變頻器維修是一項(xiàng)理論知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與操作水平的結(jié)合的工作，其技術(shù)水平?jīng)Q定著變頻器的維修質(zhì)量。從事變頻器維修的人員需要經(jīng)常學(xué)習(xí)，了解變頻器內(nèi)部的電子元器件所具備的功能和特點(diǎn)，開拓知識(shí)面，將新學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作中，不斷提高維修技術(shù)水平。

常見方法
 
1、測(cè)試整流電路

找下結(jié)果，可以判定電路已出現(xiàn)異常，A.到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端，將萬用表調(diào)到電阻X10檔，紅表棒接到P，黑表棒分別依到R、S、T，正常時(shí)有幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依
 
 
 次接到R、S、T，有一個(gè)接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復(fù)以上步驟，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以阻值三相不平衡，說明整流橋有故障.B.紅表棒接P端時(shí)，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或啟動(dòng)電阻出現(xiàn)故障。

2、測(cè)試逆變電路

將紅表棒接到P端，黑表棒分別接U、V、W上，應(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應(yīng)該為無窮大。將黑表棒N端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果，否則可確定逆變模塊有故障。

動(dòng)態(tài)測(cè)試
在靜態(tài)測(cè)試結(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，即上電試機(jī)。在上電前后必須注意以下幾點(diǎn):

1、上電之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級(jí)變頻器之中會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)(炸電容、壓敏電阻、模塊等);

2、檢查變頻器各接插口是否已正確連接，連接是否有松動(dòng)，連接異常有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出炸機(jī)等情況;

3、上電后檢測(cè)故障顯示內(nèi)容，并初步斷定故障及原因;

4、如未顯示故障，首先檢查參數(shù)是否有異常，并將參數(shù)復(fù)歸后，在空載(不接電機(jī))情況下啟動(dòng)變頻器，并測(cè)試U、V、W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情況，則模塊或驅(qū)動(dòng)板等有故障;

5、在輸出電壓正常(無缺相、三相平衡)的情況下，負(fù)載測(cè)試，盡量是滿負(fù)載測(cè)試。[1]

故障判斷

1、整流模塊損壞

通常是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。在現(xiàn)場(chǎng)處理故障時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無電焊機(jī)等對(duì)電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。

2、逆變模塊損壞

通常是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動(dòng)電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動(dòng)電路之后，測(cè)驅(qū)動(dòng)波形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)中更換驅(qū)動(dòng)板之后，須注意檢查馬達(dá)及連接電纜。在確定無任何故障下，才能運(yùn)行變頻器。

3、上電無顯示

通常是由于開關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無直流電引起，如啟動(dòng)電阻損壞，操作面板損壞同樣會(huì)產(chǎn)生這種狀況。

4、顯示過電壓或欠電壓

通常由于輸入缺相，電路老化及電路板受潮引起。解決方法是找出其電壓檢測(cè)電路及檢測(cè)點(diǎn)，更換損壞的器件。

5、顯示過電流或接地短路

通常是由于電流檢測(cè)電路損壞。如霍爾元件、運(yùn)放電路等。

6、電源與驅(qū)動(dòng)板啟動(dòng)顯示過電流

通常是由于驅(qū)動(dòng)電路或逆變模塊損壞引起。

7、空載輸出電壓正常，帶載后顯示過載或過電流

通常是由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或驅(qū)動(dòng)電路老化，模塊損壞引起。

 
過電流保護(hù)

在變頻器維修中,過電流保護(hù)的對(duì)象主要指帶有突變性質(zhì)的、電流的峰值超過了變頻器的容許值的情形.

由于逆變器的過載能力較差,所以變頻器的過電流保護(hù)是至關(guān)重要的一環(huán),迄今為止,已發(fā)展得十分完善.

一、過電流的原因

1、工作中過電流即拖動(dòng)系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)過電流.其原因大致來自以下幾方面:

① 電動(dòng)機(jī)遇到?jīng)_擊負(fù)載,或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)"卡住"現(xiàn)象,引起電動(dòng)機(jī)電流的突然增加.

② 變頻器的輸出側(cè)短路,如輸出端到電動(dòng)機(jī)之間的連接線發(fā)生相互短路,或電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路等.

③ 變頻器自身工作的不正常,如逆變橋中同一橋臂的兩個(gè)逆變器件在不斷交替的工作過程中出現(xiàn)異常。例如由于環(huán)境溫度過高，或逆變器件本身老化等原因，使逆變器件的參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致在交替過程中，一個(gè)器件已經(jīng)導(dǎo)通、而另一個(gè)器件卻還未來得及關(guān)斷，引起同一個(gè)橋臂的上、下兩個(gè)器件的"直通"，使直流電壓的正、負(fù)極間處于短路狀態(tài)。

2、升速時(shí)過電流 當(dāng)負(fù)載的慣性較大，而升速時(shí)間又設(shè)定得太短時(shí)，意味著在升速過程中，變頻器的工作效率上升太快，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速迅速上升，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負(fù)載慣性較大而跟不上去，結(jié)果是升速電流太大。

3、降速中的過電流 當(dāng)負(fù)載的慣性較大，而降速時(shí)間設(shè)定得太短時(shí)，也會(huì)引起過電流。因?yàn)?，降速時(shí)間太短，同步轉(zhuǎn)速迅速下降，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子因負(fù)載的慣性大，仍維持較高的轉(zhuǎn)速，這時(shí)同樣可以是轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度太大而產(chǎn)生過電流。

二、處理方法

1、 起動(dòng)時(shí)一升速就跳閘，這是過電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象，主要檢查

① 工作機(jī)械有沒有卡住

② 負(fù)載側(cè)有沒有短路，用兆歐表檢查對(duì)地有沒有短路

③ 變頻器功率模塊有沒有損壞

④ 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過小，拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)不起來

2、 起動(dòng)時(shí)不馬上跳閘，而在運(yùn)行過程中跳閘，主要檢查

① 升速時(shí)間設(shè)定太短，加長(zhǎng)加速時(shí)間

② 減速時(shí)間設(shè)定太短，加長(zhǎng)減速時(shí)間

③ 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(U/F比)設(shè)定太大，引起低頻時(shí)空載電流過大

④ 電子熱繼電器整定不當(dāng)，動(dòng)作電流設(shè)定得太小，引起變頻器誤動(dòng)作

電壓保護(hù)

1、 過電壓保護(hù)

產(chǎn)生過電壓的原因及處理方法:

① 電源電壓太高

② 降速時(shí)間太短

③ 降速過程中，再生制動(dòng)的放電單元工作不理想，來不及放電，請(qǐng)?jiān)黾油饨又苿?dòng)電阻和制動(dòng)單元

④ 請(qǐng)檢查放電回路有沒有發(fā)生故障，實(shí)際并不放電;對(duì)于小功率的變頻器很有放電電阻損壞

2、 欠電壓保護(hù)

產(chǎn)生欠電壓的原因及處理方法:

① 電源電壓太低

② 電源缺相;

③ 整流橋故障:如果六個(gè)整流二極管中有部分因損壞而短路，整流后的電壓將下降，對(duì)于整流器件和晶閘管的損壞，應(yīng)注意檢查，及時(shí)更換。

逆變器件的介紹:

1.SCR和GTO晶閘管

⑴普通晶閘管SCR 曾稱可控硅，它有三個(gè)極:陽(yáng)極，陰極和門極。

SCR的工作特點(diǎn)是，當(dāng)在門極與陰極間加一個(gè)不大的正向電壓(G為+，K為-)時(shí)，SCR即導(dǎo)通，負(fù)載Rl中就有電流流過。導(dǎo)通后，即使取消門極電壓，SCR仍保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有當(dāng)陽(yáng)極電路的電壓為0或負(fù)值時(shí)，SCR才關(guān)斷。所以，只需要用一個(gè)脈沖信號(hào)，就可以控制其導(dǎo)通了，故它常用于可控整流。

