變頻器的常見問題以及維修方法

• 電路板維修培訓

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變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。

變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。

那在我們日常使用過程中有哪些常見問題呢？

今天我們就來分析幾例：

一．對于變頻器來說，它們都有一個正常的工作電壓范圍，當電壓超過這個范圍時，就很可能會造成損壞。這種就是過壓類故障，常見的有兩類：

1.     輸入交流過電壓：這種是指輸入輸入交流電源的電壓超過正常值，一般發生在節假日線路負載較輕，電壓升高或者線路出現故障。例如，遇到星期一剛上班，變頻器故障指示報警，斷開電源，過一會再送電啟動即可正常。

2.     發電狀態時的過電壓：這種情況出現的概率較高，主要是電動機的實際轉速比同步轉速還高，而使電動機處于發電狀態或者是中頻爐工作于向電網回饋能量時，而變頻器又沒有安裝制動單元引起的。

以下情況可引起這一故障。

(1)當變頻器拖動大慣性負載時，其減速時間設置較小，在減速過程中，變頻器輸出頻率減小的速度快，而負載靠本身阻力減速較慢，使得負載拖動電動機的轉速比變頻器輸出頻率所對應的同步轉速還要高，電動機處于發電狀態，而變頻器沒有能量回饋功能，因而變頻器直流回路電壓升高，超過其保護值，出現故障。.

(2)中頻爐或中頻設備在向電網回饋能量時也會使輸入電壓過高而出現故障。

(3)多個電動機拖動同一負載時，也可能出現這一故障.主要是由于沒有負荷分配所引起的，即多臺電動機速度不同步.以兩臺電動機拖動同負載為例，當一臺電動機的實際轉速大于另臺電動機的同步轉速時，則轉速較高的電動機相當于原動機，轉速低的電動機則處于發電狀態，易引起故障，處理此類故障可加負荷分配器，也可修改變頻器參數.

二．過載故障包括變頻過載和電機過載。其可能是加速時間太短，電網電壓太低、負載過重等原因引起的。

一般可通過延長加速時間、延長制動時間、檢查電網電壓等方法。負載過重，所選的電機和變頻器不能拖動該負載，也可能是由于機械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機和變頻器;如后者則要對生產機械進行檢修。

三．過流可能是變頻器的輸出短路所引起。

這是要對線路及電機進行檢查，如果斷開負載變頻器還是過流，說明變頻器的逆變電路損壞，應修理或更換。如拆開機器就發現嚴重的短路現象，整流模塊和IGBT模塊爆裂，短路造成的黑色積炭噴得到處都是，主回路兩個繼電器也爆開，主控板暫時沒有發現問題，但驅動部分燒了好幾處，另外儲能大電容一部分都已發漲，電容板上的兩顆大螺絲接觸處全部燒焦，這就是西門子ECO變頻器的通病，因為所有電量都是要經過這兩顆鐵螺絲，一旦鐵螺絲生銹，很容易引起電容的充放電不良，這樣電容發熱，漏電，發漲到最后損壞重要器件就不在話下了，為了防止再次接觸不良打火，在上螺絲的同時收好焊上幾股粗銅線，維修觸發板時不知道參數的，可以從控制板上完好的器件與損壞相同器件的對比，修復該板的電壓分別為-4.7V，-4.44V，更換損壞器件后，可以加電試驗，試驗步驟按主回路到控制空載，負載分別運行檢查。加電試驗前為保證器件安全，防止再次損壞重要器件，大容量電容器暫時不要裝止，用兩只小容量電容器代替，為了保護IGBT，電容器到IGBT的供電回路最好是串聯白熾燈泡(也就是接個假負載)，通電后如果顯示正常，可以啟動變頻器，再測量6個觸發脈沖，如果信號正常，可以去掉電容器與IGBT之間的燈泡，裝上大電容器進行空載運行，正常后再接負載運行，經調試機器后一般可恢復正常。

四．欠壓

說明電源輸入電路有問題，可能是線路嚴重超載，或是線路接觸不良所引起。西門子6SE70系列變頻器的PMU面板液晶顯示屏上顯示字母“E”,出現這種情況時，變頻器不能工作，按P鍵及重新停送電均無效，查操作手冊又無相關的介紹，在檢查外接DC24V電源時，發現電壓較低，解決后，變頻器工作正常。

五．溫度過高

變頻器還有溫度過高故障，如發生溫度過高報警，經檢查溫度傳感器正常，則可能是干擾引起的，可以把故障屏蔽，另外還應檢查變頻器的風扇及通風情況。對于其它類型的故障，最好與廠家聯系，獲得快速可行的解決方法。

六．其他

最后說明的是，一旦變頻器發生硬件故障，如整流、逆變電路等。IGBT模塊損壞，大多情況下會損壞驅動元器件，最容易損壞的器件是穩壓管及光耦。反過來如驅動電路的元件有問題如電容漏液、擊穿、光耦老化，也會導致IGBT模塊燒壞或變頻輸出電壓不平衡。檢查驅動電路是否有問題，可在沒通電時比較一下各電路觸發端電阻是否一致。通電開機可測量觸發端的電壓波形。但是有的變頻器不裝模塊開不了機，這時在模塊P端串入假負載防止檢查時誤碰觸發端或其他線路燒壞模塊。如此時變頻器已嚴重損壞(可以通過測量輸入及輸出端有無短路)，則要有專門的技術人員維修，般不得再次通電， 以免擴大故障范圍。

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