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(已结帖)2011-05-15-工控擂台-总结变频器的故障类型及其原因? 点击:1934 | 回复:21



cqu_rockwell

    
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发表于:2011-04-21 23:25:36
楼主

请总结变频器的常见故障类型以及造成此故障的可能原因?最好能结合个人经历谈谈!

 

 

能结合实际例子的回答、原创最多、阐述最全的将得大奖。


下周初结贴,9个最优回帖分别获得20MP、10MP、10MP、10MP、20积分、20积分、20积分、20积分、20积分!

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1楼

变频器有四种最常见的故障类型,即过压故障、过流故障、过载故障和过热故障

过压故障是指变频器内部直流电压达到危险程度后采取的保护措施。出现过压故障的原因有很多,如电源侧引入的高电压、频繁制动等。

过流故障是指变频器的输出电流达到一定程度时的保护动作。,原因也有很多,如负载电机卡死、负载突变、负载不匹配等等

过载就是负载太大超过变频器的带载能力,即小马拉大车

过热故障就是变频器散热不好,周围环境温度过高、风机堵转、温度传感器性能不良等

 

另外还有一些其他的故障,到单位再写…………

上班去鸟

 

 

陈石头

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发表于:2011-04-22 11:25:52
2楼
偶的空军一号被电X抢了

jingtao

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发表于:2011-04-22 11:55:21
3楼

变频器在使用过程比较常见的故障有:过电流跳闸、电压跳闸、电动机不转等问题。

过电流跳闸的原因分析
(1)重新起动时,一升速就跳闸。这是过电流十分严重的表现。
   主要原因有:
   1)负载侧短路
   2)工作机械卡住
   3)逆变管损坏
   4)电动机的起动转矩过小,拖动系统转不起来
(2)重新起动时并不立即跳闸,而是在运行过程中跳闸
   可能的原因有:
   1)升速时间设定太短
   2)降速时间设定太短
   3)转矩补偿设定较大,引起低速时空载电流过大
   4)电子热继电器整定不当,动作电流设定得太小,引起误动作
电压跳闸的原因分析
   (1)过电压跳闸,主要原因有:
   1)电源电压过高
   2)降速时间设定太短
   3)降速过程中,再生制动的放电单元工作不理想
   a.来不及放电,应增加外接制动电阻和制动单元
   b.放电支路发生故障,实际并不放电
   (2) 欠电压跳闸,可能的原因有
   1) 电源电压过低
   2) 电源断相
   3) 整流桥故障
电动机不转的原因分析
   (1)功能预置不当
   1)上限频率与最高频率或基本频率和最高频率设定矛盾
   2)使用外接给定时,未对键盘给定外接给定的选择进行预置
   3)其他的不合理预置
   (2)在使用外接给定时,无起动信号
   (3)其它原因:
   1)机械有卡住现象
   2)电动机的起动转矩不够
   3)变频器的电路故障

blueprint

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发表于:2011-05-15 09:39:11
4楼

1) 过流故障:过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均,输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障,说明变频器逆变电路已环,需要更换变频器。    

2) 过载故障:过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短,电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重,所选的电机和变频器不能拖动该负载,也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对生产机械进行检修。   

3) 欠压:说明变频器电源输入部分有问题,需检查后才可以运行。

zhxl198808

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发表于:2011-05-15 09:51:35
5楼

普传变频器十大常见故障及各自排除方法

一、 电后键盘无显示:
1. 检查输入电源是否正常,若正常,可测量直流母线P、N端电压是否正常:若没电压,可断电检查充电电阻是否损坏断路。
2. 经查P、N端电压正常,可更换键盘及键盘线,如果仍无显示,则需断电后检查主控板与电源板连接的26P排线是否有松脱现象或损坏断路。
3. .若上电后开关电源工作正常,继电器有吸合声音,风扇运转正常,仍无显示,则可判定键盘的晶振或谐振电容坏,此时可更换键盘或修理键盘。
4. 如果上电后其它一切正常,但仍无显示,开关电源可能未工作,此时需停电后拔下P、N端电源,检查IC3845的静态是否正常(凭经验进行检查)。如果IC3845静态正常,此时在P、N加直流电压后18V/1W稳压二极管两端约8V左右的电压,但开关电源并未工作,断电检查开关变压器副边的整流二极管是否有击穿短路。
5. 上电后18V/1W稳压二极管有电压,仍无显示,可除去外围一些插线,包括继电器线插头、风扇线插头,查风扇、继电器是否有短路现象。
6. P、N端上电后,18V/1W稳压二极管两端电压为8V左右,用示波器检查IC3845的输入端④脚是否有锯齿波,输出端⑥脚是否有输出。
7. 检查开关电源的输出端+5V、±15V、+24V及各路驱动电源对地以及极间是否有短路。
二、键盘显示正常,但无法操作:
1. 若键盘显示正常,但各功能键均无法操作,此时应检查所用的键盘与主控板是否匹配(是否含有IC75179),对于带有内外键盘操作的机器,应检查一下你所设置的拨码开关位置是否正确。
2. 如果显示正常,只是一部分按键无法操作,可检查按键微动开关是否不良。
三、电位器不能 调速:
1. 首先检查控制方式是否正确。
2. 检查给定信号选择和模拟输入方式参数设置是否有效。
3. 主控板拨码开关设置是否正确。
4. 以上均正确,则可能为电位器不良,应检查阻值是否正常。
四、过流保护(OC):
1. 当变频器键盘上显示“FO OC”时“OC”闪烁,此时可按“∧”键进入故障查询状态,可查到故障时运行频率、输出电流、运行状态等,可根据运行状态及输出电流的大小,判定其“OC”保护是负载过重保护还是Vce保护(输出有短路现象、驱动电路故障及干扰等)。
2. 若查询时确定由于负载较重造成加速上升时电流过大,此时适当调整加速时间及合适的V/F特性曲线。
3. 如果没接电机,空运行变频器跳“OC”保护,应断电检查IGBT是否损坏,检查IGBT的续流二极管和GE间的结电容是否正常。若正常,则需检查驱动电路:①检查驱动线插接位置是否正确,是否有偏移,是否虚插。②检查是否是因HALL 及线不良导致“OC”。③检查驱动电路放大元件(如IC33153 等)或光耦是否有短路现象。④检查驱动电阻是否有断路、短路及电阻变值现象。
4. 若在运行过程中跳“OC”,则应检查电机是否堵转(机械卡死),造成负载电流突变引起过流。
5. 在减速过程中跳“OC”,则需根据负载的类型及轻重,相应调整减速时间及减速模式等。
五、过载保护(OL):
1. 当变频器键盘上显示“FO OL”时“OL”闪烁,此时可按“∧”键进入故障查询状态,可查到故障时运行频率、输出电流、运行状态等,可根据运行状态及输出电流的大小,若输出电流过大,则可能负载过重引起,此时应调整加、减速时间及V/F曲线、转矩提升等。若仍过载,则应考虑减轻负载或更换更大容量的变频器。
2. 若查询故障时输出电流并不大,此时应检查电子热过载继电器参数是否适当。
3. 检查HALL及线是否有不良。
六、过热保护(OH):
1. 检查温度开关线插头是否插好,用万用表检测温度开关线是否断开,若断开则可断定温度开关线断路或温度开关损坏。
2. 风扇不良导致过热保护。
3. 环境温度过高,散热效果较差,变频器内部温度较高导致过热保护。
4. 对于带有整流桥的七单元IGBT的变频器,其温度检测是利用IGBT内部的热敏电阻的阻值变化进行温度检测的,若出现“OH”过热保护,有如下原因:①比较器坏,输出高电平所制。②比较器比较电阻变值,比较电压较低。③IGBT 内部的热敏电阻阻值异常。
七、过压保护(OU):
1. 变频器在减速过程中出现过压保护,是由于负载惯性较大所致,此时应延长减速时间,若仍无效,可加装制动单元和制动电阻来消耗能量。
2. 因更换电源板或主控板所引起的过压保护,需调整VpN参数电阻。
3. 输入电源电压高于变频器额定电压太多,也能出现过压。
八、欠压保护(LU):
1. 首先检查输入电源电压是否正常,接线是否良好,是否缺相。
2. “04”值参数电阻是否适当。
3. 因更换电源板或主控板所引起的欠压保护,需调整VpN参数电阻。
4. 电压检测回路,运放等器件不良也能导致欠压。
九、继电器不吸合:
1. 首先应检查输入电源是否异常(如缺相等)。
2. 检查电源板与电容板之间的连线是否正确,是否有松动现象。
3. 检查主控板与电源板之间的26P排线是否有接触不良或断线现象,导致REC控制信号无效,继电器不吸合。
4. 继电器吸合回路元器件坏也导致继电器不吸合。
5. 继电器内部坏(如线圈断线等)。
十、有频率显示,但无电压输出:
1. 变频器运行后,有运行频率,但在U、V、W之间无电压输出,此时需检查载波频率参数是否有丢失。
2. 若载波频率参数正常,可运行变频器,用示波器检查其驱动波形是否正常。
3. 若驱动波形不正常,则需检查主控板CPU发出的SPWM波形是否正常,若异常,则CPU故障;若主控板的SPWM波形正常,则需断电更换26P排线再试,若驱动板驱动波形仍不正常,则驱动电路部分有故障,需修理或更换。

jy7898818

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发表于:2011-05-16 10:08:29
6楼

变频器的控制电路由以下电路组成:频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路,以及逆变器和电动机的保护电路。
  无速度检测电路为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路,即增加速度指令,可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。
  运算电路将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。
   与主回路电位隔离检测电压、电流等。 为驱动主电路器件的电路,它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。
   为了变频器更好人机交互,变频器具有多种输入信号的输入 (比如运行、多段速度运行等)信号,还有各种内部参数的输出“比如电流、频率、保护动作驱动等)信号。
 