作為一種無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體開關(guān)器件，其允許反復(fù)導(dǎo)通和關(guān)斷的次數(shù)幾乎是無限的，并且導(dǎo)通的控制也十分方便。這是一般的"通-斷開關(guān)"所望塵莫ji的，從而使實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速取得了突破。但由于變頻器的逆變電路是在直流電壓下工作的，而SCR在直流電壓下又不能自行關(guān)斷，因此，要實(shí)現(xiàn)逆變，還必須增加輔助器件和相應(yīng)的電路來幫助它關(guān)斷。所以，盡管當(dāng)時(shí)的變頻調(diào)速裝置在個(gè)別領(lǐng)域(如風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載)已經(jīng)能夠?qū)嵱茫茨苓M(jìn)入大范圍的普及應(yīng)用階段。

⑵門極關(guān)斷(GTO)晶閘管 SCR在一段時(shí)間內(nèi)，幾乎是能夠承受高電壓和大電流的唯yi半導(dǎo)體器件。因此，針對(duì)SCR的缺點(diǎn)，人們很自然地把努力方向引向了如何使晶閘管具有關(guān)斷能力這一點(diǎn)上，并因此而開發(fā)出了門極關(guān)斷晶閘管。

GTO晶閘管的基本結(jié)構(gòu)和SCR類似，它的三個(gè)極也是:陽(yáng)極(A)、陰極(K)和門極(G)。其圖行符號(hào)也和SCR相似，只是在門極上加一duan線，以示區(qū)別。

GTO晶閘管的基本電路和工作特點(diǎn)是:

①在門極G上加正電壓或正脈沖(開關(guān)S和至位置1)GTO晶閘管即導(dǎo)通。其后，即使撤消控制信號(hào)(開關(guān)回到位置0)，GTO晶閘管仍保持導(dǎo)通?？梢?，GTO晶閘管的導(dǎo)通過程和SCR的導(dǎo)通過程*相同。

②如在G、K間加入反向電壓或較強(qiáng)的反向脈沖(開關(guān)和至位置2)，可使GTO晶閘管關(guān)斷。 用GTO晶閘管作為逆變器件取得了較為滿意的結(jié)果，但其關(guān)斷控制較易失敗，故仍較復(fù)雜，工作頻率也不夠高。而幾乎是與此同時(shí)，大功率管(GTR)迅速發(fā)展了起來，使GTO晶閘管相形見絀。因此，在大量的中小容量變頻器中，GTO晶閘管已基本不用。但其工作電流大，故在大容量變頻器中，仍居主要地位。

逆變器件的介紹:上次我們向大家介紹了普通晶閘管(SCR)和門極關(guān)斷晶閘管(GTO)，最重要是讓大家了解變頻器中逆變器件是如何工作的，它們起到什么作用!接下來我們講:大功率晶體管(GTR)-大功率晶體管，也叫雙極結(jié)型晶體管(BJT)。

1、 變頻器用的GTR一般都是(復(fù)合管)模塊，其內(nèi)部有三個(gè)極分別是集電極C、發(fā)射極E和基極B。根據(jù)變頻器的工作特點(diǎn)，在晶體管旁還并聯(lián)了一個(gè)反向連接的續(xù)流二極管。又根據(jù)逆變橋的特點(diǎn)，常做成雙管模塊，甚至可以做成6管模塊。

2、 工作時(shí)狀態(tài) 和普通晶體管一樣，GTR也是一種放大器件，具有三種基本的工作狀態(tài):

⑴放大狀態(tài) 起基本工作特點(diǎn)是集電極電流Ic的大小隨基極電流Ib而變 Ic=βIb 式中β------GTR的電流放大倍數(shù)。

GTR處于放大狀態(tài)時(shí)，其耗散功率Pc較大。設(shè)Uc=200V，Rc=10Ω，β=50，Ib=200mA(0.2A) 計(jì)算如下:Ic= βIb=50*0.2A=10A Uce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100V Pc=UceIc=100*10W=1000W=1KW ⑵飽和狀態(tài) Ib增大時(shí)，Ic隨之而增大的狀態(tài)要受到歐姆定律的制約。當(dāng) βIb>Uc/Rc 時(shí)，Ic=βIb的關(guān)系便不能再維持了，這時(shí)，GTR開始進(jìn)入"飽和"狀態(tài)。而當(dāng) Ic的大小幾乎*由歐姆定律決定，即 Ics≈Uc/Rc 時(shí)，GTR便處于深度飽和狀態(tài)(Ics 為飽和電流)。這時(shí)，GTR的飽和壓降Uces約 為1-5V。

GTR處于飽和狀態(tài)時(shí)的功耗是很小的。上例中，設(shè)Uces=2V，則 Ics=Uc/Rc=200/10A=20A Pc=UcesIcs=2*20W=40W

可見，與放大狀態(tài)相比，相差甚遠(yuǎn)。

⑶截止?fàn)顟B(tài) 即關(guān)斷狀態(tài)。這是基極電流Ib≤0的結(jié)果。

在截止?fàn)顟B(tài)，GTR只有很微弱的漏電流流過，因此，其功耗是微不足道的。

GTR在逆變電路中是用來作為開關(guān)器件的，工作過程中，總是在飽和狀態(tài)間進(jìn)行交替。所以，逆變用的GTR的額定功耗通常是很小的。而如上述，如果GTR處于放大狀態(tài)，其功耗將增大達(dá)百倍以上。所以，逆變電路中的GTR是不允許在放大狀態(tài)下小作停留的。

3.主要參數(shù)

⑴在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)

①擊穿電壓Uceo和Ucex:能使集電極C和發(fā)射極E之間擊穿的最小電壓?；鶚OB開路是用 Uceo表示，B、E間接入反向偏壓時(shí)用Ucex 表示。在大多數(shù)情況下，這兩個(gè)數(shù)據(jù)是相等的。

②漏電流Iceo 和 Icex:截止?fàn)顟B(tài)下，從C極流向E極的電流。B極開路時(shí)為 Iceo，B、E間反偏時(shí)為 Icex。

⑵在飽和狀態(tài)時(shí)

① 集電極最大電流Icm:GTR飽和導(dǎo)通是的最大允許電流。

② 飽和壓降Uces:當(dāng)GTR飽和導(dǎo)通時(shí)，C、E間的電壓降。

⑶在開關(guān)過程中

① 開通時(shí)間Ton:從B極通入正向信號(hào)電流時(shí)起，到集電極電流上升到0.9 Ics 所需要的時(shí)間。

② 關(guān)斷時(shí)間Toff:從基極電流撤消時(shí)起，至Ic下降至0.1 Ics 所需的時(shí)間

開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間將直接影響到SPWM調(diào)制是的載波頻率。通常，使用GTR做逆變管時(shí)的載波頻率底于2KHz。

4.變頻器用GTR的選用

⑴Uceo 通常按電源線電壓U峰值的2倍來選擇。

Uceo≥2廠2U 在電源電壓為380V的變頻器中，應(yīng)有 Uceo≥2廠2U*380V=1074.8V，故選用 Uceo=1200V的GTR是適宜的。

⑵Icm 按額定電流In峰值的2倍來選擇 Icm≥2廠2 In GTR是用電流信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，所需驅(qū)動(dòng)功率較大，故基極驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較復(fù)雜，并使工作頻率難以提高，這是其不足之處。 今天我告訴大家的是MOSFET以及IGBT

1、 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(POWER MOSFET) 它的3個(gè)極分別是源極S、漏極D和柵極G

其工作特點(diǎn)是，G、S間的控制信號(hào)是電壓信號(hào)Ugs。改變Ugs的大小，主電路的漏極電流Id也跟著改變。由于G、S間的輸入阻抗很大，故控制電流幾乎為0，所需驅(qū)動(dòng)功率很小。和GTR相比，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，工作頻率也比較高。此外，MOSFET還具有熱穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)大 等優(yōu)點(diǎn)。

