（已结束）变频擂台第77期——变频器散热风扇坏了怎么办？ 点击：6939 | 回复：44
当变频器的散热风扇坏了以后，该怎么办呢？希望大家畅所欲言。非常支持原创，评奖倾向于原创者。
在这期擂台，请大家对这个问题进行讨论，请从以下方面分情况进行讨论：
1、大功率变频器和小功率变频器的情况。
2、高中压变频器与低压变频器的情况。
3、坏一个风扇、两个风扇......全部风扇的情况。
4、最好详细阐述怎么进行处理/替换等解决办法。
变频擂台每周一期，本期擂台的最晚结贴时间为：2012年4月29日。
奖项设置：一等奖1名：20MP，二等奖3名：10MP，三等奖10名：30积分。
MP介绍：gongkongMP即工控币，是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位，类似于大家熟悉的QB，1个MP=1元人民币。
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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！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。
变频器风扇坏了可能是IGBT板的问题。因此要检测驱动板，一般是将驱动板和主板脱离主电路，即从变频器壳体上拆下，将两块电路板连接，为开关电源提供电源，使之输出各路控制电路，将主板（含显示面板噢）与驱动板连接，这时会报出OH、OC、OL等故障，从电路上采取措施，屏蔽掉故障信号，操作显示面板，使电路处于运行和停止两个状态，直接检测驱动电路脉冲的输出情况，进而将故障修复。这种检修方法的好处是，并非仅仅是检查了驱动板的故障，实质上检修了整机的故障，整个脉冲传输环节其实都检查到了。是一步到位的好方法，同步检查了主板及驱动板的其它故障，显示面板、主板、驱动板三者连接的检修，利用电路本身信号和状态显示，检修也是很方便的。
为驱动IC供电，单独检修驱动电路，当然也是可以的。驱动IC为光耦电路，一、二次侧各有一个供电系统，一次输入侧供电为+5V（经稳流处理）供电，二次输出测为22V供电（又分为正负电源），注意检修中须提供两个供电回路，当提供输入侧电流回路时，测脉冲输出端应变为+15V；输入测电流回路中断时，测脉冲输出端应变为-7V左右，同时也可以脉冲输出端输出电流能力的情况，为输出端接入负载电阻（阻值等于栅极电阻即可），在负载电阻上串入直流电流档，测试六路输出电流值应基本上相等。如输出正电流能力100mA，输出负电流能力40mA，六路基本上一致，说明驱动电路基本上没有问题。若检测结果不符合上述状态，则说明电路有故障，检查并排除故障不用示波器，当然可以检测驱动板的好坏。
变频器一般都会装有风扇，风扇的作用当然是散热，但是认为变频器风扇一坏，就不能使用了。未免过于主观。实际上，工业应用场合，我们见到的更多情况是，风扇已经坏了很久，但是变频器还一直工作。变频器损坏时常常发现风扇已经坏了。工厂处理风扇问题，常常是发现风扇损坏，先确定下变频器散热底板的温度，以及风道清理，之后在运行状态下观察底板温度是否可以接受（一般手可以接触5秒以上不觉得灼热）如果直接测量温度更好。如果温升可以接受，那么还是先让设备运行，或则增加其他辅助冷却。很少因为散热风扇就停机的。立即下采购单，紧急采购！
根据擂主的建议，我在稍后会讨论擂主的问题。为了使本其题目更为有意义，我会先讨论散热的原因。以及热设计的基本考虑方面。
好吧，我们现在来考虑，变频器需要散热的原因。以及变频器要想正常工作需要满足的温度条件!
