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變頻器常見(jiàn)故障及處理方法

變頻器由主回路、電源回路、IPM驅(qū)動(dòng)及保護(hù)回路、冷卻風(fēng)扇等幾部分組成。其結(jié)構(gòu)多為單元化或模塊化形式。由于使用方法不正確或設(shè)置環(huán)境不合理,將容易造成變頻器誤動(dòng)作及發(fā)生故障,或者無(wú)法滿足預(yù)期的運(yùn)行效果。為防患于未然,事先對(duì)故障原因進(jìn)行認(rèn)真分析尤為重要。

1、主回路常見(jiàn)故障分析

主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容器、濾波電容器、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元件組成。其中許多常見(jiàn)故障是由電解電容引起。電解電容的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內(nèi)部溫度所決定,在回路設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)選定了電容器的型號(hào),所以內(nèi)部的溫度對(duì)電解電容器的壽命起決定作用。電解電容器會(huì)直接影響到變頻器的使用壽命,一般溫度每上升10 ℃,壽命減半。因此一方面在安裝時(shí)要考慮適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度,另一方面可以采取措施減少脈動(dòng)電流。采用改善功率因數(shù)的交流或直流電抗器可以減少脈動(dòng)電流,從而延長(zhǎng)電解電容器的壽命。在電容器維護(hù)時(shí),通常以比較容易測(cè)量的靜電容量來(lái)判斷電解電容器的劣化情況,當(dāng)靜電容量低于額定值的80%,絕緣阻抗在5 MΩ以下時(shí),應(yīng)考慮更換電解電容器。

2、主回路典型故障分析

故障現(xiàn)象:變頻器在加速、減速或正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)過(guò)電流跳閘。首先應(yīng)區(qū)分是由于負(fù)載原因,還是變頻器的原因引起的。如果是變頻器的故障,可通過(guò)歷史記錄查詢?cè)谔l時(shí)的電流,超過(guò)了變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設(shè)定值,而三相電壓和電流是平衡的,則應(yīng)考慮是否有過(guò)載或突變,如電機(jī)堵轉(zhuǎn)等。在負(fù)載慣性較大時(shí),可適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間,此過(guò)程對(duì)變頻器本身并無(wú)損壞。若跳閘時(shí)的電流,在變頻器的額定電流或在電子熱繼電器的設(shè)定范圍內(nèi),可判斷是IPM模塊或相關(guān)部分發(fā)生故障。首先可以通過(guò)測(cè)量變頻器的主回路輸出端子U、V、W, 分別與直流側(cè)的P、N端子之間的正反向電阻,來(lái)判斷IPM模塊是否損壞。如模塊未損壞,則是驅(qū)動(dòng)電路出了故障。如果減速時(shí)IPM模塊過(guò)流或變頻器對(duì)地短路跳閘,一般是逆變器的上半橋的模塊或其驅(qū)動(dòng)電路故障;而加速時(shí)IPM模塊過(guò)流,則是下半橋的模塊或其驅(qū)動(dòng)電路部分故障,發(fā)生這些故障的原因,多是由于外部灰塵進(jìn)入變頻器內(nèi)部或環(huán)境潮濕引起。

3、控制回路故障分析

控制回路影響變頻器壽命的是電源部分,是平滑電容器和IPM電路板中的緩沖電容器,其原理與前述相同,但這里的電容器中通過(guò)的脈動(dòng)電流,是基本不受主回路負(fù)載影響的定值,故其壽命主要由溫度和通電時(shí)間決定。由于電容器都焊接在電路板上,通過(guò)測(cè)量靜電容量來(lái)判斷劣化情況比較困難,一般根據(jù)電容器環(huán)境溫度以及使用時(shí)間,來(lái)推算是否接近其使用壽命。 1)電源電路板給控制回路、IPM驅(qū)動(dòng)電路和表面作顯示板以及風(fēng)扇等提供電源,這些電源一般都是從主電路輸出的直流電壓,通過(guò)開(kāi)關(guān)電源再分別整流而得到的。因此,某一路電源短路,除了本路的整流電路受損外,還可能影響其他部分的電源,如由于誤作而使控制電源與公共接地短接,致使電源電路板上開(kāi)關(guān)電源部分損壞,風(fēng)扇電源的短路導(dǎo)致其他電源斷電等。一般通過(guò)觀察電源電路板就比較容易發(fā)現(xiàn)。 2)邏輯控制電路板是變頻器的核心,它集中了CPU、MPU等大規(guī)模集成電路,具有很高的可靠性,本身出現(xiàn)故障的概率很小,但有時(shí)會(huì)因開(kāi)機(jī)而使全部控制端子同時(shí)閉合,導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)EEPROM故障,這只要對(duì)EEPROM重新復(fù)位就可以了。 3)電路板包含驅(qū)動(dòng)和緩沖電路,以及過(guò)電壓、缺相等保護(hù)電路。從邏輯控制板來(lái)的PWM信號(hào),通過(guò)光耦合將電壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入IPM模塊,因而在檢測(cè)?？斓耐瑫r(shí),還應(yīng)測(cè)量IPM模塊上的光耦。

4、冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)主要包括散熱片和冷卻風(fēng)扇。其中冷卻風(fēng)扇壽命較短,臨近使用壽命時(shí),風(fēng)扇產(chǎn)生震動(dòng),噪聲增大*停轉(zhuǎn),變頻器出現(xiàn)IPM過(guò)熱跳閘。冷卻風(fēng)扇的壽命受陷于軸承,大約為10000~35000 h。當(dāng)變頻器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),需要2~3年更換一次風(fēng)扇或軸承。為了延長(zhǎng)風(fēng)扇的壽命,一些產(chǎn)品的風(fēng)扇只在變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)而不是電源開(kāi)啟時(shí)運(yùn)行。