但是，功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管在提高擊穿電壓和增大電流方面進(jìn)展較慢，故在變頻器中的應(yīng)用尚不能居主導(dǎo)地位。

2、 絕緣柵雙極晶體管(IGBT) IGBT是MOSFET和GTR相結(jié)合的產(chǎn)物，是柵極為絕緣柵結(jié)構(gòu)(MOS結(jié)構(gòu))的晶體管，它的三個(gè)極分別是集電極C、發(fā)射極E和柵極G。

工作特點(diǎn)是，控制部分與場(chǎng)效應(yīng)晶體管相同，控制信號(hào)為電壓信號(hào)Uge,輸入阻抗很高，柵極電流I≈0，故驅(qū)動(dòng)功率很小。而起主電路部分則與GTR相同，工作電流為集電極電流I。

至今，IGBT的擊穿電壓也已做到1200V，集電極最大飽和電流已超過1500A，由IGBT作為逆變器件的變頻器容量已達(dá)到250KVA以上。

此外，其工作頻率可達(dá)20KHZ。由IGBT作為逆變器件的變頻器的載波頻率一般都在10KHZ以上，故電動(dòng)機(jī)的電源波形比較平滑，基本無電磁噪聲。

在變頻器工作時(shí)，流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產(chǎn)生的熱量也是非常大的，不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響

通常，變頻器安裝在控制柜中。我們要了解一臺(tái)變頻器的發(fā)熱量大概是多少. 可以用以下公式估算: 發(fā)熱量的近似值= 變頻器容量(KW)×55 [W]

在這里, 如果變頻器容量是以恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載為準(zhǔn)的 (過流能力150% * 60s)

如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時(shí)發(fā)熱量會(huì)更大一些。 電抗器安裝在變頻器側(cè)面或測(cè)上方比較好。

這時(shí)可以用估算: 變頻器容量(KW)×60 [W]

因?yàn)楦髯冾l器廠家的硬件都差不多, 所以上式可以針對(duì)各品牌的產(chǎn)品.

注意: 如果有制動(dòng)電阻的話，因?yàn)橹苿?dòng)電阻的散熱量很大， 因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開， 如裝在柜子上面或旁邊等。

那么, 怎樣才能降低控制柜內(nèi)的發(fā)熱量呢?

當(dāng)變頻器安裝在控制機(jī)柜中時(shí)，要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。

根據(jù)機(jī)柜內(nèi)產(chǎn)生熱量值的增加，要適當(dāng)?shù)卦黾訖C(jī)柜的尺寸。因此，要使控制機(jī)柜的尺寸盡量減小，就必須要使機(jī)柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地減少。

如果在變頻器安裝時(shí)，把變頻器的散熱器部分放到控制機(jī)柜的外面，將會(huì)使變頻器有70%的發(fā)熱量釋放到控制機(jī)柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量，所以對(duì)大容量變頻器更加有效。

還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。 注意:變頻器散熱設(shè)計(jì)中都是以垂直安裝為基礎(chǔ)的，橫著放散熱會(huì)變差的!

冷卻風(fēng)扇

一般功率稍微大一點(diǎn)的變頻器， 都帶有冷卻風(fēng)扇。同時(shí)，也建議在控制柜上出風(fēng)口安裝冷卻風(fēng)扇。進(jìn)風(fēng)口要加濾網(wǎng)以防止灰塵進(jìn)入控制柜。 注意控制柜和變頻器上的風(fēng)扇都是要的，不能誰(shuí)替代誰(shuí)。

其他關(guān)于散熱的問題

在海拔高于1000m的地方，因?yàn)榭諝饷芏冉档?，因此?yīng)加大柜子的冷卻風(fēng)量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應(yīng)考慮降容，1000m每-5%。但由于實(shí)際上因?yàn)樵O(shè)計(jì)上變頻器的負(fù)載能力和散熱能力一般比實(shí)際使用的要大， 所以也要看具體應(yīng)用。 比方說在1500m的地方，但是周期性負(fù)載，如電梯，就不必要降容。

2。 開關(guān)頻率:變頻器的發(fā)熱主要來自于IGBT， IGBT的發(fā)熱有集中在開和關(guān)的瞬間。 因此開關(guān)頻率高時(shí)自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。 有的廠家宣稱降低開關(guān)頻率可以擴(kuò)容， 就是這個(gè)道理。

 基礎(chǔ)知識(shí)
技術(shù)發(fā)展
直流電動(dòng)拖動(dòng)和交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)先后生于19世紀(jì)，距今已有100多年的歷史，并已成為動(dòng)力機(jī)械的主要驅(qū)動(dòng)裝置。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)問題，在很長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間內(nèi)，需要進(jìn)行調(diào)速控制的拖動(dòng)系統(tǒng)中則基本上采用的是直流電動(dòng)機(jī)。

直流電動(dòng)機(jī)存在以下缺點(diǎn)是由于結(jié)構(gòu)上的原因:

1、由于直流電動(dòng)機(jī)存在換向火花，難以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境;

2、需要定期更換電刷和換向器，維護(hù)保養(yǎng)困難，壽命較短;

3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以制造大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動(dòng)機(jī)。

而與直流電動(dòng)機(jī)相比，交流電動(dòng)機(jī)則具有以下優(yōu)點(diǎn):

1、不存在換向火花，可以應(yīng)用于存在易燃易火暴氣體的惡劣環(huán)境;

2、容易制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的交流電動(dòng)機(jī);

3、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，工作可靠，易于維護(hù)保養(yǎng)。

就是因?yàn)檫@樣，限制了交流高速系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。經(jīng)過20世紀(jì)70年代中期的第二次石油危機(jī)之后和電子技術(shù)的發(fā)展，交流高速系統(tǒng)的變頻器技術(shù)得到了高速的發(fā)展。

開關(guān)電源
開關(guān)電源電路提供變頻器的整機(jī)控制用電，是變頻器正常工作的先決條件。變頻器應(yīng)用的開關(guān)電源電路，為直一交一直型的逆變電路，是一種電壓和功率的變換器，將直流電壓和功率轉(zhuǎn)換為脈沖電壓，再整流成為另一種直流電壓。輸人、輸出電壓由開關(guān)變壓器相隔離，開關(guān)變壓器起到功率傳遞、電壓/電流變換的作用。開關(guān)變壓器為降壓變壓器。開關(guān)電源的特點(diǎn)如下:

1)開關(guān)電源的振蕩和調(diào)壓方式是利用改變脈沖寬度或周期來調(diào)整輸出電壓的，稱為時(shí)間比例控制，又分為PWM(調(diào)寬)和PFM(調(diào)頻)兩種控制方式。

2)從電路的能量轉(zhuǎn)換特性看，可分為正激和反激兩種工作方式。開關(guān)管飽和導(dǎo)通時(shí)， 二次繞組連接的整流器受反偏壓而截止，開關(guān)變壓器的一次繞組流入電流而儲(chǔ)能<電磁轉(zhuǎn)換)。開關(guān)管截止時(shí)，二次繞組經(jīng)負(fù)載電路釋放電能(磁電轉(zhuǎn)換)。正激方式則與此相反， 實(shí)際應(yīng)用不多。

3)從開關(guān)變壓器的一次電路結(jié)構(gòu)來看，有分立元件構(gòu)成的和集成振蕩芯片構(gòu)成的兩種電路形式。因而從振蕩信號(hào)的來源看，又分為自激(分立零件)和他激式(IC電路)開關(guān)電源。兩種電路結(jié)構(gòu)都有應(yīng)用。 4)開關(guān)管有采用雙極型器件和采用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的。

