變頻器維修
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變頻器常見故障

變頻器常見故障現象和故障分析

1、過電流(OC):

過電流是變頻器出現最為頻繁的一種故障現象。導致變頻器出現過電流現象的原因很多也最為負載,下面就經常出現的幾種情況進行說明:

(1)在不帶電機或負荷的情況下上電就跳“OC”故障,這種現象一 般是不能通過簡單的處理恢復的,通常有以下幾種情況:

a.首先檢查逆變部分的IGBT續流二極管是否有短路或開路的現象,如果出現以上的情況,就需要更換IGBT,這種情況通常要返廠由專業的維修人員進行更換。

b.如果IGBT續流二極管靜態測試正常,但開機運行出現“OC”故障,基本可以判定是由于驅動電路或IGBT的驅動部分出現故障,必須返廠由專業的變頻器維修人員進行檢測維修。這種情況除IGBT損壞,驅動電路也會有故障。

c.變頻器的電流檢測大多采用HALL元件進行檢測,HALL內部含運算放大電路,這部分電路在工作時需要電源板提供+/-15V的電源。如果HALL損壞或其需要的+/-15V電源斷路,同樣也會出現“OC”的故障。

(2)變頻器的過電流“OC”故障,大多出現在帶負載的運行狀態,這種情況導致的原因比較復雜:

a.加速時間過短:

變頻器的過流倍數不同的廠家根據變頻器的類型設定不同的過流倍數,通常在1.5-3倍之間。如果變頻器在帶負荷啟動時,如果加速時間較短會導致短時間電壓提升較快,電機瞬間啟動電流較大,如果超過變頻器允許的電流,變頻器就會出現“OC”的現象。但這種情況通常很容易處理,根據工藝的要求在滿足工藝要求的前提下,適當加長變頻器的加速時間就可以了。如果工藝上不允許加長加速時間,那就只有更換大規格的變頻器來解決。

b. V/F曲線設定不合理:

因為各類負載在低頻運行時的特點各不相同,恒轉矩負載低頻運行時阻轉矩較大,而對于水泵和風機類的負載(二次方律)低頻運行時阻轉矩很小。有的負載重載起動、重載運行,有的負載輕載起動、重載運行;還有些負載是空載起動到一定轉速后,由電磁離合器突然加負載。因此,針對不同的負載在低頻運行時的特點,適當調整轉矩提升量,改變U/F曲線,通過調整V/F比,盡量保持電動機的磁通不變。

如果U/F曲線調整不合理,變頻器在低頻起動時就會出現磁飽和和弱磁的現象,變頻器就會出現過電流的現象。

c.負載過大

變頻器在拖動較重負載滿載起動,通常會出現過載或過電流的現象,解決的辦法一是加速時間放長,二是減輕負載,三是放大變頻器規格。

d.電機絕緣不良:

電機絕緣不良通常在使用變頻器時,會導致電機漏電流增大和輸出電流不平衡,出現過電流的現象。但是,在這種狀況下,使用工頻電驅動電機的話還可以正常工作。因為在這種狀況下,對電機來講沒有任何檢測和保護。

e.繼電器或交流接觸器觸點損壞接觸不良:

通常這種情況下,變頻器空載運行時,輸出電壓正常。只是在帶負荷的情況下,隨著變頻器輸出頻率的上升,負載電流在增大,此時,接觸器的觸點會出現打火的現象,這時變頻器的輸出電壓和輸出電流會出現一個突變的過程,所以,變頻器會出現過電流的現象。

f.載波頻率過高:

載波頻率的變化除了影響變頻器的輸出電壓,同時,對變頻器的輸出電流也會造成很大的影響。一是線路的漏電流增大,任何平行的導線之間以及電機的繞組之間,都存在著分布電容,而且分布電容的容抗與頻率成反比,也就是載波頻率升高時,通過線路分布電容產生的漏電流較大,加重了IGBT逆變模塊的負擔。故載波頻率如果設置的越高,分布電容產生的漏電流越大,變頻器允許的輸出電流越小,當超過變頻器允許的電流時,變頻器就會出現“過電流”保護的現象。

同時,IGBT模塊從截止到飽和導通,以及從飽和導通到截止的轉換過程中,都會有一定的能量損失,開關的次數越多,開關的損耗越大。因此,載波頻率的升高,必然會增大模塊的開關損耗。模塊內部的溫度在同樣的散熱條件和環境溫度下,會有所升高,這樣勢必會導致模塊的額定容量下降,使變頻器允許的輸出電流減少,變頻器保護設定值降低,會出現提前“過電流”保護的現象

2、 過電壓(OU):

(1)過電壓報警一般大多是出現在停機的時候,其主要原因是負載慣性大減速時間太短。

(2)如果變頻器內部含有制動單元并在變頻器的外部接有制動電阻,此時如果在變頻器減速的過程中仍然出現“OU”的現象,這時應該是能耗制動選擇參數未設置、制動電阻阻值選擇不當、或制動單元未工作,這時可以通過檢查制動電阻的發熱狀況來判定。

(3)如果變頻器外部接有制動單元和制動電阻,在變頻器減速的過程中仍然出現“OU”的現象。可能是變頻器的“OU”檢測點低于制動單元的工作點,此時,應調整制動單元的工作點,或調整變頻器的“OU”保護點。

(4)制動電阻阻值選擇不當,阻值太大,制動時制動電流小,不能在短時間內泄放掉能量滿足制動要求,此時仍然會出現“OU”的現象,這時在制動單元額定電流允許的范圍內,適當減小制動電阻的阻值。