1、我们知道变频器的应用离不开电力电子技术，电子器件的一个重要特性就是温敏特性。温度变化晶体管电路的工作点就变化。能够满足设计目的的温度范围，决定了电路是否能正常工作。
2、电力电子器件的温度达到一定的极限温度本身也会损坏。
3、因为半导体器件不是超导器件，只要有电流流过就会发热，发热速度一旦大于散热速度，器件温度就会上升，直到器件损坏。
具体到变频器，常用的电力电子器件有：整流二级管、可控硅、大功率晶体管（GTR)和IBGT等。这些器件的管壳温度Tc器件厂商会有明确规定。器件在不超过管壳温度的情况下可以在额定参数下工作。另外各器件内部PN结所容许的温度叫工作结温Tj。正是因为电力电子器件必须满足规定的温度条件才能正常工作，所以散热的设计格外重要，散热器表面覆盖毛尘，风道阻塞，风机损坏都会造成变频器故障。
整流二级管、可控硅、大功率晶体管（GTR)和IBGT的典型管壳温度Tc和工作结温Tj见下表：
电力电子器件 | 管壳温度Tc(C) | 工作结温Tj(C) |
整流二极管 | ABB、国产70 WESTCODE 55 | -40－－-+150或-40－－-+175 |
可控硅 | ABB、国产70 WESTCODE 55 | -40－－-+115或-40－－-+125 |
GTR | 一般不大于80 | 最大150 |
IGBT | 一般不大于80 | -40－－-+150 |
小功率变频器一般都是采取风冷方式，电力电子器件，比如整流二极管和IGBT模块都是安装在变频器的散热底板上，散热底板上布置有沟槽，这有两个作用，一是增加散热面积，一个是提供风道。如果没有这个沟槽，风只能吹散热器表面。变频器一般都垂直安装，散热器风槽的方向也是自下而上的。因为热空气总是自下而上，这样散热效果比较好，在散热底板的下面安装1到两个轴流风机，风的流动方向刚好顺风道方向。这样风扇增加空气流量，散热效果就比较好。功率大一些的变频器甚至除了散热器风道，还需要设计专门的风道以保证风机的冷却效果。
这里面有几点已将明确：
1、变频器为了保证其在额定参数下能够可靠工作，必须保证电力电子器件的管壳温度不要超过规定温度。一般不要超过摄氏70度。
2、为了保证第一点单单靠电力电子器件表面的散热是不够的的，应尽可能增加散热面积和换热面积（在水冷情况下），在自然冷却不能满足要求时应该采用强制风冷或水冷。在安装环境比较洁净的环境，可以在变频柜加装空调。我们也看到一些定型机厂家会给电柜装空调，但使用一段时间后就不能用了。散热设计应优先考虑自然散热。
3、明白以上道理，变频器维护的主要工作就很清楚：（1）清理变频器的积尘，特别是散热器沟槽和风道的积尘缘（2）检查风扇是否良好；（3）紧固机械连接和电气连接端子（电气连接包括光纤），屏蔽线是否完好和符合要求；（4）进行功能测试，带负载条件下进行频率-电压，频率-电流曲线测试和记录。
只要保证变频器的应用环境符合设计要求，目前变频器制造已经很成熟，一般不容易损坏！
前面我们讨论了变频器散热的原因，以及散热的要素：足够大的散热面积、小的接触热阻、足够的空气流量或冷却水量。当然环境温度低有利散热，加装空调也是一个办法。本期擂台是讨论变频器散热风扇坏了怎么办。当然只讨论强制风冷的情况。
1、大功率变频器需要的散热底板的有效散热面积大，风扇的空气流量也大。但是我们考虑散热风扇损坏对变频器的影响，主要考虑电流负荷百分比。如果电流负荷百分比很低比如10%，也许不需要风扇变频器仍然可以可靠工作。一般变频器都有温度检测。如果你发现以前运行正常的变频器，现在隔一段时间就超温报警。那么就要检查风扇和清理散热器和风道。如果风扇坏了，如果有立即换掉。如果没有，设备还要生产，要清理散热器和风道。另外可以在外部用风扇冷却散热器。在实际工作中有些维修人员会用压缩空气管对着散热器吹。这在冷却效果可能比风扇好。但是由于压缩空气中含有水和油，会污染散热器，我们在工作中禁止这么做！
2、小功率变频器的处理原则和方法同大功率的一样，不再叙述。
3、高中压变频器和低压变频器在散热的处理原则没有区别。但是由于高中压变频器涉及均压技术（由于一个功率管的耐压是有限的，必须多个功率管串联，并且要均压），每一个管子都有独立的散热器和风扇。所以检查和处理起来更复杂。
4、在有多个风扇的情况下，处理和判断散热系统是否可以继续保证运行可靠性，判断的标准仍然是管壳温度。只要管壳温度不超过规定温度就没有问题，如果温度过高就要处理。
变频器风扇是保证变频器能正常工作的关键的辅助设备，变频器风扇故障后，一般变频器会报变频器过热故障，通常的处理办法－－根据风扇的电源取电回路及其控制方式进行排查（而这个厂家提供的资料有时候不详细，需要在现场顺着线路进行分析排查），有些并不是真正的风扇故障，而是其控制板故障或微动开关故障（接触到的ABB的大功率最容易发生这类故障），而实际本身风扇故障很少；下面简单举例说明接触到的风扇故障处理办法：