5)小功率變頻器采用單端正激式電路，大、中功率變頻器常采用雙端正激式電路。一般變頻器的開關(guān)電源，常提供以下幾種電壓輸出:CPU及附屬電路、控制電路、操作顯示面板的+5V供電;電流、電壓、溫度等故障檢測(cè)電路、控制電路的±15V供電;控制端子、工作繼電器線圈的24V供電。四路相互隔離的約為22V的驅(qū)動(dòng)電路的供電，該四路供電往往又經(jīng)穩(wěn)壓電路處理成+15V、 -7.5V的正、負(fù)電源供驅(qū)動(dòng)電路，為IGBT逆變輸出電路提供激勵(lì)電流。

任何電子設(shè)備，電源電路的故障率總是相當(dāng)高的一因其要提供整機(jī)的電源供應(yīng)，負(fù)擔(dān)最重。變頻器的開關(guān)電源電路，形式上比較單一，結(jié)構(gòu)上也比較簡(jiǎn)單。但是簡(jiǎn)單電路也可能會(huì)產(chǎn)生疑難故障。開關(guān)電源的檢修不像線性電源那么直觀，電路的任一個(gè)小環(huán)節(jié)一振蕩、穩(wěn)壓、保護(hù)、負(fù)載等出現(xiàn)異常，都會(huì)使電路出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象。

上電后無反應(yīng)，操作顯示面板無顯示，變頻器好像沒通電一樣。測(cè)量控制端子的控制電壓和10V頻率調(diào)整電壓都為0，測(cè)量變頻器主接線端子電阻正常，那么大致上可以斷定問題是出在開關(guān)電源電路了。

 過熱保護(hù)

主要有以下幾點(diǎn):

⑴風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù) 變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇是箱體內(nèi)部散熱的主要手段，它將保證控制電路的正常工作。所以，如果風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，應(yīng)立即進(jìn)行保護(hù);

⑵逆變模塊散熱板的過熱保護(hù) 逆變模塊是變頻器內(nèi)發(fā)生熱量的主要部件，也是變頻器中最重要而又最脆弱的部件。所以，各變頻器都在散熱板上配置了過熱保護(hù)器件;

⑶制動(dòng)電阻過熱保護(hù) 制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率是按短時(shí)運(yùn)行選定的。所以，一旦通電時(shí)間過長(zhǎng)，就會(huì)過熱。這時(shí)，應(yīng)暫停使用，待冷卻后再用?；蜻x用較大一點(diǎn)功率電阻;

⑷冷卻風(fēng)道的入口和出口不得堵塞，環(huán)境溫度也可能高于變頻器的允許值。如果還有問題，你可以打電話給我們。

在VVVF的實(shí)施，有兩種基本的調(diào)制方法:

1.脈幅調(diào)制 (PAM) 逆變器所得交流電壓的振幅值等于直流電壓值(Um=Ud)。因此，實(shí)現(xiàn)變頻也是變壓的最容易想到的方法，便是在調(diào)節(jié)頻率的同時(shí)，也調(diào)節(jié)直流電壓;

這種方法的特點(diǎn)是，變頻器在改變輸出頻率的同時(shí)，也改變了電壓的振幅值，故稱為脈幅調(diào)制，常用PAM(Pulse Amplitude Modulation)表示。 PAM需要同時(shí)調(diào)節(jié)兩部分:整流部分和逆變部分，兩者之間還必須滿足Ku和Kf間的一定的關(guān)系，故其控制電路比較復(fù)雜。

2.脈寬調(diào)制(PWM) 把每半個(gè)周期內(nèi)，輸出電壓的波形分割成若干個(gè)脈沖波，每個(gè)脈沖的寬度為T1，每?jī)蓚€(gè)脈沖間的間隔寬度為T2，那么脈沖的占空比Υ=T1/(T1+T2)。

這時(shí)，電壓的平均值和占空比成正比，所以在調(diào)節(jié)頻率時(shí)，不改變直流電壓的幅值，而是改變輸出電壓脈沖的占空比，也同樣可以實(shí)現(xiàn)變頻也變壓的效果。當(dāng)電壓周期增大(頻率降低)，電壓脈沖的幅值不變，而占空比在減小，故平均電壓降低。

此法的特點(diǎn)是，變頻器在改變輸出頻率的同時(shí)，也改變輸出電壓的脈沖占空比(幅值不變)故稱為脈寬調(diào)制，常用PWM(Pulse width modulation)表示。

PWM只須控制逆變電路便可實(shí)現(xiàn)，與PAM相比，控制電路簡(jiǎn)化了許多。

不論是PAM，還是PWM，其輸出電壓和電流的波形都是非正玄波，具有許多高次諧波成分。為了使輸出電流的波形接近與正玄波，又提出了正玄波脈寬調(diào)制的方式。下次接著講SPWM 各位朋友大家好，今天我要為大家講的是:正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)

1、QPWM的概念 在進(jìn)行脈寬調(diào)制時(shí)，使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來安排。當(dāng)正弦值為最大值時(shí)，脈沖的寬度也最大，而脈沖間的間隔則最小，反之，當(dāng)正弦值較小時(shí)，脈沖的寬度也小，而脈沖間的間隔則較大，這樣的電壓脈沖系列可以使負(fù)載電流中的高次諧波成分大為減小，稱為正弦波脈寬調(diào)制。

SPWM脈沖系列中，各脈沖的寬度以及相互間的間隔寬度是由正弦波(基準(zhǔn)波或調(diào)制波)和等腰三角波(載波)的交點(diǎn)來決定的。具體方法如后所述。

2、單極性SPWM法 (1)調(diào)制波和載波:曲線①是正弦調(diào)制波，其周期決定于需要的調(diào)頻比kf，振幅值決定于ku,曲線②是采用等腰三角波的載波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，等于ku=1時(shí)正弦調(diào)制波的振幅值，每半周期內(nèi)所有三角波的極性均相同(即單極性)。 調(diào)制波和載波的交點(diǎn)，決定了SPWM脈沖系列的寬度和脈沖音的間隔寬度，每半周期內(nèi)的脈沖系列也是單極性的。 (2)單極性調(diào)制的工作特點(diǎn):每半個(gè)周期內(nèi)，逆變橋同一橋臂的兩個(gè)逆變器件中，只有一個(gè)器件按脈沖系列的規(guī)律時(shí)通時(shí)通時(shí)斷地工作，另一個(gè)*截止;而在另半個(gè)周期內(nèi)，兩個(gè)器件的工況正好相反，流經(jīng)負(fù)載ZL的便是正、負(fù)交替的交變電流。

3、雙極性SPWM法

(1)調(diào)制波和載波:調(diào)制波仍為正弦波，其周期決定于kf，振幅決定于ku,中曲線①，載波為雙極性的等腰三角波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，與ku=1時(shí)正弦波的振幅值相等。

調(diào)制波與載波的交點(diǎn)決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列，此脈沖系列也是雙極性的，但是，由相電壓合成為線電壓(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua)時(shí)，所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的。

(2)雙極性調(diào)制的工作特點(diǎn):逆變橋在工作時(shí)，同一橋臂的兩個(gè)逆變器件總是按相電壓脈沖系列的規(guī)律交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，毫不停息，而流過負(fù)載ZL的是按線電壓規(guī)律變化的交變電流。

4、實(shí)施SPWM的基本要求

(1)必須實(shí)時(shí)地計(jì)算調(diào)制波(正弦波)和載波(三角波)的所有交點(diǎn)的時(shí)間坐標(biāo)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，有序地向逆變橋中各逆變器件發(fā)出"通"和"斷"的動(dòng)作指令。

