頻率與最高頻率：電機的額定頻率--基本頻率，恒功率與恒轉矩的分界；當頻率給定值信號為最大時，變頻器的給定頻率、最高頻率。輸出頻率(HZ）最高輸出頻率上限頻率下限頻率偏置頻率起動頻率設定頻率(HZ)圖9各種頻率的關系圖9、PID控制功能操作量（輸出頻率）與偏差的比例關系稱為比例控制P。單純的P控制不能使偏差為0，P的增益是決定P控制對偏差影響程度的參數，P的增益大，響應快，但容易產生震蕩；P的增益小，相應慢，但穩定。操作量的變化速度和偏差成積分關系的控制稱為積分控制I，主要是消除系統的靜差，提高系統的無差度，對于急劇變化的偏差，響應變差。積分作用的強弱與積分時間有關，積分時間長，相應緩慢；過小將發生震蕩。

操作量的變化速度和偏差成微分關系的控制稱為微分控制D，D控制對急劇變化的響應很快，能反映偏差信號的變化趨勢，并能在偏差信號變得太大之前，在系統中引入一個早期的修正信號，加快系統的響應速度，減小調節時間。微分時間大時，能使發生偏差時P控制引起的震蕩很快衰減，但過大反而引起震蕩；微分時間小，發生偏差時的衰減作用小。10、與保護有關的功能（1）電動機保護a、電子熱繼電器，是一個虛擬元件，它是通過電動機的模型來模擬不同頻率下電動機的熱特性，對電動機進行保護。b、內置電動機熱保護功能，根據電動機的輸出電壓、電流、頻率和運行時間自動測算電動機的溫度。（2）系統保護a、外部報警信號輸入b、過熱預報警：變頻器環境溫度過高并危及運行時發出的報警信號。c、制動電路異常保護：制動電路異常或制動電阻過熱是報警。d、操作面板掉線、模擬輸入掉線、輸入/輸出缺相、通信異常、參數存儲失敗等。11、與運行方式有關的功能a、直流制動b、載波頻率自動調整：檢測變頻器的溫升，當溫度快達到額定溫升時自動降低載頻。另外，變頻器輸出線的長度與載頻有關變頻器、電機間的接線距離

50m以下

100m以下

150m以下

載波頻率

16KHz

10KHz

1KHzd、頻率到達功能變頻器的輸出頻率達到設定值時發出的信號。e、自動節能功能輕載時，調壓節電圖10電機的損耗f、參數自動檢測功能矢量控制變頻器的控制方式依賴電動機的參數模型。運行前的檢測，運行中的檢測（模型參考自適應）g、通信功能通過模擬/數字輸入、輸出端子實現；串行口RS485h、參數鎖定功能禁止修改（設置權限、密碼設置）i、特殊功能滑差補償：根據輸出電流的變化測算轉速的變化，通過輸出頻率和輸出電壓適當補償，使電動機轉速保持在設定之上。簡單PLC功能、計數器、零赫茲滿轉炬、紡織擺頻等。k、機械特性軟化（下垂特性）

12、給定方式中的特殊功能

模擬量給定的正、反轉控制，不少變頻器具有用模擬量給定信號直接進行正、反轉控制的功能，主要有兩種方式：

（a）由給定信號的正、負值來控制正、反轉。例如，給定信號可以預置為（-10~+10）V，其中（-10~0）V為反轉信號，（0~+10）V為正轉信號。

（b）由給定信號的中間值作為正轉和反轉的分界點。例如，給定信號為（0~+10）V時，可以預置成（0~5）V為反轉信號，（5~10）V為正轉信號。

針對這種正、反轉控制方式，有的變頻器設置了如下的功能：

（1）死區功能用模擬量給定信號進行正、反轉控制時，“0”速控制很難穩定，常常出現正轉或反轉的“蠕動”現象。為了防止這種“蠕動”現象，需要在“0”速附近設定一個死區。具體方法是：在正轉和反轉方向分別預置一個最低頻“”率和“-”，死區范圍即為“~-”。例如，在森蘭SB70系列變頻器（中國）和VaconCX系列變頻器中，采用上述的第(1)種方式，其死區呈回線狀，如圖(a)所示；而在ABB-ACS800變頻器中，則采用上述的第(2)種方式，其死區如圖(b)所示。

圖11模擬給定的正、反轉控制

(a)正、負信號控制

(b)正、負信號控制（2）有效“0”信號功能

在上述第（2）種控制方式中，存在著一個特殊的問題。即，萬一給定信號因電路接觸不良或其他原因而“丟失”，則變頻器的給定輸入端得到的信號為“0”。按照圖(b)所示曲線，其輸出頻率應為-50Hz，電動機將處于高速反轉狀態。在實際工作中，這種情況常常是十分有害的，甚至有可能損壞生產機械。

對此，變頻器設置了一個有效“0”功能。例如，將有效“0”預置為5V或更高。則當給定信號小于預置的有效“0”時，變頻器的輸出頻率將降為0Hz或高于0頻率的某一頻率上運行。

13、模擬輸入掉線保護功能在張力閉環控制系統中，若張力反饋信號丟失，卷取設備以50Hz高速運轉，這很危險。可設置掉線后不動作；報警并按掉線前10s平均頻率運行；報警并按設置的“掉線強制頻率”運行；故障并自由停車。14、比例聯鎖給定

圖12比例連鎖給定在實際生產中，變頻器的基本轉速由主給定信號給定。但在生產過程中，常常還需要根據其他信號對電動機的轉速進行修正（微調）。例如，某機械的冷卻風機，其基本轉速由操作工根據具體情況進行調節。同時，當環境溫度發生變化時，要求轉速能自動地進行微調。一般的變頻器都能實現這種控制，而明電VT230S系列變頻器（日本）則專門設置了一個輔助信號輸入端，并給出了十分明確的計算方法，如圖所示。圖(a)為外接給定端子的安排，FSV是主信號給定端，AUX是輔助信號給定端。其邏輯關系如圖(b)所示，圖中各量之間的關系是：

Y=AX+B+C

式中：Y為綜合給定信號；X為主給定信號；A為頻率增益；B為偏置頻率；C為輔助給定信號。

15、升、降速特殊功能（1）齒隙補償功能

圖13增益200%、偏置10%，Y=A(X-B)當傳動機構中有齒輪箱的情況下，電動機從靜止狀態剛開始升速，以及從運行狀態剛開始降速時，齒輪間將發生撞擊，影響齒輪的壽命。為此，有的變頻器專門設置了齒隙補償功能，以三菱FR-A500系列變頻器（日本）為例，其功能設置如圖所示：當電動機從停止狀態開始升速時，預置一個較低的上升頻率和維持時間，使電動機在極低的頻率下運行一個短時間，然后再按預置的升速時間升速，從而避免了齒輪間的撞擊。反之，當電動機從運行狀態開始降速時，預置一個較小的下降頻率和維持時間，以達到避免齒輪間撞擊的目的。圖14齒隙補償功能