(5)電機繞組對地絕緣不良,電機線絕緣不良。

(6)控制板電壓檢測電路故障,這種情況通常在變頻器空載的狀態下也出現同樣的故障。

3、欠電壓(LU):

欠壓也是在變頻器使用過程中經常碰到的問題,主要原因有以下幾種情況:

(1)主要原因:整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導致欠壓故障的出現。

(2)主回路繼電器、接觸器損壞或者由于控制電路的原因致使主回路繼電器、接觸器不吸合。導致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導致欠壓。

(3)電壓檢測電路發生故障而出現欠壓問題。

(4)電網有瞬間停電的現象,如果停電時間很短,那么在下次來電的時候,變頻器會有掉電追蹤的功能,變頻器將恢復原來的工作狀態。如果時間較長的話,變頻器將無法恢復,將顯示“LU”報警。

(5)電網容量小,在有大負荷的設備啟動的過程中,電網電壓會出現瞬間降低的情況,這種突變會導致變頻器出現“LU”現象。

(6)對于普傳PI168系列和PI2000系列變頻器37KW以上的機器含有缺相保護電路,當電源有缺相或缺相保護電路有問題時,變頻器的操作面板上就會顯示“報警”

4、過熱保護(OH):

過熱(OH)也是一種比較常見的故障,主要原因:

(1)周圍溫度過高,尤其是夏季,對于配套客戶經常會將變頻器裝在控制柜當中,控制柜的散熱條件不能滿足要求的話,會導致控制柜內溫度過高“過熱”。

(2)軸流風機堵轉或軸流風機不運轉,中大功率變頻器使用的軸流風機多為單相交流電源,在客戶現場有時會出現電源缺相的情況,也會導致軸流風機不運行,造成變頻器出現過熱保護的現象。

(3)溫度傳感器性能不良,這種情況很少發生。通常溫度傳感器有常開/常閉兩種,這種情況可以通過對溫度檢測接口進行通斷測試,即可判斷溫度開關的狀態。

(4)風道不通暢,由于現場環境較差,設備長期運行,散熱器上附著一些灰塵,將風道堵塞而影響變頻器的散熱效果,這種情況下可以通過觀察變頻器風道出風口的出風狀況就可以判斷風道的情況。

(5)控制板溫度檢測電路故障。

5、輸出不平衡:

輸出不平衡一般表現為馬達抖動,轉速不穩,主要原因:

(1)逆變模塊壞,導致三相輸出電壓不平衡。

(2)變頻器驅動電路壞,造成三相輸出電壓不平衡

(3)輸出接觸器損壞,導致電機缺相運行

(4)輸出電纜線接觸不良導致電機有時出現缺相

6、變頻器無輸出電壓:

有些時候,在變頻器使用過程中,我們可能會遇到這樣的情況,變頻器有輸出頻率但是電機卻不運轉。經過檢測發現變頻器的輸出端沒有輸出電壓,這種情況通常有幾種可能。

(1)保險斷路

保險是連接在電解電容直流母線與逆變電路直流母線P(直流正極)之間,如果保險斷路,逆變回路直流母線沒有電壓,所以,沒有輸出電壓。

(2)載波頻率丟失

變頻器的輸出電壓是經過正弦脈寬調制(SPWM)的矩形脈沖序列,輸出電壓的變化,是調制波(正弦波)與載波(三角波)共同作用的結果。如果載波頻率丟失,變頻器就沒有輸出電壓。同時,載波頻率的高低也會同時影響變頻器在同頻率下的輸出電壓,載波頻率越大,則每個周期內交替導通的次數越多,總的死區時間越大,則變頻器的輸出電壓就越小。

(3)控制板或驅動電路故障

調制波是由控制板發出,經過驅動板的驅動電路隔離放大,控制功率模塊的開通與關斷,實現交變過程。如果是這樣的故障,那就需要專業的維修人員使用專業的儀器進行檢測和維修。

7、過載保護(OL):

過載也是變頻器跳動比較頻繁的故障之一,平時看到過載現象我們其實首先應該分析一下到底是馬達過載還是變頻器自身過載,一般來講馬達由于過載能力較強,只要變頻器參數表的電機參數設置得當,一般不大會出現馬達過載.而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現過載報警.我們可以檢測變頻器輸出電壓。

8、操作面板無顯示:

(1)電源板開關電源損壞是造成變頻器操作面板沒有顯示的重要原因之一,這也是變頻器最常見的故障,通常是由于開關電源的負載發生短路造成的,大多數變頻器采用了新型脈寬集成控制器UC2844/UC3844來調整開關電源的輸出,同時UC2844/UC3844還帶有電流檢測,電壓反饋等功能,當發生無顯示,控制端子無電壓,DC12V,24V風扇不運轉等現象時我們首先應該考慮是否開關電源損壞了。

(2)整流橋出現開路的情況,這種情況通過檢測整流橋的靜態整流二極管的管壓降,就可以判斷整流橋的好壞。

(3)充電電阻損壞:充電電阻在上電的瞬間是給電解電容充電的。如果充電電阻斷路,無法給主回路的電解電容進行充電,電解電容兩端無電壓,電源板的電源來自電解電容。充電電阻的通斷可以通過檢查變頻器主回路的靜態來判斷。

9、通訊故障:

(1)對于PI97和PI168系列使用過程中,有時會出現變頻器顯示U1PI97的故障,這屬于通訊故障,通常有兩種情況。一是操作面板的連接線與控制板或操作面板接觸不良,二是控制板內部故障。

(2)對于PI7000系列的變頻器,有時變頻器會出現“8888”的現象,也屬于通訊故障。

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