摘要：本文以風(fēng)光牌變頻調(diào)速器為例，介紹了變頻器的故障排除及維修知識(shí)，為廣大的風(fēng)光牌變頻器用戶及維修人員提供一點(diǎn)使用常識(shí)，供大家參考。 關(guān)鍵詞： 變頻器 維修 故障排除 Abstract:This paper introduce the knowledge of fault clearance and maintaining of Inverter taking Fengguang Inverter as an example, and provide some general knowledges forFengguang Inverter user and maintaining personnel to to use the commonsense , provide everyone with the reference. Keyword: Inverter　　 Maintenance Fault clearance 引言：IGBT變頻調(diào)速器，自研制開(kāi)發(fā)投入市場(chǎng)以來(lái)，以其優(yōu)越的調(diào)速性能，可觀的節(jié)能量已為廣大的電機(jī)用戶所接受，正以每年大規(guī)模的銷售量走向社會(huì)，為電力、建材、石油、化工、煤礦等各行業(yè)的發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，其用戶群已遍布生產(chǎn)的各行各業(yè)，成為廣大用戶所喜愛(ài)的產(chǎn)品。 　 但是，任何事情都有一分為二的方面，產(chǎn)品的作用雖大，也有其缺憾的地方，特別在生產(chǎn)的運(yùn)行中，因?yàn)橐稽c(diǎn)點(diǎn)故障、一些不可欲知的問(wèn)題，往往也給生產(chǎn)帶來(lái)較大的損失，甚至于停產(chǎn)待修。這種情況在生產(chǎn)相對(duì)緊張、效益較高的場(chǎng)合，矛盾尤其突出。因此為了幫助客戶正確地判斷變頻器運(yùn)行當(dāng)中的一些問(wèn)題，迅速的進(jìn)行一些相關(guān)的處理，對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)及運(yùn)作無(wú)疑將是很有意處的。 這里筆者結(jié)合自己在長(zhǎng)期的售后服務(wù)工作中經(jīng)歷的一些常見(jiàn)故障及處理方法，提出來(lái)與廣大的用戶及維修工作者進(jìn)行探討，以期把該產(chǎn)品使用得更好，更切實(shí)的為顧客服務(wù)。 一、變頻器運(yùn)行中有故障代碼顯示的故障 在變頻器的使用說(shuō)明書(shū)中，有一欄具體闡述了變頻器有故障代碼顯示的故障，具體見(jiàn)表一。 [ALIGN=CENTER] 注： ◆ I。、V。分別是輸出額定電流、輸入額定電壓,Vin是輸入電壓。[/ALIGN] 現(xiàn)就這幾種情況作一下分析。 （一）、短路保護(hù) 若變頻器運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)短路保護(hù)，停機(jī)后顯示“0”，說(shuō)明是變頻器內(nèi)部或外部出現(xiàn)了短路因素。這有以下幾方面的原因： 1、負(fù)載出現(xiàn)短路 這種情況下如果把負(fù)載甩開(kāi)，即將變頻器與負(fù)載斷開(kāi)，空開(kāi)變頻器，變頻器應(yīng)工作正常。這時(shí)我們用兆歐表（或稱搖表）測(cè)量一下電機(jī)絕緣，電機(jī)繞組將對(duì)地短路，或電機(jī)線及接線端子板絕緣變差，此時(shí)應(yīng)檢查電機(jī)及附屬設(shè)施。 2、變頻器內(nèi)部問(wèn)題 如果上述檢測(cè)后負(fù)載無(wú)問(wèn)題，變頻器空開(kāi)仍出現(xiàn)短路保護(hù)，這是變頻器內(nèi)部出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)予以排除。