   以装在异步电动轴机上的编码器的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转及定位控制等。
   检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。
   逆变器控制电路中的保护电路,可分为逆变器保护和异步电动机保护两种,保护功能有以下几点:
    ①瞬时过电流保护由于逆变电流负载侧短路等,流过逆变器器件的电流超出允许峰值时,瞬时停止逆变器运转,切断电流。变流器的输出电流达到异常值,也同样停止逆变器运转。
   逆变器输出电流超过额定值,且持续流通达规定的时间以上,为了防止逆变器器件、电线等损坏要停止运转。恰当的保护需要反时限特性,采用热继电器或者电子热保护 (使用电子电路)。过载是由于负载的GD2(惯性)过大或因负载过大使电动机堵转而产生。
   采用逆变器是电动机快速减速时,由于再生功率直流电路电压将升高,有时超过容许值。可以采取停止逆变器运转或停止快速减速的方法,防止过电压。
     对于数毫秒以内的瞬时停电,控制电路工作正常。但瞬时停电如果达数 10ms以上时,通常不仅控制电路误动作,主电路也不能供电,所以检出后使逆变器停止运转。
   逆变器负载接地时,为了保护逆变器有时要有接地过电流保护功能。但为了确保人身安全,需要装设漏电断路器。 
   有冷却风机的装置,当风机异常时装置内温度将上升,因此采用风机热继电器或器件散热片温度传感器,检出异常后停止逆变器。在温度上升很小对运转无妨碍的场合,可以省略。变频器在正常运行当中由于风机散热等问题使功率组件温升过快或达到保护温度时常常会因此产生停车事故,因此对机房及变频器温度环境要求一般很高,如果检查变频器有过热或机房温度过高的情况下,建议最好增加降温装置或者考虑变频器本身降温措施,不要因此而影响正常运行。 
   过载检出装置与逆变器保护共用,但考虑低速运转的过热时,在异步电动机内埋入温度检出器,或者利用装在逆变器内的电子热保护来检出过热。动作频繁时,可以考虑减轻电动机负载、增加电动机及逆变器容量等。
    逆变器的输出频率或者异步电动机的速度超过规定值时,停止逆变器运转。
  其它保护
  ①防止失速过电流
   急加速时,如果异步电动跟踪迟缓,则过电流保护电路动作,运转就不能继续进行 (失速)。所以,在负载电流减小之前要进行控制,抑制频率上升或使频率下降。对于恒速运转中的过电流,有时也进行同样的控制。
  ②防止失速再生过电压
   减速时产生的再生能量使主电路直流电压上升,为了防止再生过电压电路保护动作,在直流电压下降之前要进行控制,抑制频率下降,防止不能运转 (失速)。
   通用变频器一般为电压型变频器,采用交—直—交工作方式,即是输入为交流电源,交流电压三相整流桥整流后变为直流电压,然后直流电压经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。当变频器刚上电时,由于直流侧的平波电容容量非常大,充电电流很大,通常采用一个起动电阻充电电流,常见的变频起动两种电路,充电完成后,控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路,起动电路故障一般表现为起动电阻烧坏,变频器报警显示为直流母线电压故障,一般设计者在设计变频器的起动电路时,为了减少变频器的体积选择起动电阻,都选择小一些,电阻值在10~50Ω,功率为10~50W。
   当变频器的交流输入电源频繁通断时,或者旁路接触器的触点接触不良时,以及旁路晶闸管的导通阻值变大时,都会导致起动电阻烧坏。如遇此情况,可购买同规格的电阻换之,同时必须找出引出电阻烧坏的原因。如果故障是由输入侧电源频率开合引起的,必须消除这种现象才能将变频器投入使用;如果故障是由旁路继电器触点或旁路晶闸管引起,则必须更换这些器件。
 