1、大功率变频器的风扇坏了－－拿ACS800，690V变频器为例，整流单元和逆变单元的风扇坏了，会报变频器过温保护－－-检查办法，测量风扇是不是真的坏了，假如真的换掉它；假如没坏，检查控制回路和微动开关是否正常；常见的故障是－－变频器风扇控制板损坏，造成风扇不转，解决办法，可以考虑直接接外部的电源作为风机电源；假如是微动开关坏了，换一个，或者应急的时候短接那微动开关；采取这些措施后，防止变频器真正过热时能正常报警，可以接一个温度传感器、温度开关的触点接到控制回路去，超温后－－可以跳停，保护变频器；假如这个系列的变频器整流单元和逆变单元的风扇都不转，检查下直流母线取电后的电路，风扇电源最初的来源是直流母线；这个系列的柜顶风扇不转，检查辅助电源的控制回路；
2、小功率变频器，森兰的变频器里面有多个风扇，部分风扇是直接从输入端引交流供电的，部分风扇是通过直流母线电压取电，变成24V－－然后到一个风机控制板上－－然后给风机提供电源的；需要分清楚，并逐个排查；而SEW的小功率变频器，风机不转并不代表风扇真的故障了，风机是受柜内温度控制的，温度没达到设定值，温度开关不动作，风扇不会起动，此时的不动并不代表风扇故障；所以要根据现场情况，分析风扇的控制回路，然后逐个排查；
3、高压变频器，尚未接触到，不过看过一些资料，国产的是辅助电源控制的多，思路还是根据风扇的控制回路来排查原因；
这类谈论提倡原创，1 对于变频器的风机损坏我们平常需要注意什么地方，以及损坏了需要做哪些工作恢复变频器的运转。
1、首先变频器风机损坏，我们首先想到的是找到变频器备件直接更换就可以的，因为变频器风机拆卸比较简单，一般的变频器风机安装在上部或者下部，使用螺丝固定，有些时候卡槽固定住，但是在实际生产中，因为备件的原因，有些时候没有备件，这时该怎么处理，因为变频器风机（根据变频器的大小，风机大小不一样）有的大有的小，比如大的ABB变频器风机有蜗牛涡轮风机，小的就是一个普通的小风扇，如果是小风扇，可以尝试到电脑城电子商场购买电压等级相同、安装尺寸一致的风扇安装就可以，有些时候很难找到尺寸一致的风扇，这时候可以对风扇进行改造，举一个我们现场西门子840D模块风扇改装的例子，因为风扇损坏，模块报警（超温），设备不能云状，模块的风扇非常小，但是这个风量对模块的散热起到了很大作用，因为没有反馈信号，只需要对模块（下部）上加一个降温风扇就可以，因为现场有坏的变频器（acs400），上面风扇可以利用，尽管风扇比原装风扇大很多，但是使用起来还是很不错，如果不是为了美观的话，可以长期替代使用，当然如果买到备件的话，更换上风扇就可以，从这样一个例子来讲，有些风扇损坏了，可以采集临时措施应急使用，保证生产正常运转。
2、对于大变频器来说，上面的方法要慎用，因为大的变频器发热量大，如果使用风机临时在外部降温的话，有些时候很难达到效果，还有就是注意变频器有没有变频器风机风速检测，有些时候，如果能够满足风量的要求，可以使用，如果里面有风速检测，可以再变频器内把风速检测给屏蔽掉，这时候加快备件的采购，待备件回来以后尽快恢复就可以。
在日常设备维护中，因为变频器的风机安装在变频器上，平时很少点检检查轴承运转情况，很多变频器风机都是一次性的，损坏以后直接换掉，没有维修价值。
一、关于变频器风扇散热的问题
1、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。
2、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。
二、变频器的散热风扇要定时清尘，发现其有响声或不运转就要更换。如果变频器风扇破坏严重，应当换个新风扇，下面以安川变频器风扇更换为例进行说明。首先拔下散热风扇电源插头，将固定风扇的螺丝都卸下来，然后将新的风扇装上去，并固定好螺丝，插上电源插头。注意风扇别装反了，确保风向正确。安川变频器的风扇是专用的三线带检测风扇，需要用工业等级的大风量大电流长寿命风扇。请说明变频器的机型及功率规格，风扇的尺寸和厚度。
三、维修检测方法：
接线和线路检查，如果是板子问题，注意检查上面的保险有没有问题，如果板子脏的话可以使用电子清洗剂清一清，还是不行就换板子吧。对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种，风的方向是从下向上，所以装设变频器的地方，上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有，变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时，由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护 。
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