如下圖1示。 逆變橋的模塊當(dāng)中，若IGBT的某一個(gè)結(jié)擊穿，都會(huì)形成短路保護(hù)，嚴(yán)重的若橋臂擊穿，甚至于送不上電，前面的斷路器將跳閘。這種情況一般只允許再送一次電，以免故障擴(kuò)大，造成更大的損失，應(yīng)聯(lián)系廠家進(jìn)行維修。 3、變頻器內(nèi)部干擾或檢測(cè)電路有問(wèn)題 有些機(jī)子內(nèi)部干擾也易造成此類問(wèn)題，此時(shí)變頻器并無(wú)太大的問(wèn)題，只是不間斷的、無(wú)規(guī)律的出現(xiàn)短路保護(hù)，即所謂的誤保護(hù)，這就是干擾造成的。 變頻器的短路保護(hù)一般是從主回路的正負(fù)母線上分流取樣，用電流傳感器經(jīng)主控板的檢測(cè)傳至主控芯片進(jìn)行保護(hù)的，因此這些環(huán)節(jié)上任何一處出現(xiàn)問(wèn)題，都可能造成故障停機(jī)。 對(duì)于干擾問(wèn)題，現(xiàn)低壓大功率的及中高壓變頻器都加了光電隔離，但也有出現(xiàn)干擾的，主要是電流傳感器的控制線走線不合理，可將該線單獨(dú)走線，遠(yuǎn)離電源線、強(qiáng)電壓、大電流線及其他電磁輻射較強(qiáng)的線，或采用屏蔽線，以增強(qiáng)抗干擾能力，避免出現(xiàn)誤保護(hù)。 對(duì)于檢測(cè)電路出現(xiàn)的問(wèn)題，一般是電流傳感器、取樣電阻或檢測(cè)的門(mén)電路問(wèn)題。電流傳感器應(yīng)用示波器檢測(cè)，其正常波形應(yīng)如圖2示。 逆變橋的模塊當(dāng)中，若IGBT的某一個(gè)結(jié)擊穿，都會(huì)形成短路保護(hù)，嚴(yán)重的若橋臂擊穿，甚至于送不上電，前面的斷路器將跳閘。這種情況一般只允許再送一次電，以免故障擴(kuò)大，造成更大的損失，應(yīng)聯(lián)系廠家進(jìn)行維修。 3、變頻器內(nèi)部干擾或檢測(cè)電路有問(wèn)題 有些機(jī)子內(nèi)部干擾也易造成此類問(wèn)題，此時(shí)變頻器并無(wú)太大的問(wèn)題，只是不間斷的、無(wú)規(guī)律的出現(xiàn)短路保護(hù)，即所謂的誤保護(hù)，這就是干擾造成的。 變頻器的短路保護(hù)一般是從主回路的正負(fù)母線上分流取樣，用電流傳感器經(jīng)主控板的檢測(cè)傳至主控芯片進(jìn)行保護(hù)的，因此這些環(huán)節(jié)上任何一處出現(xiàn)問(wèn)題，都可能造成故障停機(jī)。 對(duì)于干擾問(wèn)題，現(xiàn)低壓大功率的及中高壓變頻器都加了光電隔離，但也有出現(xiàn)干擾的，主要是電流傳感器的控制線走線不合理，可將該線單獨(dú)走線，遠(yuǎn)離電源線、強(qiáng)電壓、大電流線及其他電磁輻射較強(qiáng)的線，或采用屏蔽線，以增強(qiáng)抗干擾能力，避免出現(xiàn)誤保護(hù)。 對(duì)于檢測(cè)電路出現(xiàn)的問(wèn)題，一般是電流傳感器、取樣電阻或檢測(cè)的門(mén)電路問(wèn)題。電流傳感器應(yīng)用示波器檢測(cè)，其正常波形應(yīng)如圖2示。 [/ALIGN=CENTER][/ALIGN] 5、在多單元并聯(lián)的變頻器中，若某一單元出現(xiàn)問(wèn)題。勢(shì)必使其他單元承擔(dān)的電流大，造成單元間的電流不平衡，而出現(xiàn)過(guò)流或短路保護(hù)。因此對(duì)于多單元并聯(lián)的變頻器，應(yīng)首先測(cè)其均流情況，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)查找原因，排除故障。各單元的均流系數(shù)應(yīng)不大于5%。 （二）、過(guò)流保護(hù) 變頻器出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)，代碼顯示“1”，一般是由于負(fù)載過(guò)大引起，即負(fù)載電流超過(guò)額定電流的1.5倍即故障停機(jī)而保護(hù)。這一般對(duì)變頻器危害不大，但長(zhǎng)期的過(guò)負(fù)荷容易引起變頻器內(nèi)部溫升高，元器件老化或其他相應(yīng)的故障。 這種保護(hù)也有因變頻器內(nèi)部故障引起的，若負(fù)載正常，變頻器仍出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)，一般是檢測(cè)電路所引起，類似于短路故障的排除，如電流傳感器、取樣電阻或檢測(cè)電路等。該處傳感器波形如圖4示，其包絡(luò)類似于正弦波，若波形不對(duì)或無(wú)波形，即為傳感器損壞，應(yīng)更換之。 過(guò)流保護(hù)用的檢測(cè)電路是模擬運(yùn)放電路，如圖5示。 在靜態(tài)下，測(cè)A點(diǎn)的工作電壓應(yīng)為2.4V，若電壓不對(duì)即為該電路有問(wèn)題，應(yīng)查找原因予以排除。R4為取樣電阻，若有問(wèn)題也應(yīng)更換之。 　　過(guò)流保護(hù)的另一個(gè)原因就是缺相。當(dāng)變頻器輸入缺相時(shí)，勢(shì)必引起母線電壓降低，負(fù)載電流加大，引起保護(hù)。而當(dāng)變頻器輸出端缺相時(shí)，勢(shì)必使電機(jī)的另外兩相電流加大而引起過(guò)流保護(hù)。所以對(duì)輸入及輸出都應(yīng)進(jìn)行檢查，排除故障。 （三）、過(guò)、欠壓保護(hù) 變頻器出現(xiàn)過(guò)、欠壓保護(hù)，大多是由于電網(wǎng)的波動(dòng)引起的，在變頻器的供電回路中，若存在大負(fù)荷電機(jī)的直接啟動(dòng)或停車(chē)，引起電網(wǎng)瞬間的大范圍波動(dòng)即會(huì)引起變頻器過(guò)、欠壓保護(hù)，而不能正常工作。這種情況一般不會(huì)持續(xù)太久，電網(wǎng)波動(dòng)過(guò)后即可正常運(yùn)行。這種情況的改善只有增大供電變壓器容量，改善電網(wǎng)質(zhì)量才能避免。 當(dāng)電網(wǎng)工作正常時(shí)，即在允許波動(dòng)范圍（380Ｖ±20%）內(nèi)時(shí)，若變頻器仍出現(xiàn)這種保護(hù)，這就是變頻器內(nèi)部的檢測(cè)電路出現(xiàn)故障了。一般過(guò)欠壓保護(hù)的檢測(cè)電路如圖6示。 當(dāng)W1調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí)，即會(huì)使過(guò)、欠壓保護(hù)范圍變窄，出現(xiàn)誤保護(hù)。此時(shí)可適當(dāng)調(diào)節(jié)電位器，一般在網(wǎng)電380V時(shí)，使變頻器面板顯示值（運(yùn)行中按住“〈”鍵〉與實(shí)際值相符即可。當(dāng)檢測(cè)回路損壞時(shí)，如圖中的整流橋、濾波電容或R1、W1及R2中任一器件出現(xiàn)問(wèn)題，也會(huì)使該電路工作不正常而失控。如有的機(jī)子R1損壞造成開(kāi)路，使該電路P點(diǎn)得不到電壓，芯片即認(rèn)為該處檢測(cè)不對(duì)而出現(xiàn)欠壓保護(hù)。P點(diǎn)的工作點(diǎn)范圍為1.９～2.１V，即對(duì)應(yīng)其電壓波動(dòng)范圍。 對(duì)于提升機(jī)變頻器，因回饋電網(wǎng)污染，增加了隔離電路，如圖7示。 有時(shí)調(diào)節(jié)不當(dāng)也會(huì)出現(xiàn)誤保護(hù)，此時(shí)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的波動(dòng)仔細(xì)調(diào)節(jié)。