（2）斷電后的減速功能

a、功能的含義大多數變頻器在斷電后，變頻器將因發生“欠壓”故障而把逆變電路封鎖，停止輸出。這時，電動機將處于自由制動狀態。但有的生產機械不希望出現自由制動的狀態，例如，水泵在變頻器停止輸出時，將會迅速停住，產生“水錘現象”，對水泵、閥門和管路等具有破壞作用。為此，有的變頻器在停電或低電壓的情況下，也可以在一段時間內按預置的降速時間進行降速，如圖所示。

圖15斷電后的減速功能b、功能的設置

以三菱FR-A500系列變頻器（日本）為例，其預置功能的步驟如下：

①

選擇斷電后的“降速停機”方式；

②

預置剛開始斷電時的初始頻率降；

③

預置斷電后的降速時間和；

④

預置改變降速時間的切換頻率。

16、PDA界面：個人數字助理，掌上電腦（電子記事﹑無線接收及上網）。Rockwell公司將上市的一種變頻器采用PDA界面，在變頻器本體上加裝了Rockwell公司特制的無線端口器件，利用PDA的無線接收技術，可直接與最新型PowerFlex變頻器或者安裝由SCANport的1336﹑1305老型號變頻器直接進行通信。采用PDA界面的變頻器，通過藍牙技術和WIFI網絡可直接在PDA界面進行參數編程﹑故障診斷和數據監視，這樣可以不打開柜門而能在較遠距離操作一臺或多臺變頻器。不僅可省去變頻器與計算機之間的布線，還可以像以前的網絡監控一樣，對掛在WIFI網絡上的所有變頻器進行管理和操作。施耐德ATV71變頻器也支持無線藍牙技術的PDA方式進行編程和控制。

二、變頻器參數的設定在參數設置中首先應將變頻器的輸出電壓設為額定電壓，然后再設定最高頻率和上、下頻率。接著設定控制方式加減速時間，端子功能，過流保護特性等。對電源電壓波動大的場合，可將”過壓“保護值調高，或將“欠壓”值調低，甚至將此功能關掉。參數設置完成后，設置參數鎖定功能。1、控制方式的設定矢量開環、矢量閉環、v/f開環、v/f閉環、自定義v/f（分離式v/f）例：SB70系列變頻器F0-12電機控制模式：“0”無PGv/f控制；“1”有PGv/f控制；“2”無PG矢量控制；“3”有PG矢量控制：“4”v/f分離控制。如用矢量控制，需設置FA-00電機參數自整定。（11、22）如果需轉矩控制，設置F3-13~F3-18：F3-13：“0”數字輸入45選擇；“1”一直有效。（矢量控制條件下）。F3-14、15：轉矩給定。F13-16、17、18轉矩極限及轉矩極限選擇。ACS800選“轉矩控制”應用宏。2、加減速時間設定根據電動機的容量和負載特性確定。電動機起動電流不超過變頻器過載極限值的最小時間，通常150%，60s。降速時，變頻器直流側電壓大于變頻器發生過流時的最小時間。3、運行模式的設定變頻器的運行有兩個基本要素：起動/停止信號和調速信號。根據信號是取自變頻器的內部或外部，可分為3種運行模式：PU模式：信號取自變頻器內部，又叫鍵盤控制。E模式：信號取自變頻器外部，又叫端子控制模式PU+E模式：起動（正/反轉）/停止信號用鍵盤，調速信號端子控制。這種模式在實際運行中的意義不大，如起/停變頻器都要打開變頻控制柜在鍵盤上操作，這樣既不方便，又不安全。E模式和PU+E模式頻率給定方式有：0~10V或0~20mA；10V~0或20mA~0；2~10V或4~20mA；10~2V或20~4mA；-10~+10V或-20~+20mA；+10~-10V或+20~-20mA等。UP/DOWN（電動電位器）設定F4-00~F4-07（X1~X8）：19

UP/DOWN增；20

UP/DOWN減；21

UP/DOWN清除，與此相關的設置F4-12UP/DOWN調節方式；F4-13UP/DOWN速率/步長；F4-14UP/DOWN記憶選擇；F4-15UP/DOWN上限；

F4-16UP/DOWN

下限。例：ACS80011.03：D13U,4D；D13U,4D(R).停電復位到零。ACS400D13U,4D；D13U,4D(R).停電復位到零。F0-01：PFI（脈沖輸入）；F6-22100%對應PFI的頻率；F6-220%對應PFI的頻率；F6-23PFI的濾波時間。4、恢復出廠值參數初始化F0-11：11初始化；22初始化，通信參數除外。5、使用矢量控制變頻器的注意事項：調速比100；轉速精度0.1%；動態響應在數十毫秒以內采用矢量控制變頻器。若上述指標要求更高，可用速度閉環控制。傳感器用增量式脈沖編碼器，編碼器每轉的脈沖數越多精度越高。通常一臺矢量控制變頻器只驅動一臺電動機，而且二者的功率容量要匹配。如驅動多臺電動機或多臺電動機并聯運行，不能用矢量控制方式。變頻器空載運行也不能用矢量控制方式。

三、基于RS485網絡實現PLC對變頻器的多機控制：（一）VFD-A1.變頻器設置：Pr00=d0002主頻輸入來源選擇；Pr01=d0003運轉指令來源Pr78=d0000(d000-d0031);地址Pr77=d0002(4800)(d0000:1000;d0001:2400)傳輸速率2.PLC設置:CQM1HCQM1H的通訊方式：上位機通訊方式和無協議通訊方式適配器RS232/RS485轉換器CQM1H-SB41,ADAM45208位數據位，1位停止位，奇校驗DM6654=1001,DM6646=07023.指令格式C，S，A，UU，MM，FFFFC-43H控制命令字串字頭S-03H和檢查A-02H命令認可（01H單臺）UU-30H30H-33H31H(00-31)位址MM-58H30H-38H(X無定義）運轉命令X0-停止；X1-正轉；X2-停止；X3–反轉；X4,X5-寸動正轉；X6,X7-寸動反轉；X8-RESETFFFF-30H30H30H30H頻率指令設03號變頻器正轉在25.3HZ43030230325831303235334.PLC的串口指令：TXD(-)發送指令；RXD(-)接收，S-發送信息的首字地址，D-放置接收信息的首字地址，C-控制字，N-發送和接收信息字節數。例：通過PLC控制地址為03的變頻器以25.3HZ正轉，PLC從RS232口發出的控制碼為4303023032583130323533，TXD命令S=DM0000,C=#0000,N=#0011其中DM0000=4303,DM0001=0230,DM0002=3258，DM0003=3130,DM0004=3235,DM0005=3300.DM的內容用MOV指令傳送。四、變頻器設定實例：1.湖南大源渡水電站200T門式起重機：主起升，電機90KW繞線式，機械抱閘，能耗制動，調速范圍0.272m/min-2.272m/min上升，下降各五檔。大車：電機13KWx4=52KW,機械抱閘，調速范圍前，后各五檔。小車：電機7.5KWx2=15KW,機械抱閘，調速范圍左，右各五檔。變頻器：ACS500-170-3;ACS500-100-2;ACS500-025-3各一臺。主起升變頻器設定：（1）起動數據：A語言:英語；B應用:順序控制；C應用恢復:是；D電源電壓:400V；E電機極數:6；F電機額定電流:186A；G電機額定功率:90KW；H功率因數:0.83。（2）主菜單10：控制連接組11：11.1允許運行:Yes；11.2外部控制區選擇:鍵盤：11.3外部制動單元圖8200T門機主起升電路圖上升下降速度選擇電磁抱閘1I/O選擇:DI1.2：11.4外部2I/O控制選擇:不選擇：11.5外部給定1選擇:AI1；11.6外部給定2選擇:鍵盤；11.7多段速度選擇:DI3.4.5；11.8:方向:可逆；11.9；11.10；11.10按缺省值。組14：輸出信號；14.3頻率1極限；其余按缺省值。（3）主菜單20：傳動組21:加速/減速：21.1加速/減速積分類型:線性：21.2加速時間1:10S；21.3減速時間1:10S；21.4-21.7按缺省值。組24:恒速:24.1恒速1:5HZ：24.2恒速1:15HZ：24.3恒速1:28HZ：24.4恒速1:40HZ：24.5恒速1:50HZ。組26起動/停止：26.1起動功能:TORQBOOST；26.2轉矩提升電流選擇1.5IN；26.3電機減速條件:積分減速；26.4制動斬波器:是；26.5-26.7無選擇。（4）主菜單30：保護組31:監視；31.1輸出頻率1監視:低限；31.2輸出頻率1監視:0.5HZ;其余按缺省值。大車和小車的變頻器設置：26.4制動斬波器:否；組31:監視不設定，其余與主起升變頻器設定相同。2、綿陽游仙自來水廠恒壓供水：2臺160KW水泵，2臺75KW水泵，采用循環投切方案，系統框圖如下：變頻器ACS604-170-3一臺，采用PLC控制過程。切換過程中要求先關閥后切換，然后再開閥。