   我厂一台变频器状态正常,但调不到高速运行,经检查,变频器并无故障,参数设置正确,调速输入信号正常,上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有 450V左右,正常值为580~600V,再测输入侧,发现缺了一相,故障原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的,为什么变频器输入缺相不报警仍能在低频段工作呢?实际上变频器缺一相输入时,是可以工作的,多数变频器的母线电压下限为400V,即是当直流母线电压降至400V以下时,变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时,直流母线电压为380*1.2=452V>400V。当变频器不运行时,由于平波电容的作用,直流电压也可达到正常值,新型的变频器都是采用PWM控制技术,调压调频的工作在逆变桥完成,所以在低频段输入缺相仍可以正常工作,但因为输入电压低输出电压低,造成异步电机转矩低,频率上不去。
   出现这种故障显示时,首先检查加速时间参数是否太短,力矩提升参数是否太大,然后检查负载是否太重。如果无这些现象,可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点,复位后运行,看是否出现过流现象,如果出现的话,很可能是 1PM模块出现故障,因为1PM模块内含有过压过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能,而这些故障信号都是经模块控制引脚的输出Fn引脚传送到微控器的,微控器接收到故障信息后,一方面封锁脉冲输出,另一方面将故障信息显示在面板上,一般更换1PM模块。
  变频器出现过压故障,一般是雷雨天气,由于变频器接地措施不良使雷电串入变频器的电源中,使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸,在这种情况下,通常只须断开变频器电源 1min左右,再合上电源,即可复位,另外还要对变频器接地情况进行检测是否符合标准要求;另一种情况是变频器驱动大惯性负载,就出现过压现象,因为这种情况下,变频器的减速停止属于再生制动,在停止过程中,变频器的输出频率按线性下降,而负载电机的频率高于变频器的输出频率,负载电机处于发电状态,机械能转化为电能,并被变频器直流侧的平波电容吸收,当这种能量足够大时,就会产生所谓的“泵升现象”,变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大电压而跳闸,对于这种故障,一是将减速时间参数设置长些(大概设置为30-60S)或增大制动电阻或增加制动单元;二是将变频器的停止方式设置为自由停车。
   电机发热,变频器显示过载
   对于已经投入运行的变频器如果出现这种故障,就必须检查负载的状况;对于新安装的变频器如果出现这种故障,很可能是 V/F曲线设置不当或电机参数设置有问题,如一台新装变频器,其驱动的是一台变频电机,电机额定参数为220V/50Hz,而变频器出厂时设置为380V/50Hz,由于安装人员没有正确设定变频器的V/F参数,导致电机运行一段时间后转子出现磁饱和,致使电机转速降低,发热而过载。所以在新变频器使用以前,必须设置好该参数,另外使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时,没有正确的设置负载电机的额定电压、电流、容量等参数,也会导致电机热过载,还有一种情形是设置的变频器载波率过高时,也会导致电机发热过载,最后一种情形是电气设计者设计变频器常常在低频段工作,而没有考虑到在低频段工作的电机散热变差的问题,致使电机工作一段时间后发热过载,对于这种,需加装散热装置。
  我们维修不少三菱A240-22K变频器,都是坏模块!原因是保养不好,如散热器尘多堵塞、电路板太脏、散热硅脂失效等,这变频器的输出模块(PM100C***120)是一体化模块,就是坏一路也要整个换掉,维修价格高!好的模块也难找!如果你的变频器还没坏,则要多加小心保养!特别是这几天天气炎热!
  在给变频器试机时发现变频器输出电压有1000多伏(输入380V),但变频器只会降压,不会升压!!如果是用数字万用表测量,由于变频器输出电压是高频载波,普通没防干扰的数字表在这里测量是很不准! 
       很多变频器因为供电公司是发电机发电,当发电机有故障时,输出高压电常把变频器及电子仪器烧坏!造成重大损失,工厂在发电机搞了很多保护方法可效果不太明显!后来我们想了一个被动的保护方法,就是在变频器或仪器的输入端的空气开关上加了压敏电阻(380V用821K,220V471K),这样当有高压电时压敏就会短路,空气开关跳闸,保护了变频器,变频器故障率大大减小,压敏电阻很便宜,这个方法可说是花小钱办大事! 
  怎样选购模块:维修变频器,判定模块的质量也是关键!首先你要看模块是否被拆开过(看外观痕迹),现在有很多模块是维修过的,参数正常但质量很差!耐压值是最重要的参数,可用耐压表测量,输入380V的变频器的输出模块耐压值要大于1000V,220V则要600V!电流则可用电容表来比较判定大小!IGBT模块还可以用指针式万用表10K档检测其是否能动作,用指针(黑—红)去触发模块的G—E,可使模块C—E导通,当G—E短接时则C—E关闭! 这方法是最简单最基本的测量方法     
    不少人维修变频器更换的模块没几天又坏掉,弄不清原因就拿到我们这里来,原来是有的螺丝没拧紧!看起来好象是小事,但对变频器却是致命的!我们发现,有很多变频器当装在有震动的设备上(如工业洗衣机、机床等)运行一段时间后,其主回路的连接螺丝和模块的紧固螺丝容易松动,此时最先损坏一般是模块,如果换了模块后没有紧固其它螺丝,则模块很快坏掉!也特别强调不要把变频器装在有震动的设备上,不然多好的变频器可能很快就坏了! 
   富士G9变频器3.7KW-7.5KW有一个共同的问题:其散热风扇功率大,转速高,当在尘多的工作环境中寿命会比较短!当风扇坏了以后变频器也不会马上跳“过热”保护(可能是保护温度值设置太高),这时整个变频器的内部温度很高,使到驱动电路及电源电路的小电容容易老化,通常是开关电源最先停止工作!变频器没有显示!!这时候应把风扇及电源电路的二个小电容换掉就可以使变频器恢复正常!最好也把驱动电路的电容也换掉!! 
    有的人为了提高电机的转矩,常把变频器的转矩提升参数(或最低输出电压)调到很高!这样变频器的启动电流会很大,经常跳“过流”,也容易损坏模块!转矩提升应适当,可慢慢调上去并观察电流大小,负载大的最好用“矢量控制”,这时变频器能自动地输出最大转矩,变频器要进行“调谐(自学习)”,但真正有此功能的变频器并不多! 更不能调低基本频率,国内电机设计基本频率是50HZ,当变频器的基本频率调小后,虽然可提高转矩,但电流急升,对变频器及电机都会造成伤害!
变频器维修总结:
           过电流保护功能   变频器中,过电流保护的对象主要指带有突变性质的、电流的峰值超过了变频器的容许值的情形.   由于逆变器件的过载能力较差,所以变频器的过电流保护是至关重要的一环,迄今为止,已发展得十分完善. (1) 过电流的原因   1、工作中过电流 即拖动系统在工作过程中出现过电流.其原因大致来自以下几方面:   ① 电动机遇到冲击负载,或传动机构出现“卡住”现象,引起电动机电流的突然增加.   ② 变频器的输出侧短路,如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路,或电动机内部发生短路等.   ③ 变频器自身工作的不正常,如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。例如由于环境温度过高,或逆变器件本身老化等原因,使逆变器件的参数发生变化,导致在交替过程中,一个器件已经导通、而另一个器件却还未来得及关断,引起同一个桥臂的上、下两个器件的“直通”,使直流电压的正、负极间处于短路状态。   2、升速时过电流 当负载的惯性较大,而升速时间又设定得太短时,意味着在升速过程中,变频器的工作效率上升太快,电动机的同步转速迅速上升,而电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上去,结果是升速电流太大。   3、降速中的过电流 当负载的惯性较大,而降速时间设定得太短时,也会引起过电流。因为,降速时间太短,同步转速迅速下降,而电动机转子因负载的惯性大,仍维持较高的转速,这时同样可以是转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。   (2)处理方法   1、 起动时一升速就跳闸,这是过电流十分严重的现象,主要检查   ① 工作机械有没有卡住   ② 负载侧有没有短路,用兆欧表检查对地有没有短路   ③ 变频器功率模块有没有损坏   ④ 电动机的起动转矩过小,拖动系统转不起来   2、 起动时不马上跳闸,而在运行过程中跳闸,主要检查   ① 升速时间设定太短,加长加速时间   ② 减速时间设定太短,加长减速时间   ③ 转矩补偿(U/F比)设定太大,引起低频时空载电流过大   ④ 电子热继电器整定不当,动作电流设定得太小,引起变频器误动作   这些是我们工作时的经验,希望我们的电工在平时多看看书,理论知识加上实践工作努力,那我们一定能做好每一件事情!祝你们工作愉快!   电压保护功能   1、 过电压保护   产生过电压的原因及处理方法:   ① 电源电压太高   ② 降速时间太短   ③ 降速过程中,再生制动的放电单元工作不理想,来不及放电,请增加外接制动电阻和制动单元; ④ 请检查放电回路有没有发生故障,实际并不放电;对于小功率的变频器很有放电电阻损坏:   2、 欠电压保护 产生欠电压的原因及处理方法:   ① 电源电压太低   ② 电源缺相;   ③ 整流桥故障:如果六个整流二极管中有部分因损坏而短路,整流后的电压将下降,对于整流器件和晶闸管的损坏,应注意检查,及时更换。   以上内容对于刚刚接触变频器的朋友,希望你们好好的记牢;我们将会在以后写出更多变频器技术和大家一起学习。同时也欢迎各行各业同仁来电来函,或到我公司考察。 逆变器件的介绍:   1.SCR和GTO晶闸管   ⑴普通晶闸管SCR 曾称可控硅,它有三个极:阳极,阴极和门极。   SCR的工作特点是,当在门极与阴极间加一个不大的正向电压(G为+,K为—)时,SCR即导通,负载Rl中就有电流流过。导通后,即使取消门极电压,SCR仍保持导通状态。只有当阳极电路的电压为0或负值时,SCR才关断。所以,只需要用一个脉冲信号,就可以控制其导通了,故它常用于可控整流。   作为一种无触点的半导体开关器件,其允许反复导通和关断的次数几乎是无限的,并且导通的控制也十分方便。这是一般的“通-断开关”所望尘莫及的,从而使实现异步电动机的变频调速取得了突破。但由于变频器的逆变电路是在直流电压下工作的,而SCR在直流电压下又不能自行关断,因此,要实现逆变,还必须增加辅助器件和相应的电路来帮助它关断。所以,尽管当时的变频调速装置在个别领域(如风机和泵类负载)已经能够实用,但未能进入大范围的普及应用阶段。   ⑵门极关断(GTO)晶闸管 SCR在一段时间内,几乎是能够承受高电压和大电流的唯一半导体器件。因此,针对SCR的缺点,人们很自然地把努力方向引向了如何使晶闸管具有关断能力这一点上,并因此而开发出了门极关断晶闸管。   GTO晶闸管的基本结构和SCR类似,它的三个极也是:阳极(A)、阴极(K)和门极(G)。其图行符号也和SCR相似,只是在门极上加一短线,以示区别。   GTO晶闸管的基本电路和工作特点是:   ①在门极G上加正电压或正脉冲(开关S和至位置1)GTO晶闸管即导通。其后,即使撤消控制信号(开关回到位置0),GTO晶闸管仍保持导通。可见,GTO晶闸管的导通过程和SCR的导通过程完全相同。    ②如在G、K间加入反向电压或较强的反向脉冲(开关和至位置2),可使GTO晶闸管关断。 用GTO晶闸管作为逆变器件取得了较为满意的结果,但其关断控制较易失败,故仍较复杂,工作频率也不够高。而几乎是与此同时,大功率管(GTR)迅速发展了起来,使GTO晶闸管相形见绌。因此,在大量的中小容量变频器中,GTO晶闸管已基本不用。但其工作电流大,故在大容量变频器中,仍居主要地位。   逆变器件的介绍:上次我们向大家介绍了普通晶闸管(SCR)和门极关断晶闸管(GTO),最重要是让大家了解变频器中逆变器件是如何工作的,它们起到什么作用!接下来我们讲:大功率晶体管(GTR)-大功率晶体管,也叫双极结型晶体管(BJT)。   1、 变频器用的GTR一般都是达林顿晶体管(复合管)模块,其内部有三个极分别是集电极C、发射极E和基极B。根据变频器的工作特点,在晶体管旁还并联了一个反向连接的续流二极管。又根据逆变桥的特点,常做成双管模块,甚至可以做成6管模块。   2、 工作时状态 和普通晶体管一样,GTR也是一种放大器件,具有三种基本的工作状态:   ⑴放大状态 起基本工作特点是集电极电流Ic的大小随基极电流Ib而变 Ic=βIb 式中β------GTR的电流放大倍数。   GTR处于放大状态时,其耗散功率Pc较大。设Uc=200V,Rc=10Ω,β=50,Ib=200mA(0.2A) 计算如下:Ic= βIb=50*0.2A=10A Uce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100V Pc=UceIc=100*10W=1000W=1KW ⑵饱和状态 Ib增大时,Ic随之而增大的状态要受到欧姆定律的制约。当 βIb>Uc/Rc 时,Ic=βIb的关系便不能再维持了,这时,GTR开始进入“饱和"状态。而当 Ic的大小几乎完全由欧姆定律决定,即 Ics≈Uc/Rc 时,GTR便处于深度饱和状态(Ics 为饱和电流)。这时,GTR的饱和压降Uces约 为1-5V。   GTR处于饱和状态时的功耗是很小的。上例中,设Uces=2V,则 Ics=Uc/Rc=200/10A=20A Pc=UcesIcs=2*20W=40W   可见,与放大状态相比,相差甚远。   ⑶截止状态 即关断状态。这是基极电流Ib≤0的结果。   在截止状态,GTR只有很微弱的漏电流流过,因此,其功耗是微不足道的。   GTR在逆变电路中是用来作为开关器件的,工作过程中,总是在饱和状态间进行交替。所以,逆变用的GTR的额定功耗通常是很小的。而如上述,如果GTR处于放大状态,其功耗将增大达百北以上。所以,逆变电路中的GTR是不允许在放大状态下小作停留的。   3.主要参数   ⑴在截止状态时   ①击穿电压Uceo和Ucex:能使集电极C和发射极E之间击穿的最小电压。基极B开路是用 Uceo表示,B、E间接入反向偏压时用Ucex 表示。在大多数情况下,这两个数据是相等的。   ②漏电流Iceo 和 Icex:截止状态下,从C极流向E极的电流。B极开路时为 Iceo,B、E间反偏时为 Icex。   ⑵在饱和状态时   ① 集电极最大电流Icm:GTR饱和导通是的最大允许电流。   ② 饱和压降Uces:当GTR饱和导通时,C、E间的电压降。   ⑶在开关过程中   ① 开通时间Ton:从B极通入正向信号电流时起,到集电极电流上升到0.9 Ics 所需要的时间。   ② 关断时间Toff:从基极电流撤消时起,至Ic下降至0.1 Ics 所需的时间   开通时间和关断时间将直接影响到SPWM调制是的载波频率。通常,使用GTR做逆变管时的载波频率底于2KHz。   4.变频器用GTR的选用   ⑴Uceo 通常按电源线电压U峰值的2倍来选择。   Uceo≥2厂2U 在电源电压为380V的变频器中,应有 Uceo≥2厂2U*380V=1074.8V,故选用 Uceo=1200V的GTR是适宜的。   ⑵Icm 按额定电流In峰值的2倍来选择 Icm≥2厂2 In GTR是用电流信号进行驱动的,所需驱动功率较大,故基极驱动系统比较复杂,并使工作频率难以提高,这是其不足之处。 