(2)調(diào)節(jié)頻率時(shí)，一方面，調(diào)制波與載波的周期要同時(shí)改變(改變的規(guī)律本文不作介紹);另一方面，調(diào)制波的振幅要隨頻率而變，而載波的振幅則不變，所以，每次調(diào)節(jié)后，所膠點(diǎn)的時(shí)間坐標(biāo)都 必須重新計(jì)算。 要滿足上述要求，只有在計(jì)算機(jī)技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步的20世紀(jì)80年代才有可能，同時(shí)，又由于大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，迄今，已經(jīng)有能夠產(chǎn)生滿足要求的SPWM波形的專用集成電路了。 西門子420變頻器PID調(diào)試:總結(jié)在變頻器page5-13.14詳細(xì)講解在說明書page10-84.85..86.87.88.89.90.91.92.93.94 重要幾個(gè)參數(shù)為1.P0004改為22. page10-6

2.P2200改為1 允許PID控制器投入

3. P2257 PID設(shè)定值的斜坡上升時(shí)間

p2258 PID設(shè)定值的斜坡下降時(shí)間

P2261 PID設(shè)定值的濾波時(shí)間常數(shù)

P2264 PID反饋信號(hào)

P2265 PID反饋濾波時(shí)間常數(shù)

P2267 PID反饋信號(hào)的上限值

P2268 PID反饋信號(hào)的下限值

P2269 PID反饋信號(hào)的增益

P2270 PID傳感器的反饋型式

P2280 PID比例增益系數(shù)

P2285 PID積分時(shí)間

P2291 PID輸出上限

P2292 PID輸出下限

P2293 PID限幅值的斜坡上升/下降時(shí)間 噪聲與振動(dòng)及其對(duì)策

采用變頻器調(diào)速，將產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，這是變頻器輸出波形中含有高次諧波分量所產(chǎn)生的影響。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的變化，基波分量、高次諧波分量都在大范圍內(nèi)變化，很可能引起與電動(dòng)機(jī)的各個(gè)部分產(chǎn)生諧振等。 噪聲問題及對(duì)策

(1)用變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于輸出電壓電流中含有高次諧波分量，氣隙的高次諧波磁通增加，故噪聲增大。電磁噪聲由以下特征:由于變頻器輸出中的低次諧波分量與轉(zhuǎn)子固有機(jī)械頻率諧振，則轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大。變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵心機(jī)殼軸承架等諧振，在這些部件的各自固有頻率附近處的噪聲增大。

變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開關(guān)頻率有關(guān)，尤其在低頻區(qū)更為顯著。一般采用以下措施平抑和減小噪聲:在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器。如果電磁轉(zhuǎn)矩有余量，可將U / f定小些。采用特殊電動(dòng)機(jī)在較低頻的噪聲音量較嚴(yán)重時(shí)，要檢查與軸系統(tǒng)(含負(fù)載)固有頻率的諧振。

(2) 振動(dòng)問題及對(duì)策 變頻器工作時(shí)，輸出波形中的高次諧波引起的磁場(chǎng)對(duì)許多機(jī)械部件產(chǎn)生電磁策動(dòng)力，策動(dòng)力的頻率總能與這些機(jī)械部件的固有頻率相近或重合，造成電磁原因?qū)е碌恼駝?dòng)。對(duì)振動(dòng)影響大的高次諧波主要是較低次的諧波分量，在PAM方式和方波PWM方式時(shí)有較大的影響。但采用正弦波PWM方式時(shí)，低次的諧波分量小，影響變小。

減弱或消除振動(dòng)的方法，可以在變頻器輸出側(cè)接入交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時(shí)，可改用正弦波PWM方式變頻器，以減小脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。從電動(dòng)機(jī)與負(fù)載相連而成的機(jī)械系統(tǒng)，為防止振動(dòng)，必須使整個(gè)系統(tǒng)不與電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁力諧波。 負(fù)載匹配及對(duì)策 生產(chǎn)機(jī)械的種類繁多，性能和工藝要求各異，其轉(zhuǎn)矩特性不同，因此應(yīng)用變頻器前首先要搞清電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載的性質(zhì)，即負(fù)載特性，然后再選擇變頻器和電動(dòng)機(jī)。負(fù)載有三種類型:恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載和恒功率負(fù)載。不同的負(fù)載類型，應(yīng)選不同類型的變頻器。

(3) 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載又分為摩擦類負(fù)載和位能式負(fù)載。 摩擦類負(fù)載的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的150%左右，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的100%左右，所以變頻器應(yīng)選擇具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，而且起動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩都比較大，過載時(shí)間和過載能力大的變頻器，如FR-A540系列。 位能負(fù)載一般要求大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能，能夠快速實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，變頻器應(yīng)選擇具有四象限運(yùn)行能力的變頻器，如FR-A241系列。

(4) 風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載 風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載是典型的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，低速下負(fù)載非常小，并與轉(zhuǎn)速平方成正比，通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的組合最合適。這類負(fù)載對(duì)變頻器的性能要求不高，只要求經(jīng)濟(jì)性和可靠性，所以選擇具有U/f=const控制模式的變頻器即可，如FR-A540(L)。如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時(shí)，功率急劇增加，有時(shí)超過電動(dòng)機(jī)變頻器的容量，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱或不能運(yùn)轉(zhuǎn)，故對(duì)這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩，不要輕易將頻率提高到工頻以上。

(5) 恒功率負(fù)載 恒功率負(fù)載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，但功率保持恒定的負(fù)載，如卷取機(jī)、機(jī)床等。對(duì)恒功率特性的負(fù)載配用變頻器時(shí)，應(yīng)注意的問題:在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制，，所以電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒功率特性，使用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合沒有問題。而在工頻以下頻率范圍內(nèi)為U/f定值控制，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩又相反傾向，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合難以適應(yīng)，因此要專門設(shè)計(jì)。

發(fā)熱問題及對(duì)策

變頻器發(fā)熱是由于內(nèi)部的損耗而產(chǎn)生的，以主電路為主，約占98%，控制電路占2%。為保證變頻器正?？煽窟\(yùn)行，必須對(duì)變頻器進(jìn)行散熱。主要方法有:

(1) 采用風(fēng)扇散熱:變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器箱體內(nèi)部散熱帶走。

(2) 環(huán)境溫度:變頻器是電子裝置，內(nèi)含電子元件機(jī)電解電容等，所以溫度對(duì)其壽命影響較大。通用變頻器的環(huán)境運(yùn)行溫度一般要求-10℃~+50℃，如果能降低變頻器運(yùn)行溫度，就延長(zhǎng)了變頻器的使用壽命，性能也穩(wěn)定。我們一直忙于變頻器的保養(yǎng)。⑴可以延長(zhǎng)變頻器的使用期⑵電器方面我們可以說減少維修率⑶也可以體現(xiàn)公司的管理，公司的形象!我司保養(yǎng)的具體方案如下:1、 變頻器須解體，查看內(nèi)部是否有異常現(xiàn)象.(如:鏍絲松動(dòng)、焊錫脫落、器件松動(dòng)、器件燒焦、燒煳現(xiàn)象。) 2、 檢查變頻器內(nèi)部易老化器件，如:風(fēng)扇，功率器件，功率電容，及印板老化現(xiàn)象。 3、 清理變頻器內(nèi)部粉塵，油污，腐蝕性及導(dǎo)體雜質(zhì)。對(duì)主要印板如:主控板，驅(qū)動(dòng)板，開關(guān)電源板。采用全新品進(jìn)口電子清潔劑進(jìn)行噴洗，去除其老化層及導(dǎo)電物質(zhì)。 4、 對(duì)變頻器主要控制部分進(jìn)行先進(jìn)的加膜處理。起到防塵，防老化，防導(dǎo)電物質(zhì)，防水，及腐蝕性物質(zhì)。

故障案例

(1) AEG Multiverter122/150-400變頻器在啟動(dòng)時(shí)直流回路過壓跳閘

這臺(tái)變頻器并非每次啟動(dòng)都會(huì)過壓跳閘。檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)變頻器在上電但沒有合閘信號(hào)時(shí)，直流回路電壓即達(dá)360V，該型變頻器直流回路的正極串接1臺(tái)接觸器，在有合閘信號(hào)時(shí)經(jīng)過預(yù)充電過程后吸合，故懷疑預(yù)充電回路IGBT性能不良，斷開預(yù)充電回路IGBT，情況依舊。用萬用表檢查變頻器輸出端時(shí)其對(duì)地阻值很小，查至現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)電機(jī)接線盒被水淋濕，干燥處理后，變頻器工作正常。