為適應恒壓供水，變頻器接口按下圖聯結圖9變頻器恒壓供水系統圖選PFC應用宏組10：起動/停機/方向：10.01外部控制地1選擇:DI1：10.2外部控制地2選擇:DI1：10.3旋轉方向:正或反。99組：啟動參數：9901語言:英語；9902應用宏:PFC；9903應用恢復:是；9904電機控制模式:標量：9905電機銘牌電壓:400V；9906電機額定電流:297.5A；9907電機額定頻率:50HZ；9908電機銘牌額定速度:1440rpm：9909電機銘牌額定功率:160KW：9910選擇電機辨識運行的類型:NO。組11：給定選擇：11.02外部控制地選擇輸入:DI1；11.03外部給定1的給定源:AI1;11.04,11.05外給定的最大值和最小值；11.06外部給定1的給定源；11.07，11.09外給定的最大值和最小值。組12：恒速：組13模擬輸入；13.01:AI1的最小值對應的最小給定，0V；13.02的最大值，對應的最大給定10V；13.06AI2的最小值對應最小給定:0mA；13.09AI2濾波時間常數:5S；其余按缺省值。組14繼電器輸出：14.01繼電器輸出1的內容:PFC控制；1402繼電器輸出1的內容:PFC控制；14.03故障。組15：模擬輸出；組16：系統控制輸入：16.01允許運行:Yes：組21：起動/停止：03自由停車；組22：加速/減速：22.02/22.03加速/減速時間10s。組81水泵風機控制：81.01水泵風機控制的信號來源，過程給定從參數11.06定義，控制盤必須使遠程控制模式；81.09，81.10設置起動頻率52HZ；81.12，81.13設置下限停機頻率；81.20電機互鎖功能:NO.

3、金堂自來水廠：成都野生動物園供水站,30KW,18.5KW,11KW水泵各一臺，采用循環投切方案，系統框圖如下：自耦減壓啟動器繼電器擴展板圖10變頻器恒壓供水系統圖

第二部分變頻器故障分析與維護

一?變頻器結構變頻器結構大多采用模塊化設計，整體結構由主電路，控制回路，保護回路，驅動回路等組成。各部分又有更多的的組成，如下圖為主電路圖1主電路原理圖1、主電路整流橋，充電限流電路，逆變橋，浪涌吸收電路（1）二極管整流橋，雙PWM（2）充電限流電路有幾種形式：a).用可控硅代替交流接觸器：如圖2b).整流橋為半控橋：如圖3

Icd=Id/1.57=Im/2.72式中：Icd-平均值Id-有效值

Im-峰值

（3）二極管的選型計算：例：110kW變頻器整流橋容量的計算110kW變頻器額定電流210A不考慮直流側充電電容的影響，可取200A，若考慮電容的充電電流的影響，可取250A。整流橋二極管的耐壓為線電壓峰值的(2~3)倍，通常為1600V。（4）直流側電容計算：等效電容與負載等效電阻的乘積（時間常數）應遠大于三相整流橋輸出電壓的脈動周期，T=0.0033s。線路板吸收電容圖3可控硅開關圖2限流電路的另一種接法

圖4單相二極管充電電路C).整流橋為全控整流橋：如圖4

圖5輔助整流橋充電電路圖6可控硅半控橋觸發電路各種接法的優、缺點：交流接觸器：發熱量小、控制電路簡單；體積大。圖2的交流接觸器不流過直流電流。可控半橋（可控全橋）整流：發熱量較二極管大，散熱器適當增大或風機風量加大，控制電路略復雜，體積小。d).整流橋的測量：二極管的測量方法，比較幾個二極管的正向電阻值，二極管反向耐壓較高（1600V）。一般幾個二極管的正向電阻值接近，整流橋基本都是好的。e).與此有關的故障：整流橋個別二極管損壞：負載輕，正常負載充電電阻損壞交流接觸器故障均壓電阻故障整流橋的代換：額定電流值，耐壓值注意事項：維修變頻器充電燈必須熄滅