因提升機(jī)負(fù)載在運(yùn)行中電網(wǎng)是波動(dòng)的，在提升重物時(shí)，電壓下降（有的可降20V），在下放時(shí)回饋電網(wǎng)電壓升高，可根據(jù)這種變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般是增大W3，減小W4，直至在穩(wěn)態(tài)下適合為止。 （四）、溫升過(guò)高保護(hù) 變頻器的溫升過(guò)高保護(hù)（面板顯示“5”），一般是由于變頻器工作環(huán)境溫度太高引起的，此時(shí)應(yīng)改善工作環(huán)境，增大周?chē)目諝饬鲃?dòng)，使其在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作。 再一個(gè)原因就是變頻器本身散熱風(fēng)道通風(fēng)不暢造成的，有的工作環(huán)境惡劣，灰塵、粉塵太多，造成散熱風(fēng)道堵塞而使風(fēng)機(jī)抽不進(jìn)冷風(fēng)，因此對(duì)變頻器內(nèi)部用戶應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行清理（一般每周一次）。也有的因風(fēng)機(jī)質(zhì)量差運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中損壞，此時(shí)應(yīng)更換風(fēng)機(jī)。 還有一種情況就是在大功率的變頻器（尤其是多單元或中高壓變頻器）中，因溫度傳感器走線太長(zhǎng)，靠近主電路或電磁感應(yīng)較強(qiáng)的地方，造成干擾，此時(shí)應(yīng)采取抗干擾措施。如采用繼電器隔離，或加濾波電容等。如圖8示。 （五）、電磁干擾太強(qiáng) 這種情況變頻器停機(jī)后不顯示故障代碼，只有小數(shù)點(diǎn)亮。這是一種比較難處理的故障。包括停機(jī)后顯示錯(cuò)誤，如亂顯示，或運(yùn)行中突然死機(jī)，頻率顯示正常而無(wú)輸出，都是因變頻器內(nèi)外電磁干擾太強(qiáng)造成的。 這種故障的排除除了外界因素，將變頻器遠(yuǎn)離強(qiáng)輻射的干擾源外，主要是應(yīng)增強(qiáng)其自身的抗干擾能力。特別對(duì)于主控板，除了采取必要的屏蔽措施外，采取對(duì)外界隔離的方式尤為重要。 首先應(yīng)盡量使主控板與外界的接口采用隔離措施。我們?cè)诟咧袎杭暗蛪捍蠊β首冾l器及提升機(jī)變頻器中采用了光纖傳輸隔離，在外界取樣電路（包括短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、溫升保護(hù)及過(guò)、欠壓保護(hù)）中采用了光電隔離，在提升機(jī)與外界接口電路中采用了PLC隔離，這些措施都有效避免了外界的電磁干擾，在實(shí)踐應(yīng)用中都得到了較好的效果。 再一點(diǎn)就是對(duì)變頻器的控制電路（主控板、分信號(hào)板及顯示板）中應(yīng)用的數(shù)字電路，如74HC14、74HC00、74HC373及芯片89C51、87C196等，應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)每個(gè)集成塊都應(yīng)加退耦電容，即如圖9示。 每個(gè)集成塊的電源腳對(duì)控制地都應(yīng)加10UF/50V的電解電容并接103（0.01UF）的瓷片電容，以減小電源走線的干擾。對(duì)于芯片，電源與控制地之間應(yīng)加電解電容10UF/50V并接105（1UF）的獨(dú)石電容，效果會(huì)更好些。筆者曾對(duì)一些干擾嚴(yán)重的機(jī)型進(jìn)行過(guò)以上處理，效果較好。 對(duì)這類故障應(yīng)逐漸積累經(jīng)驗(yàn)，不斷尋求解決途徑。