今天我告诉大家的是MOSFET以及IGBT   1、 功率场效应晶体管(POWER MOSFET) 它的3个极分别是源极S、漏极D和栅极G   其工作特点是,G、S间的控制信号是电压信号Ugs。改变Ugs的大小,主电路的漏极电流Id也跟着改变。由于G、S间的输入阻抗很大,故控制电流几乎为0,所需驱动功率很小。和GTR相比,其驱动系统比较简单,工作频率也比较高。此外,MOSFET还具有热稳定性好、安全工作区大 等优点。   但是,功率场效应晶体管在提高击穿电压和增大电流方面进展较慢,故在变频器中的应用尚不能居主导地位。   2、 绝缘栅双极晶体管(IGBT) IGBT是MOSFET和GTR相结合的产物,是栅极为绝缘栅结构(MOS结构)的晶体管,它的三个极分别是集电极C、发射极E和栅极G。   工作特点是,控制部分与场效应晶体管相同,控制信号为电压信号Uge,输入阻抗很高,栅极电流I≈0,故驱动功率很小。而起主电路部分则与GTR相同,工作电流为集电极电流I。   至今,IGBT的击穿电压也已做到1200V,集电极最大饱和电流已超过1500A,由IGBT作为逆变器件的变频器容量已达到250KVA以上。   此外,其工作频率可达20KHZ。由IGBT作为逆变器件的变频器的载波频率一般都在10KHZ以上,故电动机的电源波形比较平滑,基本无电磁噪声。   目前,在新系列的中小容量变频器中,IGBT已处于绝对优势的地位!   最近市场出现智能性模块,模块中包含了过电流、过电压、低电压、过热等保护,我也相信在今后的发展中能和大家一起学习,共同维护好我们的使命! $如果要正确的使用变频器, 必须认真地考虑散热的问题. !!!变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度,变频器使用寿命减半。 因此,我们要重视散热问题啊!   在变频器工作时,流过变频器的电流是很大的, 变频器产生的热量也是非常大的,不能忽视其发热所产生的影响    通常,变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发热量大概是多少. 可以用以下公式估算: 发热量的近似值= 变频器容量(KW)×55 [W]   在这里, 如果变频器容量是以恒转矩负载为准的 (过流能力150% * 60s)   如果变频器带有直流电抗器或交流电抗器, 并且也在柜子里面, 这时发热量会更大一些。 电抗器安装在变频器侧面或测上方比较好。   这时可以用估算: 变频器容量(KW)×60 [W]   因为各变频器厂家的硬件都差不多, 所以上式可以针对各品牌的产品.   注意: 如果有制动电阻的话,因为制动电阻的散热量很大, 因此最好安装位置最好和变频器隔离开, 如装在柜子上面或旁边等。   $ 那么, 怎样采能降低控制柜内的发热量呢?   当变频器安装在控制机柜中时,要考虑变频器发热值的问题。    根据机柜内产生热量值的增加,要适当地增加机柜的尺寸。因此,要使控制机柜的尺寸尽量减小,就必须要使机柜中产生的热量值尽可能地减少。    如果在变频器安装时,把变频器的散热器部分放到控制机柜的外面,将会使变频器有70%的发热量释放到控制机柜的外面。由于大容量变频器有很大的发热量,所以对大容量变频器更加有效。    还可以用隔离板把本体和散热器隔开, 使散热器的散热不影响到变频器本体。这样效果也很好。 注意:变频器散热设计中都是以垂直安装为基础的,横着放散热会变差的!   关于冷却风扇    一般功率稍微大一点的变频器, 都带有冷却风扇。同时,也建议在控制柜上出风口安装冷却风扇。进风口要加滤网以防止灰尘进入控制柜。 注意控制柜和变频器上的风扇都是要的,不能谁替代谁。 $其他关于散热的问题    1。 在海拔高于1000m的地方,因为空气密度降低,因此应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容,1000m每-5%。但由于实际上因为设计上变频器的负载能力和散热能力一般比实际使用的要大, 所以也要看具体应用。 比方说在1500m的地方,但是周期性负载,如电梯,就不必要降容。 2。 开关频率:变频器的发热主要来自于IGBT, IGBT的发热有集中在开和关的瞬间。 因此开关频率高时自然变频器的发热量就变大了。 有的厂家宣称降低开关频率可以扩容, 就是这个道理。 过热保护 主要有以下几点:   ⑴风扇运转保护 变频器的内装风扇是箱体内部散热的主要手段,它将保证控制电路的正常工作。所以,如果风扇运转不正常,应立即进行保护。    ⑵逆变模块散热板的过热保护 逆变模块是变频器内发生热量的主要部件,也是变频器中最重要而又最脆弱的部件。所以,各变频器都在散热板上配置了过热保护器件。   ⑶制动电阻过热保护 制动电阻的标称功率是按短时运行选定的。所以,一旦通电时间过长,就会过热。这时,应暂停使用,待冷却后再用。或选用较大一点功率电阻。   ⑷冷却风道的入口和出口不得堵塞,环境温度也可能高于变频器的允许值。如果还有问题,你可以打电话给我们!   我就讲一讲脉宽调制和脉幅调制,至于芯片的资料你可以到中国电子网去查一查,我不方便登录在此处,它记载的数据有6页!   在VVVF的实施,有两种基本的调制方法:   1.脉幅调制 (PAM) 逆变器所得交流电压的振幅值等于直流电压值(Um=Ud)。因此,实现变频也是变压的最容易想到的方法,便是在调节频率的同时,也调节直流电压。   这种方法的特点是,变频器在改变输出频率的同时,也改变了电压的振幅值,故称为脉幅调制,常用PAM(Pulse Amplitude Modulation)表示。 PAM需要同时调节两部分:整流部分和逆变部分,两者之间还必须满足Ku和Kf间的一定的关系,故其控制电路比较复杂。   2.脉宽调制(PWM) 把每半个周期内,输出电压的波形分割成若干个脉冲波,每个脉冲的宽度为T1,每两个脉冲间的间隔宽度为T2,那么脉冲的占空比Υ=T1/(T1+T2)。   这时,电压的平均值和占空比成正比,所以在调节频率时,不改变直流电压的幅值,而是改变输出电压脉冲的占空比,也同样可以实现变频也变压的效果。当电压周期增大(频率降低),电压脉冲的幅值不变,而占空比在减小,故平均电压降低。   此法的特点是,变频器在改变输出频率的同时,也改变输出电压的脉冲占空比(幅值不变)故称为脉宽调制,常用PWM(Pulse width modulation)表示。   PWM只须控制逆变电路便可实现,与PAM相比,控制电路简化了许多。   不论是PAM,还是PWM,其输出电压和电流的波形都是非正玄波,具有许多高次谐波成分。为了使输出电流的波形接近与正玄波,又提出了正玄波脉宽调制的方式。下次接着讲SPWM 各位朋友大家好,今天我要为大家讲的是:正弦波脉宽调制(SPWM)   1、QPWM的概念 在进行脉宽调制时,使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。当正弦值为最大值时,脉冲的宽度也最大,而脉冲间的间隔则最小,反之,当正弦值较小时,脉冲的宽度也小,而脉冲间的间隔则较大,这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小,称为正弦波脉宽调制。   SPWM脉冲系列中,各脉冲的宽度以及相互间的间隔宽度是由正弦波(基准波或调制波)和等腰三角波(载波)的交点来决定的。具体方法如后所述。   2、单极性SPWM法 (1)调制波和载波:曲线①是正弦调制波,其周期决定于需要的调频比kf,振幅值决定于ku,曲线②是采用等腰三角波的载波,其周期决定于载波频率,振幅不变,等于ku=1时正弦调制波的振幅值,每半周期内所有三角波的极性均相同(即单极性)。 调制波和载波的交点,决定了SPWM脉冲系列的宽度和脉冲音的间隔宽度,每半周期内的脉冲系列也是单极性的。 (2)单极性调制的工作特点:每半个周期内,逆变桥同一桥臂的两个逆变器件中,只有一个器件按脉冲系列的规律时通时通时断地工作,另一个完全截止;而在另半个周期内,两个器件的工况正好相反,流经负载ZL的便是正、负交替的交变电流。 3、双极性SPWM法   (1)调制波和载波: 调制波仍为正弦波,其周期决定于kf,振幅决定于ku,中曲线①,载波为双极性的等腰三角波,其周期决定于载波频率,振幅不变,与ku=1时正弦波的振幅值相等。   调制波与载波的交点决定了逆变桥输出相电压的脉冲系列,此脉冲系列也是双极性的,但是,由相电压合成为线电压(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua)时,所得到的线电压脉冲系列却是单极性的。 (2)双极性调制的工作特点:逆变桥在工作时,同一桥臂的两个逆变器件总是按相电压脉冲系列的规律交替地导通和关断,毫不停息,而流过负载ZL的是按线电压规律变化的交变电流。   4、实施SPWM的基本要求 (1)必须实时地计算调制波(正弦波)和载波(三角波)的所有交点的时间坐标,根据计算结果,有序地向逆变桥中各逆变器件发出“通”和“断”的动作指令。   (2)调节频率时,一方面,调制波与载波的周期要同时改变(改变的规律本文不作介绍);另一方面,调制波的振幅要随频率而变,而载波的振幅则不变,所以,每次调节后,所胶点的时间坐标都 必须重新计算。 要满足上述要求,只有在计算机技术取得长足进步的20世纪80年代才有可能,同时,又由于大规模集成电路的飞速发展,迄今,已经有能够产生满足要求的SPWM波形的专用集成电路了。 西门子420变频器PID调试:总结在变频器page5-13.14详细讲解在说明书page10-84.85..86.87.88.89.90.91.92.93.94 重要几个参数为1.P0004改为22. page10-6   2.P2200改为1 允许PID控制器投入    3. P2257 PID设定值的斜坡上升时间    p2258 PID设定值的斜坡下降时间   P2261 PID设定值的滤波时间常数   P2264 PID反馈信号   P2265 PID反馈滤波时间常数   P2267 PID反馈信号的上限值   P2268 PID反馈信号的下限值   P2269 PID反馈信号的增益   P2270 PID传感器的反馈型式   P2280 PID比例增益系数   P2285 PID积分时间   P2291 PID输出上限   P2292 PID输出下限   P2293 PID限幅值的斜坡上升/下降时间 噪声与振动及其对策   采用变频器调速,将产生噪声和振动,这是变频器输出波形中含有高次谐波分量所产生的影响。随着运转频率的变化,基波分量、高次谐波分量都在大范围内变化,很可能引起与电动机的各个部分产生谐振等。 (1) 噪声问题及对策 用变频器传动电动机时,由于输出电压电流中含有高次谐波分量,气隙的高次谐波磁通增加,故噪声增大。电磁噪声由以下特征:由于变频器输出中的低次谐波分量与转子固有机械频率谐振,则转子固有频率附近的噪声增大。变频器输出中的高次谐波分量与铁心机壳轴承架等谐振,在这些部件的各自固有频率附近处的噪声增大。   变频器传动电动机产生的噪声特别是刺耳的噪声与PWM控制的开关频率有关,尤其在低频区更为显著。一般采用以下措施平抑和减小噪声:在变频器输出侧连接交流电抗器。如果电磁转矩有余量,可将U / f定小些。采用特殊电动机在较低频的噪声音量较严重时,要检查与轴系统(含负载)固有频率的谐振。 (2) 振动问题及对策 变频器工作时,输出波形中的高次谐波引起的磁场对许多机械部件产生电磁策动力,策动力的频率总能与这些机械部件的固有频率相近或重合,造成电磁原因导致的振动。对振动影响大的高次谐波主要是较低次的谐波分量,在PAM方式和方波PWM方式时有较大的影响。但采用正弦波PWM方式时,低次的谐波分量小,影响变小。   减弱或消除振动的方法,可以在变频器输出侧接入交流电抗器以吸收变频器输出电流中的高次谐波电流成分。使用PAM方式或方波PWM方式变频器时,可改用正弦波PWM方式变频器,以减小脉动转矩。从电动机与负载相连而成的机械系统,为防止振动,必须使整个系统不与电动机产生的电磁力谐波。 负载匹配及对策 生产机械的种类繁多,性能和工艺要求各异,其转矩特性不同,因此应用变频器前首先要搞清电动机所带负载的性质,即负载特性,然后再选择变频器和电动机。负载有三种类型:恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。不同的负载类型,应选不同类型的变频器。    (1) 恒转矩负载 恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载。 摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的150%左右,制动转矩一般要求额定转矩的100%左右,所以变频器应选择具有恒定转矩特性,而且起动和制动转矩都比较大,过载时间和过载能力大的变频器,如FR-A540系列。 位能负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能,能够快速实现正反转,变频器应选择具有四象限运行能力的变频器,如FR-A241系列。    (2) 风机泵类负载 风机泵类负载是典型的平方转矩负载,低速下负载非常小,并与转速平方成正比,通用变频器与标准电动机的组合最合适。这类负载对变频器的性能要求不高,只要求经济性和可靠性,所以选择具有U/f=const控制模式的变频器即可,如FR-A540(L)。如果将变频器输出频率提高到工频以上时,功率急剧增加,有时超过电动机变频器的容量,导致电动机过热或不能运转,故对这类负载转矩,不要轻易将频率提高到工频以上。    (3) 恒功率负载 恒功率负载指转矩与转速成反比,但功率保持恒定的负载,如卷取机、机床等。对恒功率特性的负载配用变频器时,应注意的问题:在工频以上频率范围内变频器输出电压为定值控制,,所以电动机产生的转矩为恒功率特性,使用标准电动机与通用变频器的组合没有问题。而在工频以下频率范围内为U/f定值控制,电动机产生的转矩与负载转矩又相反倾向,标准电动机与通用变频器的组合难以适应,因此要专门设计。   发热问题及对策 变频器发热是由于内部的损耗而产生的,以主电路为主,约占98%,控制电路占2%。为保证变频器正常可靠运行,必须对变频器进行散热。主要方法有:   (1) 采用风扇散热:变频器的内装风扇可将变频器箱体内部散热带走。   (2) 环境温度:变频器是电子装置,内含电子元件机电解电容等,所以温度对其寿命影响较大。通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃~+50℃,如果能降低变频器运行温度,就延长了变频器的使用寿命,性能也稳定。 大家好,春节一定过的愉快吧!我们今年一直忙于变频器的保养。为什么要保养呢?我就先举个例子:两人同时各买了一辆自行车。一个人对自己的自行车倍加爱护,在雨天,下雪天的时候,骑完车之后都擦一擦,保持干净!平常一个月都能擦两三次,紧紧螺丝!注意保养!现在还象新的一样!另外一个人则打自行车买来从来没有擦过,也没有保养过!刚过了半年就面目全非!显而以见,经过保养的自行车经久耐用!保养变频器的原理同样如此!我公司已经与上海石化,上海石洞口,上海阿姆斯壮,仪征化纤等单位签定定期保养业务!⑴可以延长变频器的使用期⑵电器方面我们可以说减少维修率⑶也可以体现公司的管理,公司的形象!我司保养的具体方案如下:1、 变频器须解体,查看内部是否有异常现象.(如:镙丝松动、焊锡脱落、器件松动、器件烧焦、烧煳现象。) 2、 检查变频器内部易老化器件,如:风扇,功率器件,功率电容,及印板老化现象。 3、 清理变频器内部粉尘,油污,腐蚀性及导体杂质。对主要印板如:主控板,驱动板,开关电源板。采用全新品进口电子清洁剂进行喷洗,去除其老化层及导电物质。 4、 对变频器主要控制部分进行先进的加膜处理。起到防尘,防老化,防导电物质,防水,及腐蚀性物质。