（3）逆變橋：IGBT,IPMa).概述：變頻技術是建立在電力電子技術基礎之上的。在低壓交流電動機的傳動控制中，應用最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模塊IPM，后面二種集GTR的低飽和電壓特性和MOSFET的高頻開關特性于一體是目前通用變頻器中最廣泛使用的主流功率器件。IGBT集射電壓Vces可＜3V,頻率可達到20KHZ,內含的集射極間超高速二極管Trr可達150ns,1992年前后開始在通用變頻器中得到廣泛應用。其發展的方向是損耗更低,開關速度更快、電壓更高,容量更大(3.3KV、1200A),目前，采用溝道型柵極技術、非穿通NPT技術等方法大幅度降低了集電極一發射極之間的飽和電壓[VCE（sat）]的第四代IGBT也已問世。第四代IGBT的應用使變頻器的性能有了很大的提高。其一是ICBT開關器件發熱減少，將曾占主回路發熱50－70％的器件發熱降低了30％。其二是高載波控制，使輸出電流波形有明顯改善；其三是開關頻率提高，使之超過人耳的感受范圍，即實現了電機運行的靜音化；其四是驅動功率減少，體積趨于更小。而IPM的投入應用比IGBT約晚二年，由于IPM包含了1GBT芯片及外圍的驅動和保護電路．甚至還有的把光耦也集成于一體，因此是種更為好用的集成型功率器件，目前，在模塊額定電流10－600A范圍內，通用變頻器均有采用IPM的趨問，其優點是：（l）開關速度快，驅動電流小，控制驅動更為簡單。（2）內含電流傳感器，可以高效迅速地檢測出過電流和短路電流，能對功率芯片給予足夠的保護，故障率大大降低。（3）由于在器件內部電源電路和驅動電路的配線設計上做到優化，所以浪涌電壓，門極振蕩，噪聲引起的干擾等問題能有效得到控制。（4）保護功能較為豐富，如電流保護、電壓保護、溫度保護一應俱全，隨著技術的進步，保護功能將進一步日臻完善.（5）IPM的售價已逐漸接近IGBT．而計入采用IPM后的開關電源容量、驅動功率容量的減小和器件的節省以及綜合性能提高等因素后在許多場合其性價比已高過IGBT，有很好的經濟性。為此IPM除了在工業變頻器中被大量采用之后，經濟型的IPM在近年內也開始在一些民用品如家用空調變頻器，冰箱變頻器、洗衣機變頻器中得到應用。IPM也在向更高的水平發展，日本三菱電機最近開發的專用智能模塊ASIPM將不需要外接光耦;通過內部自舉電路可單電源供電并采用了低電感的封裝技術，在實現系統小型化，專用化，高性能，低成本方面又推進了一步。C）.IPM的自保護功能：欠電壓鎖定：內部控制電壓由一個15V的直流電源供電，若某種原因使這一電源低于規定的欠電壓動作數值，則功率器件關斷并輸出故障信號。過熱保護：在靠近芯片的絕緣基板上安裝一溫度傳感器，若基板溫度超過過熱動作數值，IPM截止并輸出故障信號。圖8IGBT六單元結構圖7IGBT二單元結構b).電路圖圖9IPM內部結構示意圖控制電源圖102單元IPM外部接線圖控制電源過流保護：若流過IPM的電流超過動作數值的時間大于toff(oc),則IPM將被軟關斷，并輸出故障信號，第3代IPM的toff(oc)=10。短路保護：若負載短路或控制器故障引起上下橋臂短路，則IPM將被軟關斷，并輸出故障信號，響應時間不足100ns.d).命名與編號：三菱系列（1）器件CM=IGBT模塊(4)對IPMPM=IPM模塊H=一單元（2）電流額定值IC(安培)D=二單元（3）對IGBTC=六合一H=一單元R=七合一D=二單元（5）外型或局部變化T=六合一（6）耐壓值（IGBT)乘50E=制動或斬波（7）耐壓值（IPM)乘10（8）H=H系列模塊（IGBT)例：CM100DY-24HPM600H-SA120東芝系列MG150M2YL1（1）（2）（4）（5）（6）（8）（1）（2）（3）（5）（7）東芝電流額定值耐壓等級單元數接線方式產品系列G—600VM—1000VN—1100VQ—1200VS—1400Ve).IGBT好壞的簡單判別：耐壓值：搖表或兆歐表，能產生1000V直流電源，測量電路如圖8所示：注意事項：G即必須與E相連圖11IGBT耐壓測量電路圖12IGBT外形及電路圖導通和截止的測量：對GE充正電測量導通，對GE充負電測量截止。續流二極管正向電阻的測量：容量相同的模塊其續流二極管正向電阻值基本相近，一般位數百歐。f).與此有關的故障過流：加速過流，減速過流，運行過流IGBT故障導熱硅脂干涸注意事項：主回路通電前，IGBT的G極嚴禁開路。換IGBT的底板要均勻地涂一層導熱硅脂，固定螺釘需擰緊。換IGBT后通電之前在直流回路中串入限流電阻,接法如圖9。如圖中R4,一定要接在電容與逆變橋之間。圖13限流電阻R4的接法IGBT的代換：同型號，考慮不同代產品的損耗不同。不同型號，ICVCE滿足的前提下考慮體積，安裝位置，接線方式，不同代產品的損耗等。（4）電解電容：壽命5年，容量下降發熱膨脹漏液，用電容測試儀測量。電解電容的誤差為標稱值的20%。（5）浪涌吸收電路：目前變頻器普遍使用的吸收回路如圖所示的四種電路。

：圖14常用吸收電路圖2、控制電路：變頻器的控制電路有主控電路，保護電路和操作，顯示電路構成。控制電路的核心是CPU，V/F控制型變頻器使用8XC196MC/MH，PD78366，M37705或TMS320C24X等。矢量控制變頻器采用TMS28X或雙CPU或DSP.從維修角度講，修主板的難度較大。判定主板的好壞，最常用的方法就是代換法。板上明顯故障可修理，隱藏故障的修理比較復雜，利用示波器，加上經驗，再分析判斷。3、驅動回路：驅動電路作為逆變電路的一部分，對變頻器的三相輸出有著巨大的影響。驅動電路的設計一般有這樣幾種方式：(1)分立插腳式元件組成的驅動電路;(2)光耦驅動電路;(3)厚膜驅動電路;(4)專用集成塊驅動電路等幾種。(1)分立插腳式元件的驅動電路分立插腳式元件組成的驅動電路在80年代的日本和臺灣變頻器上被廣泛使用,主要包括日本(富士:G2,G5.三肯:SVS,SVF,MF.,春日,三菱Z系列K系列等)臺灣(歐林,普傳,臺安.)等一系列變頻器。隨著大規模集成電路的發展及貼片工藝的出現,這類設計電路復雜，集成化程度低的驅動電路已逐漸被淘汰。(2)光耦驅動電路光耦驅動電路是現代變頻器設計時被廣泛采用的一種驅動電路，由于線路簡單，可靠性高，開關性能好，被歐美及日本的多家變頻器廠商采用。由于驅動光耦的型號很多，所以選用的余地也很大。驅動光耦選用較多的主要由東芝的TLP系列，夏普的PC系列,惠普的HCPL系列等。以東芝TLP系列光耦為例。驅動IGBT模塊主要采用的是TLP250，TLP251兩個型號的驅動光耦。對于小電流,15A左右的模塊一般采用TLP251。外圍再輔佐以驅動電源和限流電阻等就構成了最簡單的驅動電路。而對于中等電流(50A)左右的模塊一般采用TLP250型號的光耦。而對于更大電流的模塊，在設計驅動電路時一般采取在光耦驅動后面再增加一級放大電路，達到安全驅動IGBT模塊的目的。(c)厚膜驅動電路厚膜驅動電路是在阻容元件和半導體技術的基礎上發展起來的一種混合集成電路。它是利用厚膜技術在陶瓷基片上制作模式元件和連接導線，將驅動電路的各元件集成在一塊陶瓷基片上，使之成為一個整體部件。使用驅動厚膜對于設計布線帶來了很大的方便,提高了整機的可靠性和批量生產的一致性，同時也加強了技術的保密性。現在的驅動厚膜往往也集成了很多保護電路，檢測電路。應該說驅動厚膜的技術含量也越來越高。圖16部分光耦電路圖現在普遍使用的厚膜驅動電路主要有美國國際整流器公司的IR2110/2125/2132/2155等，富士EXB840/841，EXB850/851系列驅動厚膜。三菱的M57956L，M57959L等驅動厚膜。EXB841和EXB851用于驅動600V/400A和1200V/300A以下IGBT模塊。EXB840/841最大開關頻率40KHz，信號延遲最大1EXB850/851最大開關頻率10KHz，信號延遲最大4.使用EXB系列厚膜驅動電路時，與IGBT的連接線用雙絞線，長度不要超過1米。柵極電阻300A3.3,200A5,150A8.2200A12。柵極電阻小，柵電容放電快，開關時間短，開關損耗低。但發生短路時或續流二極管管斷期間，施加在集電極-柵極電容上的di/dt和dvdt可能引起IGBT的誤導通，或在柵極驅動電路中產生震蕩。此外，柵極電阻較小時，使IGBT開通di/dt變大，引起較高的dvdt，增加續流二極管恢復時間的浪涌電壓；反之