有些機(jī)子使用時(shí)間太久，線路板上的濾波電容容量不夠造成濾波效果差，造成變頻器死機(jī)或失控，這種情況不太好處理，可更換一塊新線路板，一般可解決問(wèn)題。 二、變頻器的其他故障 除以上有變頻器故障代碼顯示的故障外，變頻器還有一些非顯示的故障，現(xiàn)分析如下，供大家參考。 （一）、主回路跳閘 這種故障表現(xiàn)為變頻器運(yùn)行過(guò)程中有大的響聲（俗稱“放炮”），或開(kāi)機(jī)時(shí)送不上電，變頻器控制用的斷路器或空氣開(kāi)關(guān)跳閘。這種情況一般是由于主電路（包括整流模塊、電解電容或逆變橋）直接擊穿短路所致，在擊穿的瞬間強(qiáng)烈的大電流造成模塊炸裂而產(chǎn)生巨大響聲。 關(guān)于模塊的損壞原因，是多方面的，不好一概而論?，F(xiàn)僅就筆者所遇到的幾類情況加以列舉。 1、整流模塊的損壞大多是由于電網(wǎng)的污染造成的。因變頻器控制電路中使用可控整流器（如可控硅電焊機(jī)、機(jī)車(chē)充電瓶等），使電網(wǎng)的波形不再是規(guī)則的正弦波，使整流模塊受電網(wǎng)的污染而損壞，這需要增強(qiáng)變頻器輸入端的電源吸收能力。在變頻器內(nèi)部一般也設(shè)計(jì)了該電路。但隨著電網(wǎng)污染程度的加深，該電路也應(yīng)不斷改進(jìn)，以增強(qiáng)吸收電網(wǎng)尖峰電壓的能力。 2、電解電容及IGBT的損壞主要是由于不均壓造成的，這包括動(dòng)態(tài)均壓及靜態(tài)均壓。在使用日久的變頻器中，由于某些電容的容量減少而導(dǎo)致整個(gè)電容組的不均壓，分擔(dān)電壓高的電容肯定要炸裂。IGBT的損壞主要是由于母線尖蜂電壓過(guò)高而緩沖電路吸收不力造成的。在IGBT導(dǎo)通與關(guān)斷過(guò)程中，存在著極高的電流變化率，即 　　　 　　di/dt，而加在IGBT上的電壓即為 　　U=L＊ di/dt 其中L即為母線電感，當(dāng)母線設(shè)計(jì)不合理，造成母線電感過(guò)高時(shí)，即會(huì)使模塊承擔(dān)的電壓過(guò)高而擊穿，擊穿的瞬間大電流造成模塊炸裂，所以減小母線電感是作好變頻器的關(guān)鍵。我們改進(jìn)電路采用的寬銅排結(jié)構(gòu)效果較好。國(guó)外采用的多層母線結(jié)構(gòu)值得借鑒。 3、再一個(gè)就是參數(shù)設(shè)置不合理。尤其在大慣量負(fù)載下，如離心風(fēng)機(jī)、離心攪拌機(jī)等，因變頻器頻率下降時(shí)間過(guò)短，造成停機(jī)過(guò)程電機(jī)發(fā)電而使母線電壓升高，超過(guò)模塊所能承受的界限而炸裂。這種情況應(yīng)盡量使下降時(shí)間放長(zhǎng)，一般不低于300秒，或在主電路中增加泄放回路，采用耗能電阻來(lái)釋放掉該能量。如圖10示。 R即為耗能電阻。在母線電壓過(guò)高時(shí)，使A管導(dǎo)通，使母線電壓下降，正常后關(guān)斷。使母線電壓趨于穩(wěn)定，保證主器件的安全。 4、當(dāng)然模塊炸裂的原因還有很多。如主控芯片出現(xiàn)紊亂，信號(hào)干擾造成上下橋臂直通等都容易造成模塊炸裂，吸收電路不好也是其直接原因，應(yīng)分別情況區(qū)別對(duì)待，以期把變頻器作的更好。 （二）、延時(shí)電阻燒壞 這主要是由于延時(shí)控制電路出問(wèn)題造成的。 1、在變頻器延時(shí)電路中，大多是用的晶閘管（可控硅）電路，當(dāng)其不導(dǎo)通或性能不良時(shí)，就可造成延時(shí)電阻燒壞。這主要是開(kāi)機(jī)瞬間造成的。 2、在變頻器運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，當(dāng)控制電路出現(xiàn)問(wèn)題，有的是由于主電路模塊擊穿，造成控制電路電壓下降，使延時(shí)可控硅控制電路工作異常，可控硅截止使延時(shí)電阻燒壞。