   如果你的车间同一个角落有很多变频器;你最好能把变频器安装在有空调的房间里,可以收到意想不到的效果,可大大降低变频器的故障率!大大延长变频器的寿命!

jiaoanpeng

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发表于:2011-05-16 15:39:56
7楼

偶厂用到的变频器比较多,特别是生产装置中,其主要是取代了生产设备中的调节阀,达到节能的作用。这样的系统一般是DCS或PLC系统中的PID调节器(大部分是简单控制系统)输出一个4-20mA的信号这个是阀位输出,从卡件输出后输入到配电室中的变频器上,然后变频器通过这个电流信号来调节变频器动力电的频率,作用到现场的电机上,电机带动离心泵,通过电机转速来实现泵出口流量的变化,同时变频器输出的频率在通过模拟输出端反馈到仪表控制室,工艺人员通过PID调节器输出信号大小与变频器信号反馈进行比较,以此来得出变频器运行状态。

这个偶厂的分工是仪表负责控制柜PID输出到变频器信号的稳定、准确性,电修负载变频器、电机的运行情况及变频器返回的模拟信号,这个信号在仪表控制柜内输入仪表责任,在配电室输入电修责任。泵修负载泵旋转运行责任。分工明确,不是自己责任严禁插手,再说即使懂别的责任的设备,也没有维修配件和工具,因此这是一个多单位协作的设备。

出现问题,工艺要找上述三个单位的人员,这个必须全部到场,不然没法干活而是互相扯皮,工艺人员判断问题依据,一是PID输出与变频器返回数值不同,差别较大,另一个通过介质参数比如流量、压力、温度、液位或者工艺人员判断其机泵是否运转正常是否上量。

出现故障类型一般是突然性的PID输出与变频器返回差别较大,或者PID输出无变化,返回发生较大幅度变化,这个变化有的叫稳定性质的阶跃变化,有的是上下波动,不稳定。还有的状况就是PID输出变化,变频器返回不变化,再者就是变频器返回正常,但是现场机泵运行不正常。

对于偶这个负责仪表的人员来说最常遇到的既是PID输出与变频器返回之间的问题,这个主要的原因有PID输出的信号受配电室各个动力电缆及配电柜的影响出现电磁干扰,使PID输出不变的情况下变频器输入信号出现变化,再者就是变频器输出信号受电磁干扰,发生波动,造成工艺人员误以为变频器输出不稳。这种故障偶一般采取信号电缆屏蔽接地,信号安装隔离端子等方法确保模拟信号的准确性。