圖11EXB841膜驅動電路內部電路原理圖工作原理：a).正常開通過程：當光耦二極管導通時，T2截止，D點高電平，T4導通，T5截止。T1截止，電源經R3向C2充電，充電時間常數過電流保護圖17B點電位上升，由零升到13V的時間為由于IGBT已在1導通，6腳電位箝制在8V，即C點電位8V。b).正常關斷過程：光耦截止，T2導通，T4截止，T5導通，IGBT柵極電荷經T5迅速放電，IGBT截止，加負5V使IGBT可靠截止。c).保護動作：正常導通時，C點電位8V，W2不被擊穿，T3不導通，E點電位保持20V，二極管D1截止。若發生短路，二極管D2截止，C點電位開始上升；至13V時，W2擊穿，T3導通，C4通過R7放電，E點電位逐漸下降，二極管D1導通，D點電位也逐漸下降，緩慢關斷IGBT。發生過流后的動作時間：C點電位由8V上升至13V的時間E點由20V下降到3.6V的時間式中:這種狀態直到控制信號使光耦截止，IGBT截止。T1導通使C2迅速放電，T3截止，20V電源通過R8對C4充電，時間常數為則E點由3.6V充至19V的時間保護動作后需，EXB841完全恢復的正常狀態。

4、保護電路過流與短路保護：保護變頻器內功率器件，器件中流過的電流大于額定值時，極易使管芯結溫增高，過流與短路保護的響應必須在10微秒內完成。過流大多是指某種原因引起負載過載，短路是指橋臂直通，或主電壓經開關IGBT的無負載回路。（1）過流保護：小功率的變頻器（5.5kW以下），直接串電阻檢測變頻器的輸出電流，響應快無延遲，電路簡單，檢測電路和主電路不隔離，電阻上有功耗。中等功率的變頻器（7.5~37kW）分流電阻內置在模塊基板上，精度高，可檢測過流和短路電流。大功率變頻器用霍爾器件（2）短路保護：通過檢測IGBT的VCE壓降實現。（3）過載過載保護功能是保護電動機過載的，同樣也保護變頻器。從根本上說，對電動機和變頻器進行過載保護的目的，是使電動機和變頻器不因過熱而燒壞。因此，進行保護的主要依據便是電動機和變頻器的溫升不應超過其額定值。

(a)發熱保護的反時限特性

電動機的熱保護功能具有反時限特性。即電動機的過載電流越大，允許過載的時間越短，保護動作的時間也越短。

例如，當運行電流為額定電流的105%時，可維持5.8min后才進行保護跳閘；當運行電流為額定電流的150%時，運行1min就需進行保護跳閘；而當運行電流為額定電流的180%時，允許的持續運行時間只有36s（0.6min），如圖1所示。

圖18

過載保護的反時限特性(b)溫升與頻率的關系

電動機的發熱與頻率的關系

電動機在低頻運行時，由于散熱情況變差，故電機的發熱比較嚴重。即在IN=100%IMN的情況下，其穩定溫升也會超過電動機的允許溫升。(

IN-變頻器額定電流；IMN電動機額定電流）圖19

低頻時的發熱曲線

溫升曲線

例如，在圖2中，當頻率fX=50Hz、IN=100%IMN時，其溫升曲線為曲線①；而當頻率fX=20Hz、IN=100%IMN時，其溫升曲線為曲線②。允許運行的時間將縮短為t’。

變頻器的電子熱保護功能

電子熱保護的特點：

根據電動機發熱的上述規律，所有的變頻器都配置了電子熱保護功能，其熱保護曲線如圖3所示。主要特點有：

①

具有反時限特性；

②

在不同的運行頻率下有不同的保護曲線，如圖3所示：當頻率為50Hz、運行電流為150%IMN時，允許連續運行的時間較長，為t1；當頻率為20Hz時，允許連續運行的時間縮當頻率為20Hz時，允許連續運行的時間縮短為t2；而當頻率為10Hz時，允許連續運行的時間進一步縮短為t3。可見，頻率越低，允許連續運行的時間越短。

圖20

電子熱保護曲線

電子熱保護功能的預置

在實際應用中，變頻器的容量和電動機容量之間的配用情況不是固定的。例如，對于長期不變的負載，一臺55kVA的變頻器配用的電動機應該是37kW。但對于變動負載、斷續負載和短時負載，由于電動機是允許短時間過載的，而變頻器則不能。因此，也可能配用22kW甚至15kW的電動機。

針對這種情況，在預置電子熱保護功能時，必須預置“電流取用比”：式中：變頻器將根據用戶所預置的電流取用比，來決定進行保護跳閘的時間。過載次數：每小時6次，間隔時間為10分鐘。（3）PTC熱敏電阻保護電動機檢測，故障，自由停車。為電動機的額定電流為變頻器的額定電流（4）過壓和欠壓

VD＝(380/1.732)2.34=513VVD1＝(418/1.732)2.34=565VVD2＝(323/1.732)2.34=436V制動開啟電壓690~720V。直流母線欠壓點：300~450V故障，自由停車；限時電源恢復再起動，自由停車；CPU運行中電源恢復再起動；減速運行，維持母線電壓。電力系統中高壓某相瞬時接地是常見故障，如110kV高壓A相瞬時接地，引起110kV有8.6kV的瞬時下降，反映到6000V有469V下降，380V有30V的下降，可能會引起變頻器跳閘。可將欠壓動作時間延長，以躲過外電網瞬間接地故障。

過電壓650V~750V，可設為有效、無效或改變。制動開啟電壓690~720V，也可改變，但一定比過電壓低。（4）過熱：溫度繼電器：居里效應熱敏電阻：可連續測溫顯示。（5）接地零序電流互感器在直流側安裝霍爾器件（6）輸入/輸出缺相保護接地故障原理電路圖

二、變頻器的日常維護目的：延長使用壽命。變頻器在長期運行中，由于溫度、濕度、灰塵、振動等使用環境的影響內部元件會發生變化或老化。1、使用環境對變頻器的影響：溫度-10度40度，運行環境溫度過高會影響電阻、半導體器件、電解電容和風機等許多部件的使用壽命，這些部件的壽命通常與環境溫度是指數相關的，如工作溫度每降低10℃，電解電容的使用壽命就延長1倍。保證散熱風機可靠正常工作對于延長變頻器的使用壽命有著非常重要意義。