也有的是控制變壓器供電回路出現(xiàn)問(wèn)題，使主控板失去電壓瞬間造成可控硅工作異常而使延時(shí)電阻燒壞。 （三）、只有頻率而無(wú)輸出 這種故障一般是IGBT的驅(qū)動(dòng)電路受開(kāi)關(guān)電源的控制的電路中，當(dāng)開(kāi)關(guān)電源或其驅(qū)動(dòng)的功率激勵(lì)電路出現(xiàn)故障時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題。如圖11示。 [ALIGN=CENTER] 圖11 圖12[/ALIGN] 在風(fēng)光變頻器中，開(kāi)關(guān)電源一般是選30～35V，±15V或±12V，功率激勵(lì)的輸出為一方波，其幅度為±35V，頻率在70K左右。檢測(cè)這幾個(gè)電壓值，用示波器測(cè)量功率激勵(lì)的輸出即可加以判別。但更換這部分器件后，應(yīng)加以調(diào)整，使驅(qū)動(dòng)板上的電壓符合規(guī)定值（+15V、-10V）為宜。 （四）、送電后面板無(wú)顯示 這主要是提升機(jī)類變頻器常出現(xiàn)的故障，因此類變頻器主控板用的電源為開(kāi)關(guān)電源，當(dāng)其損壞時(shí)即會(huì)使主控板不正常而無(wú)顯示。 這種電源大多是其內(nèi)部的熔斷器損壞造成的。因在送電的瞬間開(kāi)關(guān)電源受沖擊較大，造成保險(xiǎn)絲瞬間熔斷，可更換一個(gè)合適的熔斷器即可解決問(wèn)題。有的是其內(nèi)的壓敏電阻損壞，可更換一支新的開(kāi)關(guān)電源。 （五）頻率不上升 即開(kāi)機(jī)后變頻器只在“2.00”HZ上運(yùn)行而不上升，這主要是由于外控電壓不正常所致。變頻器的外控電壓是通過(guò)主控板的16腳端子引入的，若外控電壓不正常，或16腳的內(nèi)部運(yùn)放出了問(wèn)題，即會(huì)引起該故障。 這時(shí)請(qǐng)檢查調(diào)節(jié)頻率用的電位W2（3.9K），測(cè)量一下16腳有無(wú)0～5V的電壓，進(jìn)而檢測(cè)運(yùn)放電路C點(diǎn)工作是否正常。若16腳電壓正常，而C點(diǎn)無(wú)輸出，一般是運(yùn)放的工作電壓不正常所致，應(yīng)檢查其供電電壓是否正常或運(yùn)放是否損壞等。 三、變頻器所出現(xiàn)的故障很多，正象維修其他電器一樣，有很多是意想不到的問(wèn)題，需要我們認(rèn)真分析，弄清工作原理，逐步的把其電路學(xué)深學(xué)透，才能把握其本質(zhì)，快速而準(zhǔn)確的處理問(wèn)題，從而更快、更好的服務(wù)于用戶。 本文只是在作者維修經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)變頻器的一些常見(jiàn)故障進(jìn)行了分析探討，在工作中還需要不斷的分析、總結(jié)，積累一些常見(jiàn)的維修技巧，為用戶排憂解難。也使我們的產(chǎn)品在應(yīng)用過(guò)程中不斷改進(jìn)、升華，使其做的更好，更全面、更完善的服務(wù)于廣大的用戶，盡量少出問(wèn)題、不出問(wèn)題，出了問(wèn)題能及時(shí)解決，這正是我們的期望所在。 參考文獻(xiàn)： 1、ㄍ風(fēng)光變頻器使用說(shuō)明書(shū)》 2、王鵬飛 《變頻器世界》 2005、4 變頻器的諧波干擾干擾及防止對(duì)策》 作者簡(jiǎn)介 周加勝 男 工程師 1990年畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)電機(jī)系工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)在山東風(fēng)光電子有限公司從事變頻器的研發(fā)工作。