由于電機(jī)接線盒被水淋濕,直流回路負(fù)極的對(duì)地漏電流經(jīng)接線盒及變頻器逆變器中的續(xù)流二極管給直流回路的電容充電，這種情況合閘通常理解應(yīng)該為過流跳閘而實(shí)際為過壓跳閘。本人認(rèn)為，啟動(dòng)時(shí)變頻器輸出電壓和頻率是逐漸上升的，電機(jī)被水淋濕后，會(huì)造成輸出電流的變化率很高，從而引起直流回路過壓。

(2) 控制輥道電機(jī)的AEG Maxiverter-170/380變頻器出現(xiàn)速度反饋值大于速度設(shè)定值經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn):

a) 在軋鋼過程中不存在這種情況，當(dāng)鋼離開輥道后，才出現(xiàn)這種情況;

b) 當(dāng)速度反饋值大于速度設(shè)定值時(shí)，直流回路電壓為額定電壓的125%，超過115%的極限設(shè)定值;

c) 變頻器的進(jìn)線電壓已超過上限;

在軋鋼過程中，該變頻器控制的輥道電機(jī)將升速，當(dāng)鋼離開輥道后輥道電機(jī)速度降至原來的速度，因這臺(tái)變頻器未裝設(shè)制動(dòng)裝置，減速時(shí)是通過電壓調(diào)節(jié)器限制制動(dòng)電流以保持直流回路電壓不超過115%的極限設(shè)定值(缺省值)，因進(jìn)線電壓過高，直流回路電壓超過了設(shè)定的極限值，在減速時(shí)電壓調(diào)節(jié)器起作用，造成制動(dòng)電流很小，電機(jī)轉(zhuǎn)速降不下來，而在軋鋼時(shí)，電網(wǎng)的負(fù)載加重，直流回路電壓低于115%的極限設(shè)定值，制動(dòng)功能恢復(fù)正常。在當(dāng)時(shí)無法降低電網(wǎng)電壓的情況下，將直流回路電壓極限設(shè)定值增至127% 后，變頻器工作正常。在停產(chǎn)檢修時(shí)，我們根據(jù)電網(wǎng)的情況改變了變壓器的檔位，使變頻器的進(jìn)線電壓在允許的范圍內(nèi)，此后變頻器工作正常。

(3) AEG Multiverter22/27-400變頻器上電后，操作面板上的液晶顯示屏顯示正常，但ready指示燈不亮，變頻器不能合閘

查看變頻器菜單中的故障記錄時(shí)未發(fā)現(xiàn)有故障，而對(duì)操作面板上各按鍵的操作在事件記錄中則有記錄。檢查變頻器內(nèi)A10主板、A22電源板上的LED指示燈均正常，用試電筆測(cè)變頻器的進(jìn)線電源，發(fā)現(xiàn)有一相顯示不正常，用萬用表測(cè)量三相結(jié)果為:Vab=390V，Vac=190V，Vbc=190V。經(jīng)檢查系進(jìn)線端子排處接觸不良。

ready指示燈是變頻器內(nèi)各種狀態(tài)信息的綜合反映，當(dāng)它不亮?xí)r可提示維護(hù)人員注意變頻器尚未就緒 。此時(shí)在進(jìn)線電源不正常時(shí)變頻器的故障記錄中未能反映未就緒的原因，可能與電路的設(shè)計(jì)有關(guān)。

(4) 調(diào)試過程中變頻器啟動(dòng)后即過流跳閘

變頻器供貨方與被控設(shè)備的供貨方因溝通上的原因，在容量上不匹配(電機(jī)功率為30kW)。將變頻器的控制模式選為矢量控制，在輸入電機(jī)參數(shù)時(shí)，變頻器自動(dòng)將電機(jī)的額定電流60A限定在45A，電機(jī)銘牌上無功率因數(shù)的大小，按變頻器手冊(cè)的要求，將其設(shè)定為0，在作自動(dòng)辨識(shí)(P088=1)后啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，變頻器過流跳閘?？紤]到匹配上的原因，將控制模式改為V/F控制，情況依舊。后檢查電機(jī)參數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)功率因數(shù)為1.1，將其改為0.85后，變頻器工作正常。

因容量不匹配，變頻器依據(jù)輸入的電機(jī)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)會(huì)產(chǎn)生不正確的結(jié)果，在遇到這種情況而暫時(shí)無法解決匹配問題時(shí)，一定要在自動(dòng)辨識(shí)后檢查是否存在不合適的參數(shù)。

(5) 6SE70系列變頻器的PMU面板液晶顯示屏上顯示字母"E"

出現(xiàn)這種情況時(shí)，變頻器不能工作，按P鍵及重新停送電均無效，查操作手冊(cè)又無相關(guān)的介紹，在檢查外接DC24V電源時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓較低，解決后，變頻器工作正常。

變頻器操作手冊(cè)上的故障對(duì)策表中介紹的皆為較常見的故障，在出現(xiàn)未涉及的一些的代碼時(shí)應(yīng)對(duì)變頻器作全面檢查。

(6) MM420/MM440變頻器的AOP面板僅能存儲(chǔ)一組參數(shù)

變頻器選型手冊(cè)中介紹AOP面板中能存儲(chǔ)10組參數(shù)，但在用AOP面板作第二臺(tái)變頻器參數(shù)的備份時(shí)，顯"存儲(chǔ)容量不足"。解決辦法如下:

a) 在菜單中選擇"語(yǔ)言"項(xiàng);

b) 在"語(yǔ)言"項(xiàng)中選擇一種不使用的語(yǔ)言;

c) 按Fn+Δ鍵選擇刪除，經(jīng)提示后按P鍵確認(rèn);

這樣，AOP面板就可存儲(chǔ)10組參數(shù)。造成這種現(xiàn)象的原因可能是設(shè)計(jì)時(shí)AOP面板中的內(nèi)存不夠。

(7) ABB ACS600變頻器在運(yùn)行時(shí)直流回路過壓跳閘

該變頻器配置有制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻，但外方調(diào)試人員在調(diào)試時(shí)將電壓控制器選擇為ON而未使用制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻。在直流回路過壓跳閘后將斬波器和制動(dòng)電阻投入，結(jié)果跳閘更加頻繁。變頻器操作手冊(cè)上對(duì)直流回路過壓原因的解釋通常有2點(diǎn):

a) 進(jìn)線電壓過高;

b) 減速時(shí)間太短;

因該變頻器已投入運(yùn)行2個(gè)月，且跳閘時(shí)進(jìn)線電壓在允許的范圍之內(nèi)，其它變頻器工作正常，結(jié)合以前處理變頻器故障時(shí)對(duì)直流回路過壓的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為在使用電壓控制器調(diào)節(jié)回饋電流防止直流回路過壓的情況下，負(fù)載電流的變化率過大是引起過壓的一個(gè)重要原因，到現(xiàn)場(chǎng)查看被控設(shè)備時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一塊物料卡在傳送帶的間隙中，清除后，變頻器工作正常。拆開變頻器外殼檢查，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)斬波器上設(shè)有三檔進(jìn)線電壓選擇裝置(400V、500V、690V)以適應(yīng)不同的進(jìn)線電壓，其中短接環(huán)插在690V檔上，這樣就造成制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻投入工作的門檻值過高而在進(jìn)線電壓為400V的ACS600變頻器中未起作用，將短接環(huán)移至400V檔，通過減少減速時(shí)間試驗(yàn)，制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻工作正常。