濕度90%無結露，影響爬電距離，降低變頻器內部的絕緣引起放電擊穿，導致PCB板發霉進而發生導線霉斷或接插件接觸不良，還會加速銅排和金屬結構件氧化，導致主回路或動力端子排接觸不良。電源電壓323~418V電壓低（436VDC）電流增大，IGBT易過流；電壓高（564VDC）脈沖尖峰高，IGBT易擊穿。2、輸入電網突波或浪涌電壓太高

輸入電壓突波的主要成因有雷電直接擊中電網，電網中大感性負載分斷，大型功率因數補償器分合閘，同一段電網中有大的直流電機負載，負載短路電源跳閘，電源線絕緣不良打火等諸種。輸入突波電壓或浪涌電壓會造成變頻器輸入整流模塊的致命損壞。由于電網電壓突波來自于外部，變頻器本身無法作主動性保護，只能作被動保護，保護的主要辦法為在變頻器電源進線側加裝金屬氧化物壓敏電阻和高頻吸收電容，在整流模塊上加裝吸收電容或靜電放電管。變頻器的輸入突波電壓保護通常總是按照某固定的標準的，能滿足絕大多數應用場合的需求，但是并不適合少數極端應用環境。如果在日常檢查中發現變頻器壓敏電阻有損壞情況，或調查發現以前發生過前級自動開關跳脫事件，則需要考慮外部加裝浪涌吸收器和快速熔斷器。灰塵沉積在變頻器內空氣潮濕時可能短路。環境太臟還會破環風機葉輪的動平衡，引起風機額外的振動，這會大大縮短風機軸承的使用壽命。環境中含腐蝕性氣體，環境太臟或太油對PCB板和小型電子元器件的損害較大，會顯著降低變頻器的使用壽命。

震動對一些重量比較大而重心又比較高的元件使其松動脫焊，特別是均壓電阻脫焊后，會產生嚴重后果。3、元件的老化對變頻器的影響影響有好、有壞，對半導體器件，老化后參數更穩定；但也可能使一些元件的參數劣化，如有缺陷的元件，將失效；電容容量降低，噪聲增大、風機散熱變差等。4、變頻器日常維護的內容（1）運行參數是否在規定范圍內，電源電壓是否正常？（2）變頻器操作面板顯示是否正常，儀表指示是否正確，是否有振動、震蕩現象？（3）冷卻風扇是否運轉正常，有無異常聲響？（4）變頻器和電動機是否有異常噪聲，異常震動及過熱現象？（5）變頻器及引出電纜是否過熱、變色、變形、異味、噪聲等？（6）變頻器的周圍環境是否符合標準規范，溫度和濕度是否正常？5、定期檢查用戶根據環境情況，每3~6個月對變頻器進行一次定期檢查，操作注意安全。檢查和處理內容：（1）輸入、輸出端子和銅排是否過熱變色、變形、螺釘是否松動？（2）控制回路端子螺釘是否松動？（3）主回路的絕緣是否滿足要求？500V搖表對R、S、T、P、N、DB、U、V、W和PE之間的絕緣在5以上，控制電路不測試。（4）電解電容是否膨脹、漏液？（5）用干燥的壓縮空氣吹去電路板、散熱器風道上的粉塵。（6）長期不用的變頻器，進行充電老化。方法是用調壓器慢慢升壓至額定電壓，時間2小時以上。無需帶負載，每年至少一次。6、零部件更換（1）冷卻風機3年更換。（2）直流側電解電容5年更換。（3）電路板上的電容7年更換。過流、短路對變頻器壽命影響最大，短路可能是電機相間短路，電機對地短路，電機電纜線絕緣不良或表皮磨破對地短路造成的。變頻器的逆變模塊IGBT對短路過流的耐受時間非常之短，通常不允許短路時間超過10μS，因此變頻器都有非常快速的過流檢測和保護電路，但是盡管如此，由于短路時的電流值很大（約為額定值的10倍），會令半導體器件承受巨大應力，一般半導體廠商都認為短路過流是不能周期性重復的，而且短路過流保護具有概率特性，即短路過流保護不是100%成功的。頻繁輸出短路尤其是輸出對地短路對變頻器會造成非常致命的損害，所以需要日常檢查電機和電機電纜線的絕緣狀況，才能保障設備正常可靠地運行。為確保變頻器可靠連續地運行，延長變頻器的使用壽命，關鍵在于日常維護保養。同時應當從維護保養中發現的問題出發，針對外部使用環境、電網質量等方面改進實際應用中的不良影響進行及時準確地處理。

三、變頻器故障分析（一）變頻器的生產流程硬件高度集成化，功能軟件化，為提高可靠性，元器件老化。電路板的檢測：成品板進行X射線分層法?二維圖像?三位激光厚度測量或三位激光成像測量等工藝檢測。還需檢查所有的焊點和接頭等。元器件的布局和上焊料的位置是由二維圖像檢查，也有通過電視攝像機?掃描儀進行圖像自動跟蹤分析檢測。焊點的測量也采用激光厚度測量獲三位激光成像完成。變頻器優化設計和冗余，也不能完全排除一些元器件會受環境的影響而導致性能降低引發故障。（二）典型失效率曲線規定失效率偶發故障期初期故障磨損故障使用年限2?變頻器的生產流程

3?典型失效率曲線

（三）變頻器故障的主要類型大致分為參數設置故障?過電流和過載類故障?過電壓和欠電壓類過障?綜合故障等。1、參數設置故障：（1）電機參數矢量控制變頻器需設置電機參數：電機功率?電流?電壓?轉速?功率因數。這些參數應與電機銘牌參數一致，否則就會使控制精度降低或變頻器工作不正常。（2）控制參數控制方式有頻率(速度)控制?轉矩控制?PID控制方式。每一種控制方式都對應一組參數設定，如果設定不正確，變頻器工作不正常。（3）變頻器的頻率給定方式和起動方式二?變頻器的主要類型

1?參數設置故障：

面板給定?端子給定或計算機通信給定。2、過電流和過載類故障：過電流和過載故障是變頻器的常見故障，其原因是各種各樣的。故障類型可分為加速過電流?減速過電流?恒速過電流，過載包括變頻器過載和電機過載。（1）外部原因a、由于電機的負載突變引起大的沖擊電流使過電流動作[一般變頻器的過電流定額為2IN];b、變頻器輸出缺相；c、電機和電纜絕緣損壞，造成相間、匝間短路或接地；d、電磁干擾：過電流保護誤動作；無規律的出現過電流保護；e、電機線圈和外殼之間，電機電纜和大地之間存在較大的寄生電容，通過寄生電容會有高頻漏電流流向大地；2?過電流和過載類故障：

f、變頻器輸出側接有功率因數校正電容；g、變頻器容量選擇不當與負載不匹配等。h、產生轉子軸電流和轉子軸電壓等（2）變頻器內部原因：a、參數設置不當：加、減速時間過短、轉矩提升過大；b、變頻器內部故障：二極管、IGBT或其它元件損壞；c、電流檢測霍爾器件故障；3?過電壓和欠電壓類過障：欠電壓(323VAC)436VDC、過電壓(418VAC)564VDC，加速過電壓690V~720VDC(511VAC~533VAV)。4?變頻器輸出不平衡故障在實際維修中U、V、W輸出不平衡可分為三種情況:

(1)變頻器顯示器顯示：輸出缺相，如排除檢測電路故障，則通3?過電壓和欠電壓類過障：

4?綜合性故障:過直接檢查IGBT模塊和驅動電路，結論為IGBT模塊損壞，同時驅動電路也有問題。通過更換IGBT模塊和驅動電路上元器件如光耦,PNP,NPN一對驅動晶體管,電解電容,穩壓管等基本能解決問題。

(2)變頻器輸出U、V、W之間相差100V左右，(輸出380V為例)驅動電路中S1~S6中間的某一路驅動電路無驅動電壓和驅動信號波形不正常,通過測量找出問題。解決辦法為檢查驅動電路電壓是否正常，光耦是否壞了，電解電容是否漏液等。通過示波器測量6路波形符合技術要求，問題也就可解決了。

（3）還有另一種現象是變頻器U、V、W三相輸出交流電壓之間相差大于3%，雖然能使用，但是不能長期使用和大負載使用。這主要是驅動電路S1~S6之間主要器件不對稱所至，如IGBT的技術參數，穩壓管的參數，電容的液枯,漏液和漏電等，6路驅動電路上器件的耗損使其參數上有一定的差別，導致變頻器輸出U、V、W之間產生微小的電位差。上述情況雖然能使用，但是技術上是不能容許的。

5、綜合性故障:涉及多方面的因素的故障，主要涉及控制板上的問題，其原因比較復雜。實際上主回路在高電壓?大電流工作，溫度也比較高，故障的概率最高，據統計變頻器主回路的故障，占整個故障的70%以上。對于控制板上的故障，一般用換件的方式解決。6?其他故障：（1）過熱保護（2）漏電斷路器：電機和機械設備已經可靠接地，漏電斷路器的設定值是按工頻漏電流的標準設定的。在變頻調速系統中，會產生高頻漏電流和工頻漏電流兩部分，造成不平衡分量加大，在變頻器電源側安裝的漏電斷路器會產生誤動作。變頻器回路中應選用中靈敏度（30~1000mA），延時型（動作時間在0.1~2s之間）的漏電斷路器。必要時，加裝隔離變壓器?輸入電抗器抑制諧波干擾，或降低變頻器的載波頻率，減小分布電容造成的干擾。（3）變頻器的載波頻率：變頻器的載波頻率是可調的，實際調整時，若載波頻率設定不當造成變頻器異常，損壞變頻器。載波頻率越高，變頻器損耗越大，如果環境溫度也高，變頻器可能過熱保護，嚴重時損壞變頻器。載波頻率較高時，變頻器的輸出波形好，但輸出電壓的變化率增大，當變頻器和電機之間的電纜較長時，對地寄生電容以相應增大，對電機絕緣造成威脅。載波頻率過低時，電機損耗增大，溫度增高。不論載波頻率過高或過低，都會有利有弊，在實際應用中予以綜合考慮。5?其他故障：

（四）變頻器故障判斷及處理

1、逆變功率模塊的損壞

1.1判斷

逆變功率模塊主要有IGBT、IPM等，檢查外觀是否已炸開，端子與相連印制板是否有燒蝕痕跡。用萬用表查C-E、G-C、G-E是否已通，或用萬用表測P對U、V、W和N對U、V、W電阻是否有不一致，以此判斷是哪一功率器件損壞。

1.2損壞的原因查找

（1）器件本身質量不好。

（2）外部負載有嚴重過電流、不平衡，電動機某相繞阻對地短路，有一相繞阻內部短路，負載堵轉，相間擊穿，輸出電線有短路或對地短路。

（3）負載上接了電容，或因布線不當對地電容太大，使功率管有沖擊電流。

（4）用戶電網電壓太高，或有較強的瞬間過電壓，造成過壓損壞。

（5）機內功率開關管的過電壓吸收電路有損壞，造成不能有效吸收過電壓而使IGBT損壞。

（6）濾波電容因日久老化，容量減少或內部電感變大，對母線的過壓吸收能力下降，造成母線上過電壓太高而損壞IGBT。正常運行時，母線上的過電壓是逆變開關器件脈沖關斷時，母線回路的電感儲能感應而來的。

（7）IGBT或IPM功率器件的前級光電隔離器件因擊穿導致功率器件也擊穿，或因在印制板隔離器件部位有塵埃、潮濕造成打火擊穿，導致IGBT、IPM損壞。

（8）不適當的操作，或產品設計軟件中有缺陷，在干擾和開機、關機等不穩定情況下引起上下兩功率開關器件瞬間同時導通。

（9）雷擊、房屋漏水入侵，異物進入、檢查人員誤碰等意外。

（10）經維修更換了濾波電容器，因該電容質量不好，或接到電容的線比原來長了，使電感量增加，造成母線過電壓幅度明顯升高。

（11）前級整流橋損壞，由于主電源前級進入了交流電，造成IGBT、IPM損壞。

（12）修理更換功率模塊，因沒有靜電防護措施，在焊接操作時損壞了IGBT。或因修理中散熱、緊固、絕緣等處理不好，導致短時使用而損壞。

（13）并聯使用IGBT，在更換時沒有考慮型號、批號的一致性，導致各并聯元件電流不均而損壞。

（14）變頻器內部保護電路（過電壓、過電流保護）的某元件損壞，失去保護功能。

（15）變頻器內部某組電源，特別是IGBT驅動級+、-電源損壞，改變了輸出值或兩組電源間絕緣被擊穿。1.3更換

只有查到損壞的根本原因，并首先消除再次損壞的可能，才能更換逆變模塊，否則換上去的新模塊會再損壞。

（1）IGBT同絕緣柵場效應管一樣要避免靜電損壞。在裝配焊接中防止損壞的根本措施是，把要修理的機器、IGBT模塊、電烙鐵、人、操作工作臺墊板等全部用導線連接起來，使得在同一電場電位下進行操作，全部連接的公共點如能接地就更好。特別是電烙鐵頭上不能帶有市電高電位，示波器電源要用隔離良好的變壓器隔離。IGBT模塊在未使用前要保持控制極G與發射極E接通，不得隨意去掉該器件出廠前的防靜電保護G-E連通措施。

（2）功率模塊與散熱器之間涂導熱硅脂，保證涂層厚度0.1~0.25mm，接觸面80%以上，緊固力矩按緊固螺釘大小施加（M413kg·cm，M517kg·cm，M622kg·cm），以確保模塊散熱良好。