此外就是变频器本身的原因,偶对这个是弱项,楼上高手已经说的很具体了,偶羡慕。。

a332329107

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8楼
变频器故障分类 根据变频器发生故障或损坏的特征,一般可分为两类;一种是在运行中频繁出现的自动停机现象,并伴随着一定的故障显示代码,其处理措施可根据随机说明书上提供的指导方法,进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适,或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象;另一类是由于使用环境恶劣,高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障(严重时,会出现打火、爆炸等异常现象)。这类故障发生后,一般会使变频器无任何显示,其处理方法是先对变频器解体检查,重点查找损坏件,根据故障发生区,进行清理、测量、更换,然后全面测试,再恢复系统,空载试运行,观察触发回路输出侧的波形,当6组波形大小、相位差相等后,再加载运行,达到解决故障的目的。本文主要阐述第二类故障的分析和处理方法。 3.1.1 主电路故障 根据对变频器实际故障发生次数和停机时间统计,主电路的故障率占60以上;运行参数设定不当,导致的故障占20左右;控制电路板出现的故障占15;操作失误和外部异常引起的故障占5。从故障程度和处理困难性统计,此类故障发生必然造成元器件的损坏和报废。是变频器维修费用的主要消耗部分。 (1)整流块的损坏 变频器整流桥的损坏也是变频器的常见故障之一,早期生产的变频器整流块均以二极管整流为主,目前部分整流块采用晶闸管的整流方式(调压调频型变频器)。中、大功率普通变频器整流模块一般为三相全波整流,承担着变频器所有输出电能的整流,易过热,也易击穿,其损坏后一般会出现变频器不能送电、保险熔断等现象,三相输入或输出端呈低阻值(正常时其阻值达到兆欧以上)或短路。在更换整流块时,要求其在与散热片接触面上均匀地涂上一层传热性能良好的硅导热膏,再紧固螺丝。如果没有同型号整流块时,可用同容量的其它类型的整流块替代,其固定螺丝孔,必须重新钻孔、攻丝,再安装、接线。例如,一台80年代中期西门子生产的变频器(7.5kVA)整流模块(椭圆形)击穿后,因无同类整流块配件,采用三垦生产的同容量整流块(矩形)替代后,已运行多年,目前仍然能正常使用。 (2)充电电阻易损坏 导致变频器充电电阻损坏原因一般是:如主回路接触器吸合不好时,造成通流时间过长而烧坏;或充电电流太大而烧坏电阻;或由于重载启动时,主回路通电和RUN信号同时接通,使充电电阻既要通过充电电流,同时又要通过负载逆变电流,故易被烧坏。其损坏的特征,一般表现为烧毁、外壳变黑、炸裂等损坏痕迹。也可根据万用表测量其电阻(不同容量的机器,其阻值不同,可参考同一种机型的阻值大小确定)判断。 (3)逆变器模块烧坏 中、小型变频器一般用三组IGTR(大功率晶体管模块);大容量的机种均采用多组IGTR并联,故测量检查时应分别逐一进行检测。IGTR的损坏也可引起变频器OC(pA或pd或pn)保护功能动作。逆变器模块的损坏原因很多:如输出负载发生短路;负载过大,大电流持续运行;负载波动很大,导致浪涌电流过大;冷却风扇效果差;致使模块温度过高,导致模块烧坏、性能变差、参数变化等问题,引起逆变器输出异常。如一台FRN22G11S-4CX变频器,输出电压三相差为106V,解体在线检查逆变模块(6MBP100RS-120)外观,没发现异常,测量6路驱动电路也没发现故障,将逆变模块拆下测量发现有一组模块不能正常导通,该模块参数变化很大(与其它两组比较),更换之后,通电运行正常。又如MF-30K-380变频器在启动时出现直流回路过压跳闸故障。这台变频器并不是每次启动时,都会过压跳闸。检查时发现变频器在通电(控制面板上无通电显示信号)后,测得直流回路电压达到500V以上,由于该型变频器直流回路的正极串接1只SK-25接触器。在有合闸信号时经过预充电过程后吸合,故怀疑预充电回路性能不良,断开预充电回路,情况依旧。用电容表检查滤波电容发现已失效,更换电容后,变频器工作正常。 3.1.2 辅助控制电路故障 变频器驱动电路、保护信号检测及处理电路、脉冲发生及信号处理电路等控制电路称为辅助电路。辅助电路发生故障后,其故障原因较为复杂,除固化程序丢失或集成块损坏(这类故障处理方法一般只能采用控制板整块更换或集成块更换)外,其他故障较易判断和处理。 (1)驱动电路故障 驱动电路用于驱动逆变器IGTR,也易发生故障。一般有明显的损坏痕迹,诸如器件(电容、电阻、三极管及印刷板等)爆裂、变色、断线等异常现象,但不会出现驱动电路全部损坏情况。处理方法一般是按照原理图,每组驱动电路逐级逆向检查、测量、替代、比较等方法;或与另一块正品(新的)驱动板对照检查、逐级寻找故障点。处理故障步骤:首先对整块电路板清灰除污。如发现印刷电路断线,则补线处理;查出损坏器件即更换;根据笔者实践经验分析,对怀疑的元器件,进行测量、对比、替代等方法判断,有的器件需要离线测定。驱动电路修复后,还要应用示波器观察各组驱动电路信号的输出波形,如果三相脉冲大小、相位不相等,则驱动电路仍然有异常处(更换的元器件参数不匹配,也会引起这类现象),应重复检查、处理。大功率晶体管工作的驱动电路的损坏也是导致过流保护功能动作的原因之一。驱动电路损坏表现出来最常见的现象是缺相,或三相输出电压不相等,三相电流不平衡等特征。 (2)开关电源损坏 开关电源损坏的一个比较明显的特征就是变频器通电后无显示。如:富士G5S变频器采用了两级开关电源,其原理是主直流回路的直流电压由500V以上降为300V左右,然后再经过一级开关降压,电源输出5V,24V等多路电源。开关电源的损坏常见的有开关管击穿,脉冲变压器烧坏,以及次级输出整流二极管损坏,滤波电容使用时间过长,导致电容特性变化(容量降低或漏电电流较大),稳压能力下降,也容易引起开关电源的损坏。富士G9S则使用了一片开关电源专用的波形发生芯片,由于受到主回路高电压的窜入,经常会导致此芯片的损坏,由于此芯片市场很少能买到,引起的损坏较难修复。 另外,变频器通电后无显示,也是较常见的故障现象之一,引起这类故障原因,多数也是由于开关电源的损坏所致。如MF系列变频器的开关电源采用的是较常见的反激式开关电源控制方式,开关电源的输出级电路发生短路也会引起开关电源损坏,从而导致变频器无显示。 (3)反馈、检测电路故障 在使用变频器过程中,经常会碰到变频器无输出现象。驱动电路损坏、逆变模块损坏都有可能引起变频器无输出,此外输出反馈电路出现故障也能引起此类故障现象。有时在实际中遇到变频器有输出频率,没有输出电压(实际输出电压非常小,可认为无输出),这时则应考虑一下是否是反馈电路出现了故障所致。在反馈电路中用于降压的反馈电阻是较容易出现故障的元件之一;检测电路的损坏也是导致变频器显示OC(pA或pd或pn)保护功能动作的原因,检测电流的霍尔传感器由于受温度,湿度等环境因素的影响,工作点容易发生飘移,导致OC报警。 总之,变频器常见故障有过流、过压、欠压以及过热保护,并有相应的故障代码,不同的机型有不同的代码,其代码含义可查阅随机使用说明书,参考处理措施进行解决。过流经常是由于GTR(或IGBT)功率模块的损坏而导致的,在更换功率模块的同时,应先检查驱动电路的工作状态,以免由于驱动电路的损坏,导致GTR(或IGBT)功率模块的重复损坏;欠压故障发生的主要原因是快速熔断器或整流模块的损坏,以及电压检测电路的损坏,电压检测采样信号是从主直流回路直接取样,经高阻值电阻降压,并通过光耦隔离后送到CPU处理,由高低电平判断是欠压还是过压;过热停机,多数原因是由冷却风扇散热不足引起的。如我厂铝电解车间环境恶劣,高粉尘、高温(夏季厂房上部气温高达56℃)、高氧化铝粉尘、氟化氢腐蚀气体使多功能天车上变频器内电路板易积尘、风扇粘死、电子器件老化迅速、GTR或IGBT模块过热烧坏,故经常出现过热保护,特别是在夏季,这种现象更加频繁,而且模块烧坏率很高,即使进口机型(如SIEMENS、senken、fuji等)情况也是如此。为解决这个问题,我们通过加大天车上使用变频器容量,才初步降低了变频器的故障率和报废率,但效果并不理想。 4 降低变频器故障和延长使用寿命的措施 根据实验证明,变频器的使用环境温度每升高10℃,则其使用寿命减少一半。为此在日常使用中,应根据变频器的实际使用环境状况和负载特点,制定出合理的检修周期和制度,在每个使用周期后,将变频器整体解体、检查、测量等全面维护一次,使故障隐患在初期被发现和处理。 4.1 作好检修工作 (1)定期(根据实际环境确定其周期间隔长短)对变频器进行全面检查维护,必要时可将整流模块、逆变模块和控制柜内的线路板进行解体、检查、测量、除尘和紧固。由于变频器下进风口、上出风口常会因积尘或因积尘过多而堵塞,其本身散热量高,要求通风量大,故运行一定时间后,其电路板上(因静电作用)有积尘,须清洁和检查。 (2)对线路板、母排等维修后,要进行必要的防腐处理,涂刷绝缘漆,对已出现局部放电、拉弧的母排须取除其毛刺,并进行绝缘处理。对已绝缘击穿的绝缘柱,须清除炭化或更换。 (3)对所有接线端检查、紧固,防止松动引起严重发热现象的发生。 (4)对输入(包括输出)端、整流模块、逆变模块、直流电容和快熔等器件进行全面检查、参数测定,发现烧毁或参数变化大的器件应及时更换。 (5)对变频器内风扇转动状况、要经常仔细检查,断电后,用手转动风叶,观察轴承有无卡死或转动不灵活现象,必要时更换处理。 (6)仔细检查控制电路板上电子元器件,检查和处理脱焊、变色、鼓肚、开裂、断线(印刷板线路)等异常现象,必要时对外表异常的元器件,可从电路板上脱焊测量检查或更换。 (7)由于变频器在设计时其电子元器件考虑了使用老化引起的容量降低问题,故在维修中,不必对容量降低小的电容立即更换。在实际中,电容容量降低高低与变频器使用环境、负载大小、工作制等状况有直接的关系,恶劣环境、负载越大、停启频繁等运行状况,会加速直流主电容老化。另外,定期维护时,要详细检查主直流回路电容器有无漏液、外壳有无膨胀、鼓泡或变形,安全阀是否冲开,并对电容容量、漏电流(漏电流大,会使电容器过热,引起安全阀冲开,甚至电容爆炸)、耐压等进行测试,对容量降低30以上、漏电流超过70mA、耐压低于650V的电容应及时更换。对新电容或长期闲置未使用的电容,应进行性能测试,满足使用要求后才可替换使用。 (8)对整流块、逆变GTR(或IGBT)等大载流量的器件要用万用表、电桥等仪器、工具进行检测和耐压实验,测定其正向、反向电阻值,并做表格记录,对参数相差较大的模块要更换。 (9)对主接触器及其它辅助继电器进行检查,仔细观察各接触器动静触头有无拉弧、毛刺或表面氧化、凹凸不平,发现此类问题应对其相应的动静触头进行更换,确保其接触安全可靠。 (10)经常检查电源电压波动程度。改善变频器使用环境和负载波动大的现象,避免大电流对变频器冲击的影响。5 结束语 在变频器的应用中,只有满足其设计工作要求和正常使用的各项条件,才能使其长期、安全、稳定的运行。如果是在恶劣的工作环境下使用,就要加倍重视变频器的日常维护和检修工作,改善变频器使用环境和负载波动大的现象。才能保证变频器可靠、平稳、安全地发挥其各项性能,达到调速运行、节约电能和降低维修费用的目的 。