5例變頻器故障處理過程 (1) 變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)抖動(dòng) 在接修一臺(tái)安川616PC5-5.5kW變頻器時(shí),客戶送修時(shí)標(biāo)明電機(jī)行抖動(dòng),此時(shí)第一反應(yīng)是輸出電壓不平衡.在檢查功率器件后發(fā)現(xiàn)無損壞,給變頻器通電顯示正常,運(yùn)行變頻器，測(cè)量三相輸出電壓確實(shí)不平衡，測(cè)試六路數(shù)出波形，發(fā)現(xiàn)W相下橋波形不正常，依次測(cè)量該路電阻，二極管，光耦。發(fā)現(xiàn)提供反壓的一二極管擊穿，更換后，重新上電運(yùn)行，三相輸出電壓平衡，修復(fù)。 (2) 變頻器頻率上不去 在接修一臺(tái)普傳220V，單相，1.5kW變頻器時(shí)，客戶標(biāo)明頻率上不去，只能上到20Hz，此時(shí)第一想到的是有可能參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，依次檢查參數(shù)，發(fā)現(xiàn)最高頻率，上限頻率都為60Hz，可見不是參數(shù)問題，又懷疑是頻率給定方式不對(duì)，后改成面板給定頻率，變頻器最高可運(yùn)行到60Hz，由此看來，問提出在模擬量輸入電路上，檢查此電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)一貼片電容損壞，更換后，變頻器正常。 (3) 變頻器跳過流 在接修一臺(tái)臺(tái)安N2系列，400V，3.7kW變頻器時(shí)，客戶標(biāo)明在起動(dòng)時(shí)顯示過電流。在檢查模塊確認(rèn)完好后，給變頻器通電，在不帶電機(jī)的情況下，啟動(dòng)一瞬間顯示OC2，首先想到的是電流檢測(cè)電路損壞，依次更換檢測(cè)電路，發(fā)現(xiàn)故障依然無法消除。于是擴(kuò)大檢測(cè)范圍，檢查驅(qū)動(dòng)電路，在檢查驅(qū)動(dòng)波形時(shí)發(fā)現(xiàn)有一路波形不正常，檢查其周邊器件，發(fā)現(xiàn)一貼片電容有短路，更換后，變頻器運(yùn)行良好。 (4) 變頻器整流橋二次損壞 在接修一臺(tái)LG SV030IH-4變頻器時(shí)，檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)整流橋損壞，無其它不良之處，更換后，帶負(fù)載運(yùn)行良好。不到一個(gè)月，客戶再次拿來。檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)整流橋再次損壞，此時(shí)懷疑變頻器某處絕緣不好，單獨(dú)檢查電容，正常。單獨(dú)檢查逆變模塊，無不良癥狀，檢查各個(gè)端子與地之間也未發(fā)現(xiàn)絕緣不良問題，再仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)直流母線回路端子P-P1與N之間的塑料絕緣端子有炭化跡象，拆開端子查看，果然發(fā)現(xiàn)端子碳化已相當(dāng)嚴(yán)重，從安全角度考慮，更換損壞端子，變頻器恢復(fù)正常運(yùn)行，正常運(yùn)行已有半年多。 (5) 變頻器小電容炸裂 在接修一臺(tái)三肯SVF7.5kW變頻器時(shí)，檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)逆變模塊損壞，更換模塊后，變頻器正常運(yùn)行。由于該臺(tái)機(jī)器運(yùn)行環(huán)境較差，機(jī)器內(nèi)部灰塵堆積嚴(yán)重，且該臺(tái)機(jī)器使用年限較長(zhǎng)，決定對(duì)它進(jìn)行除塵及更換老化器件的維護(hù)。以提高其使用壽命，器件更換后，給變頻器通電，上電一瞬間，只聽"砰"的一聲響動(dòng)，并伴隨飛出許多碎屑，斷開電源，發(fā)現(xiàn)C14電解電容炸裂，此刻想到的是有可能電容裝反，于是根據(jù)其標(biāo)識(shí)再裝一次，再次上電，電容又一次炸裂。于是進(jìn)一步檢查其線路，發(fā)現(xiàn)線路與電容標(biāo)識(shí)無法對(duì)上，于是將錯(cuò)就錯(cuò)，把電容裝反，再次上電，運(yùn)行正常。這一點(diǎn)在后來送修的相同的機(jī)器得以證實(shí)。 3 結(jié)束語(yǔ) 變頻器故障千變?nèi)f化，相當(dāng)復(fù)雜，唯有認(rèn)真，唯有學(xué)習(xí)，方可能解除 !

1)變頻器充電起動(dòng)電路故障 通用變頻器一般為電壓型變頻器，采用交-直-交工作方式，即是輸入為交流電源，交流電壓三相整流橋整流后變?yōu)橹绷麟妷?，然后直流電壓?jīng)三相橋式逆變電路變換為調(diào)壓調(diào)頻的三相交流電輸出到負(fù)載。當(dāng)變頻器剛上電時(shí)，由于直流側(cè)的平波電容容量非常大，充電電流很大，通常采用一個(gè)起動(dòng)電阻來限制充電電流，常見的變頻起動(dòng)兩種電路，如圖 1所示。充電完成后，控制電路通過繼電器的觸點(diǎn)或晶閘管將電阻短路，起動(dòng)電路故障一般表現(xiàn)為起動(dòng)電阻燒壞，變頻器報(bào)警顯示為直流母線電壓故障，一般設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)變頻器的起動(dòng)電路時(shí)，為了減少變頻器的體積選擇起動(dòng)電阻，都選擇小一些，電阻值在10~50Ω，功率為10~50W。 當(dāng)變頻器的交流輸入電源頻繁通時(shí)，或者旁路接觸器的觸點(diǎn)接觸不良時(shí)，以及旁路晶閘管的導(dǎo)通阻值變大時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致起動(dòng)電阻燒壞。如遇此情況，可購(gòu)買同規(guī)格的電阻換之，同時(shí)必須找出引出電阻燒壞的原因。如果故障是由輸入側(cè)電源頻率開合引起的，必須消除這種現(xiàn)象才能將變頻器投入使用;如果故障是由旁路繼電器觸點(diǎn)或旁路晶閘管引起，則必須更換這些器件。 2)變頻器*顯示，但不能高速運(yùn)行 我廠一臺(tái)變頻器狀態(tài)正常，但調(diào)不到高速運(yùn)行，經(jīng)檢查，變頻器并*，參數(shù)設(shè)置正確，調(diào)速輸入信號(hào)正常，上電運(yùn)行時(shí)測(cè)試出現(xiàn)變頻器直流母線電壓只有 450V左右，正常值為580~600V，再測(cè)輸入側(cè)，發(fā)現(xiàn)缺了一相，故障原因是輸入側(cè)的一個(gè)空氣開關(guān)的一相接觸不良造成的，為什么變頻器輸入缺相不報(bào)警仍能在低頻段工作呢?實(shí)際上變頻器缺一相輸入時(shí)，是可以工作的，多數(shù)變頻器的母線電壓下限為400V，即是當(dāng)直流母線電壓降至400V以下時(shí)，變頻器才報(bào)告直流母線低電壓故障。當(dāng)兩相輸入時(shí)，直流母線電壓為380*1.2=452V400V。當(dāng)變頻器不運(yùn)行時(shí)，由于平波電容的作用，直流電壓也可達(dá)到正常值，新型的變頻器都是采用PWM控制技術(shù)，調(diào)壓調(diào)頻的工作在逆變橋完成，所以在低頻段輸入缺相仍可以正常工作，但因?yàn)檩斎腚妷旱洼敵鲭妷旱?，造成異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩低，頻率上不去。 3)變頻器顯示過流 出現(xiàn)這種故障顯示時(shí)，首先檢查加速時(shí)間參數(shù)是否太短，力矩提升參數(shù)是否太大，然后檢查負(fù)載是否太重。如果無這些現(xiàn)象，可以斷開輸出側(cè)的電流互感器和直流側(cè)的霍爾電流檢測(cè)點(diǎn)，復(fù)位后運(yùn)行，看是否出現(xiàn)過流現(xiàn)象，如果出現(xiàn)的話，很可能是 1PM模塊出現(xiàn)故障，因?yàn)?PM模塊內(nèi)含有過壓過流、欠壓、過載、過熱、缺相、短路等保護(hù)功能，而這些故障信號(hào)都是經(jīng)模塊控制引腳的輸出Fn引腳傳送到微控器的，微控器接收到故障信息后，一方面fēng鎖脈沖輸出，另一方面將故障信息顯示在面板上，一般更換1PM模塊。 4)變頻器顯示過壓故障 變頻器出現(xiàn)過壓故障，一般是雷雨天氣，由于雷電串入變頻器的電源中，使變頻器直流側(cè)的電壓檢測(cè)器動(dòng)作而跳閘，在這種情況下，通常只須斷開變頻器電源 1min左右，再合上電源，即可復(fù)位;另一種情況是變頻器驅(qū)動(dòng)大慣性負(fù)載，就出現(xiàn)過壓現(xiàn)象，因?yàn)檫@種情況下，變頻器的減速停止屬于再生制動(dòng)，在停止過程中，變頻器的輸出頻率按線性下降，而負(fù)載電機(jī)的頻率高于變頻器的輸出頻率，負(fù)載電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并被變頻器直流側(cè)的平波電容吸收，當(dāng)這種能量足夠大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生所謂的"泵升現(xiàn)象"，變頻器直流側(cè)的電壓會(huì)超過直流母線的最大電壓而跳閘，對(duì)于這種故障，一是將減速時(shí)間參數(shù)設(shè)置長(zhǎng)些或增大制動(dòng)電阻或增加制動(dòng)單元;二是將變頻器的停止方式設(shè)置為自由停車。 5)電機(jī)發(fā)熱，變頻器顯示過載 對(duì)于已經(jīng)投入運(yùn)行的變頻器如果出現(xiàn)這種故障，就必須檢查負(fù)載的狀況;對(duì)于新安裝的變頻器如果出現(xiàn)這種故障，很可能是 V/F曲線設(shè)置不當(dāng)或電機(jī)參數(shù)設(shè)置有問題，如一臺(tái)新裝變頻器，其驅(qū)動(dòng)的是一臺(tái)變頻電機(jī)，電機(jī)額定參數(shù)為220V/50Hz，而變頻器出廠時(shí)設(shè)置為380V/50Hz，由于安裝人員沒有正確設(shè)定變頻器的V/F參數(shù)，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磁飽和，致使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，發(fā)熱而過載。所以在新變頻器使用以前，必須設(shè)置好該參數(shù)，另外使用變頻器的無速度傳感器矢量控制方式時(shí)，沒有正確的設(shè)置負(fù)載電機(jī)的額定電壓、電流、容量等參數(shù)，也會(huì)導(dǎo)致電機(jī)熱過載，還有一種情形是設(shè)置的變頻器載波率過高時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱過載，最后一種情形是電氣設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)變頻器常常在低頻段工作，而沒有考慮到在低頻段工作的電機(jī)散熱變差的問題，致使電機(jī)工作一段時(shí)間后發(fā)熱過載，對(duì)于這種，需加裝散熱裝置。