（3）機器拆開時，要對被拆件、線頭、零件做好筆記。再裝配時處理好原裝配上的各類技術措施，不得簡化、省略。例如，輸入的雙絞線、各電極連接的電阻阻值、絕緣件、吸收板或吸收電容都要維持原樣；要對作了修焊的驅動印制板進行清潔和防止爬電的涂漆處理，以及保證絕緣可靠，更不要少裝和錯裝零部件。（4）并聯模塊要求型號、編號一致，在編號無法一致時，要確保被并聯的全部模塊性能相同。

（5）對因炸機造成銅件的缺損，要把毛刺修圓砂光，避免因過電壓發生尖端放電而再次損壞。1.4更換模塊后的通電

經常會更換模塊后，一通電又燒毀了。為防止此類事故，一般在變頻器的直流主回路里串入一電阻，電阻阻值為1~2k，功率50W以上，由于電阻的限流作用，即使故障開機也不會損壞模塊。空載時流過電阻的電流小，壓降也小，可做空載檢查。一般只要空載運行正常，去掉電阻大都會正常。

限流電阻的接法與位置2、整流橋的損壞

2.1判斷

用萬用表電阻擋即可判斷，對并聯的整流橋要松開連接件，找到壞的二極管。2.2損壞原因查找

（1）器件本身質量不好。

（2）后級電路、逆變功率開關器件損壞，導致整流橋流過短路電流而損壞。（3）電網電壓太高，電網遇雷擊和過電壓浪涌。電網內阻小，過電壓保護的壓敏電阻已經燒毀不起作用，導致全部過壓加到整流橋上。

（4）變頻器與電網的電源變壓器太近，中間的線路阻抗很小，變頻器沒有安裝直流電抗器和輸入側交流電抗器，使整流橋處于電容濾波的高幅度尖脈沖電流的沖擊狀態下，致使整流橋過早損壞。

（5）輸入缺相，使整流橋負擔加重而損壞。

2.3更換

（1）找到引起整流橋損壞的根本原因，并消除，防止換上新整流橋又發生損壞。

（2）更換新整流橋，對焊接的整流橋需確保焊接可靠。確保與周邊元件的電氣安全間距，用螺釘聯接的要擰緊，防止接觸電阻大而發熱。與散熱器有傳導導熱的，要求涂好硅脂降低熱阻。

（3）對并聯整流橋要用同一型號、同一廠家的產品以避免電流不均勻而損壞3、濾波電解電容器損壞

3.1判斷

出現外觀炸開、鋁殼鼓包、塑料外套管裂開，流出了電解液、保險閥開啟或被壓出，小型電容器頂部分瓣開裂，接線柱嚴重銹蝕，蓋板變形、脫落，說明電解電容器已損壞。用萬用表測量開路或短路，容量明顯減小，漏電嚴重（用萬用表測最終穩定后的阻值較小）。

3.2找出電容損壞原因

（1）器件本身質量不好（漏電流大、損耗大、耐壓不足、含有氯離子等雜質、結構不好、壽命短）。

（2）濾波前的整流橋損壞，有交流電直接進入了電容。

（3）均壓電阻損壞，均壓不均造成某電容首先擊穿，隨后發生相關其他電容也擊穿。

（4）電容安裝不良，如外包絕緣損壞，外殼連到了不應有的電位上，電氣連接處和焊接處不良，造成接觸不良發熱而損壞。（5）散熱環境不好，使電容溫升太高，日久而損壞。

3.3電容的更換

（1）更換濾波電解電容器最好選擇與原來相同的型號，在一時不能獲得相同的型號時，必須注意以下幾點：耐壓、漏電流、容量、外形尺寸、極性、安裝方式應相同，并選用能承受較大紋波電流，長壽命的品種。

（2）更換拆裝過程中注意電氣連接（螺釘聯接和焊接）牢固可靠，正、負極不得接錯，固定用卡箍要能牢固固定，并不得損壞電容器外絕緣包皮，分壓電阻照原樣接好，并測量一下電阻值，應使分壓均勻。

（3）已放置一年以上的電解電容器，應測量漏電流值，不得太大，裝上前先行加直流電老化，直流電先加低一些，當漏電流減小時，再升高電壓，最后在額定電壓時，漏電流值不得超過標準值。（4）因電容器的尺寸不合適，而修理替換的電容器只能裝在其他位置時，必須注意從逆變模塊到電容的母線不能比原來的母線長，兩根+、-母線包圍的面積必須盡量小，最好用雙絞線方式。這是因為電容連接母線延長或+、-母線包圍面積大會造成母線電感增加，引起功率模塊上的脈沖過電壓上升，造成損壞功率模塊或過電壓吸收器件損壞。在不得已的情況下，另將高頻高壓的浪涌吸收電容器用短線加裝到逆變模塊上，幫助吸收母線的過電壓，彌補因電容器連接母線延長帶來的危害。

4、風機的損壞

4.1風機的損壞判斷

（1）測量風機電源電壓是否正常，如風機電源不正常，首先要修好風機電源。

（2）確認風機電源正常后風機如不轉或慢轉，則風機已損壞，需更換。4.2損壞原因查找

（1）風機本身質量不好，線包燒毀、局部短路，直至風機的電子線路損壞，或風機引線斷路、機械卡死、含油軸承干涸、塑料老化變形卡死。

（2）環境不良，有水汽、結露、腐蝕性氣體、臟物堵塞、溫度太高使塑料變形。

4.3風機的更換

（1）更換新風機最好選擇原型號或比原型號性能優越的風機，同樣尺寸的風機包含很多種風量和風壓品種。

（2）風機的拆卸有很多情況要牽動變頻器內部機芯，在拆卸時要做好記錄和標識，防止裝回原樣時發生錯誤。有的設計已充分考慮到更換方便性，此時要看清楚，不要盲目大拆、大動。

（3）風機在安裝螺釘時，力矩要合適，不要因過緊而使塑料件變形和斷裂，也不能太松而因振動松脫。風機的風葉不得碰風罩，更不得裝反風機。

（4）選用風機時注意風機軸承是滾珠軸承的為好，含油軸承的機械壽命短。就單純軸承壽命而言，使用滾珠軸承時風機壽命會高5~10倍。

（5）風機裝在出風口承受高溫氣流，其風葉應用金屬或耐溫塑料制成，不得使用劣質塑料，以免變形。

（6）電源連接要正確良好，轉子風葉不得與導線相摩擦，裝好后要通電試一下。

（7）清理風道和散熱片的堵塞物很重要，不少變頻器因風道堵塞而發生過熱保護或損壞。

5、開關電源的損壞

5.1開關電源損壞的判斷

（1）有輸入電壓，而無開關電源輸出電壓，或輸出電壓明顯不對。

（2）開關電源的開關管、變壓器印制板周邊元件，特別是過電壓吸收元件有外觀上可見的燒黃、燒焦，用萬用表測開關管等元件已損壞。

（3）開關變壓器漆包線長期在高溫下使用，出現發黃、焦臭、變壓器繞阻間有擊穿、變壓器繞阻特別是高壓線包有斷線、骨架有變形和跳弧痕跡。

5.2查找開關電源損壞原因

（1）開關電源變壓器本身漏感太大。運行時一次繞阻的漏感造成大能量的過電壓，該能量被吸收的元件（阻容元件、穩壓管、瞬時電壓抑制二極管）吸收時