djgyy

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9楼
变频器故障分类 根据变频器发生故障或损坏的特征,一般可分为两类;一种是在运行中频繁出现的自动停机现象,并伴随着一定的故障显示代码,其处理措施可根据随机说明书上提供的指导方法,进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适,或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象;另一类是由于使用环境恶劣,高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障(严重时,会出现打火、爆炸等异常现象)。这类故障发生后,一般会使变频器无任何显示,其处理方法是先对变频器解体检查,重点查找损坏件,根据故障发生区,进行清理、测量、更换,然后全面测试,再恢复系统,空载试运行,观察触发回路输出侧的波形,当6组波形大小、相位差相等后,再加载运行,达到解决故障的目的。本文主要阐述第二类故障的分析和处理方法。 3.1.1 主电路故障 根据对变频器实际故障发生次数和停机时间统计,主电路的故障率占60以上;运行参数设定不当,导致的故障占20左右;控制电路板出现的故障占15;操作失误和外部异常引起的故障占5。从故障程度和处理困难性统计,此类故障发生必然造成元器件的损坏和报废。是变频器维修费用的主要消耗部分。 (1)整流块的损坏 变频器整流桥的损坏也是变频器的常见故障之一,早期生产的变频器整流块均以二极管整流为主,目前部分整流块采用晶闸管的整流方式(调压调频型变频器)。中、大功率普通变频器整流模块一般为三相全波整流,承担着变频器所有输出电能的整流,易过热,也易击穿,其损坏后一般会出现变频器不能送电、保险熔断等现象,三相输入或输出端呈低阻值(正常时其阻值达到兆欧以上)或短路。在更换整流块时,要求其在与散热片接触面上均匀地涂上一层传热性能良好的硅导热膏,再紧固螺丝。如果没有同型号整流块时,可用同容量的其它类型的整流块替代,其固定螺丝孔,必须重新钻孔、攻丝,再安装、接线。例如,一台80年代中期西门子生产的变频器(7.5kVA)整流模块(椭圆形)击穿后,因无同类整流块配件,采用三垦生产的同容量整流块(矩形)替代后,已运行多年,目前仍然能正常使用。 (2)充电电阻易损坏 导致变频器充电电阻损坏原因一般是:如主回路接触器吸合不好时,造成通流时间过长而烧坏;或充电电流太大而烧坏电阻;或由于重载启动时,主回路通电和RUN信号同时接通,使充电电阻既要通过充电电流,同时又要通过负载逆变电流,故易被烧坏。其损坏的特征,一般表现为烧毁、外壳变黑、炸裂等损坏痕迹。也可根据万用表测量其电阻(不同容量的机器,其阻值不同,可参考同一种机型的阻值大小确定)判断。 (3)逆变器模块烧坏 中、小型变频器一般用三组IGTR(大功率晶体管模块);大容量的机种均采用多组IGTR并联,故测量检查时应分别逐一进行检测。IGTR的损坏也可引起变频器OC(pA或pd或pn)保护功能动作。逆变器模块的损坏原因很多:如输出负载发生短路;负载过大,大电流持续运行;负载波动很大,导致浪涌电流过大;冷却风扇效果差;致使模块温度过高,导致模块烧坏、性能变差、参数变化等问题,引起逆变器输出异常。如一台FRN22G11S-4CX变频器,输出电压三相差为106V,解体在线检查逆变模块(6MBP100RS-120)外观,没发现异常,测量6路驱动电路也没发现故障,将逆变模块拆下测量发现有一组模块不能正常导通,该模块参数变化很大(与其它两组比较),更换之后,通电运行正常。又如MF-30K-380变频器在启动时出现直流回路过压跳闸故障。这台变频器并不是每次启动时,都会过压跳闸。检查时发现变频器在通电(控制面板上无通电显示信号)后,测得直流回路电压达到500V以上,由于该型变频器直流回路的正极串接1只SK-25接触器。在有合闸信号时经过预充电过程后吸合,故怀疑预充电回路性能不良,断开预充电回路,情况依旧。用电容表检查滤波电容发现已失效,更换电容后,变频器工作正常。 3.1.2 辅助控制电路故障 变频器驱动电路、保护信号检测及处理电路、脉冲发生及信号处理电路等控制电路称为辅助电路。辅助电路发生故障后,其故障原因较为复杂,除固化程序丢失或集成块损坏(这类故障处理方法一般只能采用控制板整块更换或集成块更换)外,其他故障较易判断和处理。 (1)驱动电路故障 驱动电路用于驱动逆变器IGTR,也易发生故障。一般有明显的损坏痕迹,诸如器件(电容、电阻、三极管及印刷板等)爆裂、变色、断线等异常现象,但不会出现驱动电路全部损坏情况。处理方法一般是按照原理图,每组驱动电路逐级逆向检查、测量、替代、比较等方法;或与另一块正品(新的)驱动板对照检查、逐级寻找故障点。处理故障步骤:首先对整块电路板清灰除污。如发现印刷电路断线,则补线处理;查出损坏器件即更换;根据笔者实践经验分析,对怀疑的元器件,进行测量、对比、替代等方法判断,有的器件需要离线测定。驱动电路修复后,还要应用示波器观察各组驱动电路信号的输出波形,如果三相脉冲大小、相位不相等,则驱动电路仍然有异常处(更换的元器件参数不匹配,也会引起这类现象),应重复检查、处理。大功率晶体管工作的驱动电路的损坏也是导致过流保护功能动作的原因之一。驱动电路损坏表现出来最常见的现象是缺相,或三相输出电压不相等,三相电流不平衡等特征。 (2)开关电源损坏 开关电源损坏的一个比较明显的特征就是变频器通电后无显示。如:富士G5S变频器采用了两级开关电源,其原理是主直流回路的直流电压由500V以上降为300V左右,然后再经过一级开关降压,电源输出5V,24V等多路电源。开关电源的损坏常见的有开关管击穿,脉冲变压器烧坏,以及次级输出整流二极管损坏,滤波电容使用时间过长,导致电容特性变化(容量降低或漏电电流较大),稳压能力下降,也容易引起开关电源的损坏。富士G9S则使用了一片开关电源专用的波形发生芯片,由于受到主回路高电压的窜入,经常会导致此芯片的损坏,由于此芯片市场很少能买到,引起的损坏较难修复。 另外,变频器通电后无显示,也是较常见的故障现象之一,引起这类故障原因,多数也是由于开关电源的损坏所致。如MF系列变频器的开关电源采用的是较常见的反激式开关电源控制方式,开关电源的输出级电路发生短路也会引起开关电源损坏,从而导致变频器无显示。 (3)反馈、检测电路故障 在使用变频器过程中,经常会碰到变频器无输出现象。驱动电路损坏、逆变模块损坏都有可能引起变频器无输出,此外输出反馈电路出现故障也能引起此类故障现象。有时在实际中遇到变频器有输出频率,没有输出电压(实际输出电压非常小,可认为无输出),这时则应考虑一下是否是反馈电路出现了故障所致。在反馈电路中用于降压的反馈电阻是较容易出现故障的元件之一;检测电路的损坏也是导致变频器显示OC(pA或pd或pn)保护功能动作的原因,检测电流的霍尔传感器由于受温度,湿度等环境因素的影响,工作点容易发生飘移,导致OC报警。 总之,变频器常见故障有过流、过压、欠压以及过热保护,并有相应的故障代码,不同的机型有不同的代码,其代码含义可查阅随机使用说明书,参考处理措施进行解决。过流经常是由于GTR(或IGBT)功率模块的损坏而导致的,在更换功率模块的同时,应先检查驱动电路的工作状态,以免由于驱动电路的损坏,导致GTR(或IGBT)功率模块的重复损坏;欠压故障发生的主要原因是快速熔断器或整流模块的损坏,以及电压检测电路的损坏,电压检测采样信号是从主直流回路直接取样,经高阻值电阻降压,并通过光耦隔离后送到CPU处理,由高低电平判断是欠压还是过压;过热停机,多数原因是由冷却风扇散热不足引起的。如我厂铝电解车间环境恶劣,高粉尘、高温(夏季厂房上部气温高达56℃)、高氧化铝粉尘、氟化氢腐蚀气体使多功能天车上变频器内电路板易积尘、风扇粘死、电子器件老化迅速、GTR或IGBT模块过热烧坏,故经常出现过热保护,特别是在夏季,这种现象更加频繁,而且模块烧坏率很高,即使进口机型(如SIEMENS、senken、fuji等)情况也是如此。为解决这个问题,我们通过加大天车上使用变频器容量,才初步降低了变频器的故障率和报废率,但效果并不理想。 4 降低变频器故障和延长使用寿命的措施 根据实验证明,变频器的使用环境温度每升高10℃,则其使用寿命减少一半。为此在日常使用中,应根据变频器的实际使用环境状况和负载特点,制定出合理的检修周期和制度,在每个使用周期后,将变频器整体解体、检查、测量等全面维护一次,使故障隐患在初期被发现和处理。 4.1 作好检修工作 (1)定期(根据实际环境确定其周期间隔长短)对变频器进行全面检查维护,必要时可将整流模块、逆变模块和控制柜内的线路板进行解体、检查、测量、除尘和紧固。由于变频器下进风口、上出风口常会因积尘或因积尘过多而堵塞,其本身散热量高,要求通风量大,故运行一定时间后,其电路板上(因静电作用)有积尘,须清洁和检查。 (2)对线路板、母排等维修后,要进行必要的防腐处理,涂刷绝缘漆,对已出现局部放电、拉弧的母排须取除其毛刺,并进行绝缘处理。对已绝缘击穿的绝缘柱,须清除炭化或更换。 (3)对所有接线端检查、紧固,防止松动引起严重发热现象的发生。 (4)对输入(包括输出)端、整流模块、逆变模块、直流电容和快熔等器件进行全面检查、参数测定,发现烧毁或参数变化大的器件应及时更换。 (5)对变频器内风扇转动状况、要经常仔细检查,断电后,用手转动风叶,观察轴承有无卡死或转动不灵活现象,必要时更换处理。 (6)仔细检查控制电路板上电子元器件,检查和处理脱焊、变色、鼓肚、开裂、断线(印刷板线路)等异常现象,必要时对外表异常的元器件,可从电路板上脱焊测量检查或更换。 (7)由于变频器在设计时其电子元器件考虑了使用老化引起的容量降低问题,故在维修中,不必对容量降低小的电容立即更换。在实际中,电容容量降低高低与变频器使用环境、负载大小、工作制等状况有直接的关系,恶劣环境、负载越大、停启频繁等运行状况,会加速直流主电容老化。另外,定期维护时,要详细检查主直流回路电容器有无漏液、外壳有无膨胀、鼓泡或变形,安全阀是否冲开,并对电容容量、漏电流(漏电流大,会使电容器过热,引起安全阀冲开,甚至电容爆炸)、耐压等进行测试,对容量降低30以上、漏电流超过70mA、耐压低于650V的电容应及时更换。对新电容或长期闲置未使用的电容,应进行性能测试,满足使用要求后才可替换使用。 (8)对整流块、逆变GTR(或IGBT)等大载流量的器件要用万用表、电桥等仪器、工具进行检测和耐压实验,测定其正向、反向电阻值,并做表格记录,对参数相差较大的模块要更换。 (9)对主接触器及其它辅助继电器进行检查,仔细观察各接触器动静触头有无拉弧、毛刺或表面氧化、凹凸不平,发现此类问题应对其相应的动静触头进行更换,确保其接触安全可靠。 (10)经常检查电源电压波动程度。改善变频器使用环境和负载波动大的现象,避免大电流对变频器冲击的影响。

花开_花落

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10楼

变频器常见故障有:

接地故障
过电流故障
过电压故障 
欠电压故障 
变频器过热故障 
电机过热故障 

花开_花落

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zxjjynl

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变频器的很多简易故障往往只需要根据变频器说明书的提示即可完成,包括电机不转、电机反转、转速与给定偏差太大、变频器加速/减速不平滑、电机电流过高、转速不增加、转速不稳定等。

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1、过电压故障

产生变频器过压的原因: 电动机回馈电能

1.来自电源输入侧的过电压 2.来自负载侧的过电压

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2、过流故障

过流原因分析
变频器中过流保护的对象主要指带有突变性质的、电流的峰值超过了过流检测值(约额定电流的200%,不同变频器的保护值不一样),变频器则显示OC(Over Current)表示过流,由于逆变器件的过载能力较差,所以变频器的过流保护是至关重要的一环。

过流是变频器报警最为频繁的现象主要表现为:   (1) 重新启动时,一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有:负载短路,机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。     (2) 上电就跳,这种现象一般不能复位,主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。     (3) 重新启动时并不立即跳闸而是在加速时,主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。

zxjjynl

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3、过载故障

过载的原因及处理
电动机能够旋转,但运行电流超过了额定值,称为过载。过载的基本特征是:电流虽然超过了额定值,但超过的幅度不大,一般也不形成较大的冲击电流(否则就变成过流故障),而且过载是有一个时间的积累,当积累值达到时才报过载故障。

1.过载的主要原因
过载发生的主要原因有以下几点:
(1) 机械负荷过重,其主要特征是电动机发热,可从变频器显示屏上读取运行电流来发现;
(2) 三相电压不平衡,引起某相的运行电流过大,导致过载跳闸,其特点是电动机发热不均衡,从显示屏上读取运行电流时不一定能发现(因很多变频器显示屏只显示一相电流);
(3) 误动作,变频器内部的电流检测部分发生故障,检测出的电流信号偏大,导致过载跳闸。


zxjjynl

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16楼

4、缺相故障

缺相故障的原因分析
变频器产品中主要有单相220V与三相380V的区分,当然输入缺相检测只存在于三相的产品中。图所示为变频器主电路,R、S、T为三相交流输入,当其中的一相因为熔断器或断路器的故障而断开时,便认为是发生了缺相故障。

当变频器不发生缺相的正常情况下工作时,Udc上的电压如图所示,一个工频周期内将有6个波头,此时直流电压Udc将不会低于470V,实际上对于一个7.5KW的变频器而言,其C的值大小一般为900uf,当满载运行时,可以计算出周期性的电压降落大致为40V,纹波系数不会超过7.5%。而当输入缺相发生时,一个工频周期中只有2个电压波头,且整流电压最低值为零。此时在上述条件下,可以估算出电压降落大致为150V,纹波系数要达到30%左右。

 