5、外部的電磁感應(yīng)干擾

如果變頻器周圍存在干擾源,它們將通過(guò)輻射或電源線侵入變頻器的內(nèi)部,引起控制回路誤動(dòng)作,造成工作不正常或停機(jī),嚴(yán)重時(shí)甚至損壞變頻器。減少噪聲干擾的具體方法有:變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控制線圈上,加裝防止沖擊電壓的吸收裝置,如RC浪涌吸收器,其接線不能超過(guò)20 cm;盡量縮短控制回路的配線距離,并使其與主回路分離;變頻器控制回路配線絞合節(jié)距離應(yīng)在15 mm以上,與主回路保持10 cm以上的間距;變頻器距離電動(dòng)機(jī)很遠(yuǎn)時(shí),這時(shí)一方面可加大導(dǎo)線截面面積,保證線路壓降在2%以內(nèi),同時(shí)應(yīng)加裝變頻器輸出電抗器,用來(lái)補(bǔ)償因長(zhǎng)距離導(dǎo)線產(chǎn)生的分布電容的充電電流。變頻器接地端子應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行接地,必須在專用接地點(diǎn)可靠接地,不能同電焊、動(dòng)力接地混用;變頻器輸入端安裝無(wú)線電噪聲濾波器,減少輸入高次諧波,從而可降低從電源線到電子設(shè)備的噪聲影響;同時(shí)在變頻器的輸出端也安裝無(wú)線電噪聲濾波器,以降低其輸出端的線路噪聲。

6、電源異常

電源異常大致分為缺相、低電壓、停電,有時(shí)也出現(xiàn)它們的混合形式。這些異?，F(xiàn)象的主要原因,多半是輸電線路因風(fēng)、雪、雷擊造成的,有時(shí)也因?yàn)橥还╇娤到y(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)對(duì)地短路及相間短路。而雷擊因地域和季節(jié)有很大差異。除電壓波動(dòng)外,有些電網(wǎng)或自行發(fā)電的單位,也會(huì)出現(xiàn)頻率波動(dòng),并且這些現(xiàn)象有時(shí)在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)出現(xiàn),為保證設(shè)備的正常運(yùn)行,對(duì)變頻器供電電源也提出相應(yīng)要求。有條件因需可加裝自動(dòng)切換的不停電源裝置或備用的穩(wěn)定電源。

7、雷擊、感應(yīng)雷電 雷擊或感應(yīng)雷擊形成的沖擊電壓,有時(shí)也會(huì)造成變頻器的損壞。此外,當(dāng)電源系統(tǒng)一次側(cè)帶有真空斷路器時(shí),短路開(kāi)閉會(huì)產(chǎn)生較高的沖擊電壓。為防止因沖擊電壓造成過(guò)電壓損壞,通常需要在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器件。真空斷路器應(yīng)增加RC浪涌吸收器。若變壓器一次側(cè)有真空斷路器,應(yīng)在控制時(shí)序上,保證真空斷路器動(dòng)作前先將變頻器斷開(kāi)。

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常見(jiàn)故障維修;

1.觸摸屏、人機(jī)界面、控制面板

常見(jiàn)故障現(xiàn)象有:通電不顯示、觸摸屏不靈、觸摸后鼠標(biāo)跑偏、面板按鍵無(wú)反應(yīng)、觸摸表面碎裂、花屏、白屏、閃屏及*等故障維修;

2.伺服驅(qū)動(dòng)器

常見(jiàn)故障現(xiàn)象有:驅(qū)動(dòng)器報(bào)警、無(wú)顯示、缺相、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱、過(guò)載、接地故障、參數(shù)錯(cuò)誤、有顯示無(wú)輸出、編器報(bào)警、模塊損壞等;

3.變頻器

常見(jiàn)故障現(xiàn)象有:整流模塊損壞、逆變模塊損壞、上電無(wú)顯示、顯示過(guò)電壓或欠電壓、顯示過(guò)電流或接地短路、電源與驅(qū)動(dòng)板啟動(dòng)顯示過(guò)電流、空載輸出電壓正常、帶載后顯示過(guò)載或過(guò)電流;

4.伺服電機(jī)(伺服馬達(dá))

常見(jiàn)故障現(xiàn)象有:1.電機(jī)上電、機(jī)械振蕩(加/減速時(shí)) 2.電機(jī)上電、機(jī)械運(yùn)動(dòng)異?？焖?飛車) 3.主軸不能定向移動(dòng)或定向移動(dòng)不到位  4.出現(xiàn)NC錯(cuò)誤報(bào)警 5.伺服系統(tǒng)報(bào)警 6.編器報(bào)警 7.電機(jī)卡死等;

5.工業(yè)電腦、工控主機(jī)

常見(jiàn)故障現(xiàn)象有:開(kāi)不了機(jī)、上電后不工作、開(kāi)機(jī)進(jìn)不了系統(tǒng)、開(kāi)機(jī)后自動(dòng)重啟或頻繁重啟、開(kāi)機(jī)跳過(guò)系統(tǒng)介面滾動(dòng)條會(huì)黑屏、藍(lán)屏、自動(dòng)重啟或關(guān)機(jī);

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