損壞原因

變頻器散熱不好

其實(shí)我們都知道，溫度過高對(duì)任何設(shè)備都具有破壞作用，就像人的大腦那樣，溫度過高也會(huì)把腦子燒壞，其實(shí)變頻器也一樣的。溫度升高時(shí)，由于半導(dǎo)體對(duì)溫度的敏感性，逆變管的開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間，以及由延遲電路產(chǎn)生的等待時(shí)間，都將發(fā)生變化，并且具有比較準(zhǔn)確的變化規(guī)律。當(dāng)溫度一旦超過某一限值時(shí)，將引起"等待時(shí)間"的不足，使逆變電路的輸出波形出現(xiàn)"毛刺"，并最終導(dǎo)致逆變管因直通而損壞。

但就多數(shù)設(shè)備而言，其破壞作用常常是比較緩慢的，受破壞時(shí)的溫度通常是不很準(zhǔn)確的，而唯dú在變頻器逆變電路中，溫度一超過某一限值，會(huì)立即導(dǎo)致逆變管的損壞，并且該溫度限值往往十分精確。

安裝環(huán)境不準(zhǔn)確

變頻器是一臺(tái)全電力半導(dǎo)體設(shè)備，所以，它對(duì)周圍環(huán)境的要求也和其他電力半導(dǎo)體設(shè)備相同。

1、環(huán)境濕度:相對(duì)濕度不超過90%(無結(jié)露現(xiàn)象)

2、其它條件:在變頻器的安裝位置應(yīng)無直射陽(yáng)光、無腐蝕性氣體及易燃qi體、塵埃少、海拔低于1000m等。

3、環(huán)境溫度:現(xiàn)般要求為-10至40度。如散熱條件好(如拿去外殼)，則上限溫度可以提高到50度。

故障劃分

變頻器故障監(jiān)測(cè)劃分

1、狀態(tài)故障監(jiān)測(cè):直流過/久壓、直流過流、交流過流、速度偏差過大、接地故障、缺相等。

2、硬件故障檢測(cè):電流板故障、觸發(fā)板故障、IGBT故障、脈沖發(fā)生器故障等。

3、系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè):Watchdog故障、系統(tǒng)參數(shù)異常、時(shí)鐘故障等。

4、通訊故障監(jiān)測(cè):TIMEOUT、OVERRUN等。

5、電源故障監(jiān)測(cè):當(dāng)控制電源過高/過低時(shí)報(bào)警。

欠壓故障處理

在變頻器維修中我們經(jīng)常會(huì)聽到過壓故障，但欠壓故障也是變頻器使用中常碰到的問題。其產(chǎn)生原因是主回路電壓低于下限引起的保護(hù)動(dòng)作或整流橋某一路損壞或電網(wǎng)瞬時(shí)停電、輸入缺相等。

1.比較器檢測(cè)

通過穩(wěn)壓管固定比較器一端的電壓，被檢測(cè)的電壓取樣后再與之比較，結(jié)果通過比較器輸出。

2.ADC檢測(cè)(模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器)

被檢測(cè)的電壓通過電阻降壓取樣后，落在ADC可檢測(cè)的范圍，可以通過程序設(shè)定電壓的報(bào)警范圍。

主電路中的儲(chǔ)能電容，對(duì)運(yùn)行中變頻器過壓、欠壓影響很大。而變頻器電路的各種零部件又有一定使用壽命的，所以一旦變頻器零部件達(dá)到使用壽命就會(huì)帶來故障的發(fā)生。像主電路中的儲(chǔ)能電容或其它零部件的原因都有可能對(duì)主電路造成影響，從而使整個(gè)變頻器發(fā)生故障。通常變頻器停用時(shí)間過長(zhǎng)，達(dá)到一年以上，則應(yīng)對(duì)儲(chǔ)能電容要做一次全面體檢。

對(duì)長(zhǎng)時(shí)間不用的變頻器，如何來避免這種現(xiàn)象發(fā)生呢?

按照要求，停用的變頻器應(yīng)每隔兩三個(gè)月通電-次，每次20~30分鐘。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)問不用的電解屯容器，通電時(shí)，先加約50%的額定電壓，只要加壓時(shí)間在半小時(shí)以上，它的漏電流就會(huì)降下去，也就可以正常使用了。

此外，對(duì)使用年限較長(zhǎng)(五年以上)的變頻器，也一定要對(duì)儲(chǔ)能電容器進(jìn)行容量檢測(cè)。運(yùn)行中頻繁跳欠電壓故障，多數(shù)為直流電路的電容器容量不足、有容量下降或失容現(xiàn)象。