 

zxjjynl

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17楼

5、开关电源损坏  

   这是众多变频器最常见的故障,通常是由于开关电源的负载发生短路造成的,丹佛斯变频器采用了新型脉宽集成控制器UC2844来调整开关电源的输出,同时UC2844还带有电流检测,电压反馈等功能,当发生无显示,控制端子无电压,DC12V,24V风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。

zxjjynl

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18楼

6、GF—接地故障

    接地故障也是平时会碰到的故障,在排除电机接地存在问题的原因外,最可能发生故障的部分就是霍尔传感器了,霍尔传感器由于受温度,湿度等环境因数的影响,工作点很容易发生飘移,导致GF报警

zxjjynl

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发表于:2011-05-23 22:49:12
19楼

其他保护类故障分析
1、短路保护

   若变频器运行当中出现短路保护,说明是变频器内部或外部出现以下几方面的原因:

(1) 负载出现短路

   这种情况下如果把负载甩开,即将变频器与负载断开,空开变频器,变频器应工作正常,用兆欧表(或称摇表)测量一下电机绝缘,电机绕组将对地短路,或电机线及接线端子板绝缘查电机及附属设施。变频器内部问题如果上述检测后负载无问题,变频器空开仍出现短路保护,这是变频器内部出现问题。

(2)在逆变模块当中,若IGBT的某一个结击穿,都会形成短路保护,严重的可使桥臂炸毁,前面的断路器跳闸。这种情况一般不允许再送电,以免故障扩大,造成更严重的故障。

     (3)变频器内部干扰或检测电路有问题 有些机子内部干扰也易造成此类问题,此时变频器并无太大的问题,只是不间断的、短路保护,即所谓的误保护,这就是干扰造成的变频器短路保护而故障停机。对于干扰问题,现低压大功率的及中高压变频器都加了光电隔离,但也有出现干扰的,传感器的控制线走线不合理,可将该线单独走线,远离电源线、强电压、大电流线及其他电线,或采用屏蔽线,以增强抗干扰能力,避免出现误保护。对于检测电路出现的问题,一般是电流传感器、取样电阻或检测的门电路问题。电流器检测,其正常波形应较规则。若波形不好或出现杂乱波形甚至于无波形,即说明电流传感器有问题,有的机子使用时间长了,其电路中电阻阻值会变大,甚至于开路,用万用表可检测出来。对于检测的门电路,应检查在静态时的工作点,若状态不对应更换之。

     (4)对于提升机类或其他(如拉丝机、潜油电泵等)重负荷负载,需要设置低频补偿。若低频补偿过大也容易出现短路保护。一般以低频下能启动负载为宜,且越小越好,若太高了,不但会引起启动电流过大而且会使启动后整个运行过程电流过大,引起相关的故障,如IGBT栅极烧断,变频器温升高等。低频补偿,使负荷刚能正常启动为最佳。

     (5)在多单元并联的变频器中,若某一单元出现问题。势必使其他单元承担的电流大,造成不平衡,而出现过流或短路保护。因此对于多单元并联的变频器,应首先测其均流情况。

  

2、主回路跳闸

   这种故障表现为变频器运行过程中有大的响声(俗称“放炮、炸机”),或开机时送不上电, 断路器或空气开关跳闸。这种情况一般是由于主电路(包括整流模块、电解电容或逆变桥) 击穿所致,在击穿的瞬间强烈的大电流造成模块炸裂而产生巨大响声。 关于模块的损坏原因,是多方面的,不好一概而论。现仅就所遇到的几类情况加以列举:

(1) 整流模块的损坏

  大多是由于电网的污染造成的。因电网的波形不是规则的正弦波,使整流模块受电网尖峰电压击穿损坏,这需要增强变频器输入端的电源吸收能力。在变频器内部一般也设计了该电路,该电路也应不断改进,以增强吸收电网尖峰电压的能力。

(2) 电解电容及IGBT的损坏

  主要是由于不均压造成的,这包括动态均压及静态均压。在使用中,由于某些电容的容量减少而导致整个电容组的不均压,分担电压高的电容肯定要炸裂;IGBT的损坏主要是由于母线尖蜂电压过高而缓冲电路吸收不力造成的。在IGBT导通与关断过程中,存在变化率,即di/dt,而加在IGBT上的电压即为:U=L×di/dt(其中L即为母线电感),当母线设计不合理,造成母线电感过高时,即会使模块承担的电压过高, 击穿的瞬间大电流造成模块炸裂,所以减小母线电感是作好变频器安全的关键。

 (3) 参数设置不合理

   尤其在大惯量负载下,如离心风机、离心搅拌机等,因变频器停机过程中电机发电而使母线电压升高,超过模块所能承受的耐压值而炸裂。这种情况应将减速时间放长,一般不低于300s,或在主电路中增加泄放回路,采用耗能电阻来释放掉该能量。

  当然模块炸裂的原因还有很多。如主控芯片出现紊乱,信号干扰造成上下桥臂直通等炸裂,吸收电路不好也是其直接原因,应分别情况区别对待。

3、 延时电阻(起动电阻)烧坏

   这主要是由于延时控制电路出问题造成的。在变频器延时电路中,大多是用的接触器、晶闸管(可控硅)电路,当其不导通或性能不良时,延时电阻烧坏。   在变频器运行过程当中,当控制电路出现问题,有的是由于主电路模块击穿,造成控制电压下降,使延时可控硅控制电路或接触器控制电路工作异常,可控硅截止或接触器不吸合使主电路电流靠延时电阻R供给而烧坏。也有的是电源切换晶体击穿,使主控板失去电压瞬间造成晶闸管工作异常或接触器不吸合,整流后的直流电压通过延时电阻直接放电,而使延时电阻烧坏。

4、 只有频率而无输出

   这种故障一般是IGBT的驱动电路受开关电源控制的电路中,当开关电源或其驱动的功率激励级故障时,即会出现这种问题。

5、送电后面板无显示

  这主要是变频器主控板的供电电源电路故障所致,因变频器主控板用的电源为开关电源,其比较复杂,一旦损坏就致使主控板不正常而无显示。 这种电源大多是其内部的电源切换晶体击穿损坏、起动电阻开路造成电源回路开路、组电压失效(次侧负载短路引起电源保护不工作)所引起的。

6、参数设置类故障

  一般从以下几个方面进行:

  (1) 确认电机参数。在变频器电机参数中设定电流、电压、最大频率等以免引起变频器(故障停机)不正常工作。

   (2) 变频器控制方式的设定主要有V/F控制、无感测矢量控制、PID控制及其他控制方式。其每一种控制方式都对应于一定的参数设置方法,否则引起变频器工作不正常。

   (3) 变频器的起动运转方式。一般出厂设置为面板操作器控制,但应根据实际情况选择用面板、外部端子、通讯方式等,否则会造成变频器无法起动。

   (4) 频率指令给定参数的选择。一般出厂设置也为面板操作器给定,但也有外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定等,可选择一种或几种方式的组合以免变频器不工作或工作不正常。

一品黄山

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20楼

这个问题的范围面太大了。要是写全的话估计可以出一本书了。简单说一下吧:

第一大类:参数设置类故障

变频器使用中,是否能满足传动系统的控制要求,变频器的参数设置非常重要,如参数设置不正确,轻者控制效果不好,重者系统不能正常运行。对于一台新购置的变频器,一般在出厂时,厂家对每一个参数都设有一个默认值,在这些参数值的情况下,系统是能以面板操作方式正常运行的,但仅此,并不能满足绝大多数传动系统的要求,修改变频器参数是从以下几个方面进行的:
(1)确认电机参数 :设定电机的功率,电流,电压,转速,最大功率,这些参数都可以从电极名牌中直接得到;
(2)设定变频器的启动方式: 一般变频器在出厂时设定面板启动,以西门子变频器来说,其启动可以用面板、外部端子、通讯方式等几种,用户可根据实际情况选择;
(3)给定频率方式的选择 :一般变频器的频率给定也可以有三种方式,即面板给定、外部电压或电流给定,通讯给定,当然对有些变频器的频率给定方式也可以是这三种方式的一种或两种方式之和。
正确设置这三个参数之后,变频器基本上可以正常运行。如要获得更好的控制效果,则只能根据实际情况根据产品的要求修改相关参数。具体情况参看其使用说明书。
(4)参数设置类故障的处理
一旦发生了参数设置类故障,变频器都不能正常运行,最好是能够把所有参数恢复到出厂值,然后按上数步骤重新设置相关参数。
第二大类:过压类故障
对变频器来说,都有一个正常的工作电压范围,当电压超过这个范围时就很可能损坏变频器,常见的过电压有两类。
(1)输入交流过电压 :这种情况是指输入交流电源的电压超过正常值,一般发生在节假日线路负载较轻,电压升高或者线路出现故障,笔者就经常遇到星期一刚上班,变频器故障指示报警,断开电源,过一会再送电启动即可正常。
(2)发电状态时的过电压 :这种情况出现的概率较高,主要是电动机的实际转速比同步转速还高,而使电动机处于发电状态或者是中频炉工作于向电网回馈能量时,而变频器又没有安装制动单元引起的,以下情况可引起这一故障。
1.当变频器拖动大惯性负载时,其减速时间设置较小,在减速过程中,变频器输出频率减小的速度快,而负载靠本身阻力减速较慢,使得负载拖动电动机的转速比变频器输出频率所对应的同步转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量回馈功能,因而变频器直流回路电压升高,超过其保护值,出现故障。
2.中频炉或中频设备在向电网回馈能量时也会使输入电压过高而出现故障。
3.多个电动机拖动同一负载时,也可能出现这一故障.主要是由于没有负荷分配所引起的,即多台电动机速度不同步.以两台电动机拖动同一负载为例,当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时,则转速较高的电动机相当于原动机,转速低的电动机则处于发电状态,易引起故障,处理此类故障可加负荷分配器,也可修改变频器参数。
第三大类:其它故障 
1 过载 :过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短,电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重,所选的电机和变频器不能拖动该负载,也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对生产机械进行检修。
2 过流 :可能是变频器的输出短路所引起。这是要对线路及电机进行检查,如果断开负载变频器还是过流,说明变频器的逆变电路损坏,应修理或更换。

3 欠压 :说明电源输入电路有问题,可能是线路严重超载,或是线路接触不良所引起。

4 温度过高 :变频器还有温度过高故障,如发生温度过高报警,检查温度传感器是否正常,另外还应检查变频器的风扇及通风情况。对于其它类型的故障,最好与厂家联系,获得快速可行的解决方法。

所有的变频器都配有说明书,其后面都有故障代码及其说明,一般按照说明书检查就行。因为我们不是专业维修的,所以好多内部故障我们都返厂修理。


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