(已结帖）变频擂台第93期——变频器过热故障的原因及解决办法 点击：7875 | 回复：16
当变频器出现过热故障时，该怎样处理？
至少列举一种变频器出现过热故障的显示代码及其它现象，并分析出现过热故障的原因及其解决办法。
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变频器过热和过载故障原因及处理：
故障现象一：过热（oh）：也是一种比较常见的故障，
故障的主要原因：周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热。
变频器维修实例：一台abb acs500 22kw变频器客户反映在运行半小时左右跳“oh”。分析与维修：因为是在运行一段时间后才有故障，所以温度传感器坏的可能性不大，
故障处理：变频器的温度确实太高，通电后发现风机转动缓慢，防护罩里面堵满了很多棉絮(因该变频器是用在纺织行业)，经打扫后开机风机运行良好，运行数小时后没有再跳此故障。
故障现象二：过载：也是变频器跳动比较频繁的故障之一
1、故障原因：平时看到过载现象我们其实首先应该分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载,一般来讲马达由于过载能力较强,只要变频器参数表的电机参数设置得当,一般不大会出现马达过载.
2、故障处理：而变频器本身由于过载能力较差很容易出现过载报警.我们可以检测变频器输出电压
变频器过热，这个对于每种工业变频器都有这个过热保护的，因为变频器工作本身是发热的，有些变频器发热还很大，比如西门子6SE70系列变频器，F021是过热保护故障代码。
电机过热保护，这是温度监控方面的故障。首先，较为准确的设定参数 P383（电机热时间常数）是可以避免F021误报的一个最有效的办法。
在P383 数表中，列出了siemens常规电机的热时间常数，其他厂家的电机可以参考其数据。
如果确定电机电流不大，并没有过载或发热，就可以把P383参数适当加长。 另外，检查电机风机是否正常工作、通风是否良好也很有必要。
如果你不是采用西门子的原装电机，那么此监控功能最好还是不用的好，以免产生不必要的报警误动作。
关于I2t保护，曾经某些工程师建议屏蔽掉它，主要是因为它太间接了，用处不大。一般过载保护主要是靠对电流的限制和控制。靠I2t不够直接。
在常规情况下，电机的绕组里都已经预先埋好了PT100或PTY之类的测温元件。然后在上位控制系统里（如PLC）去监测电机的温度，并做一些相关的数值显示和保护。单纯依靠变频器来监测电机温度的作法是越来越少了。
估计应该也是具有上位控制系统的吧，那就直接把PT100的温度模拟量传给监控系统，取消变频器的温度监测报警。一向都是这样做的，方便、而且不容易误报警。
如果设置参数P383=0，这样就可以屏蔽掉F021故障，以避免误报警引起的麻烦。
故障现象：过热（OH）是一种比较常见的故障，
1、故障的主要原因：周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热。
2、实例：一台台达 22kW变频器客户反映在运行半小时左右跳“OH”。分析与维修：因为是在运行一段时间后才有故障，所以温度传感器坏的可能性不大，
3、故障处理：变频器的温度确实太高，通电后发现风机转动缓慢，防护罩里面堵满了很多棉絮(因该变频器是用在纺织行业)，经打扫后开机风机运行良好，运行数小时后没有再跳此故障。
举例－－以下是三晶变频器过热故障的处理办法：
环境温度是否过高 是－－→ 降低环境温度
↓否
风扇是否损坏 是－－→ 更换风扇或寻技术支持
↓否
风道是否堵塞 是－－→ 清理风道
↓否
F014参数设置是否正确 否－－→ 调整参数
↓是
载波频率设置是否过高 是－－→ 降低载波频率
↓否
热敏电阻是否损坏 是－－→ 更换热敏电阻或寻技术支持
↓否
寻技术支持
1 故障现象
山西铝厂氧化铝二分厂三车间有3个油隔泵站，每个泵站3台喂料油隔泵，分别担负着2台熟料窖的供料任务，是生产流程中的一个关键环节。油隔泵为恒转矩负载，电机采用变频控制，根据生产需要，调节电机转速以改变熟料窖的下料量。因泵的流量不同，一泵站电机工作频率为25Hz左右，二、三泵站电机均为30Hz以上。9台电机从1991年陆续投用以来运行稳定，基本上满足了生产要求。但从1995年7月份起，电机普遍发热严重，一泵站电机尤为明显，3台电机先后发生了匝间短路故障。原电机为10极、115kW，因无同型号备用电机，用别处改造换下的8极、130kW电机替代。可使用后发现，与原115kW电机相比，电机过热现象更为严重，虽然加了轴流风机冷却，但运行不到一周就发生绕组烧损故障。起初以为电机质量有问题，便又换了1台130kW电机，运行时间不长，再次发生绕组过热烧损。
2 原因分析
变频器及油隔泵电机型号如下。变频器型号：富士FRN160P5 5台、FRN160P7 4台。电机型号：JR127-10型，380V、115kW、238A，B级绝缘，1590kg，将转子端接作笼型电机使用。代用电机型号：JS127-8型，380V、130kW、249A，B级绝缘，1300kg。
（1）变频控制电机发热的原因分析
1 高次谐波引起电机的效率和功率因数变差，电机损耗增加 变频装置用交-直-交控制，变频器输出的电压、电流波形均有高次谐波。由于普遍电机是按正弦波电源制造的，当有高次谐波流过电动机绕组时，铜损增大，并引起附加损耗，从而引起绕组发热。有资料表明，变频器传动与工频电源传动相比，电流约增加10%，温升约增加20%。
2 电机低速运转，散热能力变差 使用变频调速后电机往往处于低于额定转速的运行状态，标准电机的冷却风扇装在转子轴上，所以在低频下运转的电机，因电机转速降低而使冷却效果大幅度下降。
3 电压变化率du/dt增高，电机故障率增加 目前市场上的变频器大部分是交-直-交变频器，其逆变部分是将直流电压转换为三相交流电压，通过控制六个桥臂的开关元件导通、关断来实现三相交流电压的输出。如常见的改变变频器输出电压的PWM方式，它虽与正弦波电压幅值等效，但实际上是由一系列矩形波组成，由于电机绕组匝间电压变化率du/dt很高，电机绕组的电压分布变得很不均匀，使绕组匝间短路的故障增加。从我厂变频控制电机的故障情况来看，几乎全是由匝间短路引起，由此可见，变频控制对电机的绝缘等级的要求更高。
（2）115kW电机发热原因分析
115kW电机发热除上述原因外，还由于该电机长期运行在粉尘含量较高的环境中，未定期清扫，造成定转子风道堵塞，致使气流不畅，散热效果降低，尤其是夏季，环境温度高，电机工作温度大大增加，导致电机过热烧毁。
（3）代用电机过热原因分析
除因高次谐波引起损耗增加，造成过热外，主要原因还是电机工作频率太低。
代用电机工作频率仅为25Hz，电机的工作转速为额定转速的50%，这对于单靠自扇风冷的电机来说，散热条件恶化。另外，从电机参数看，代换电机的重量，约为原电机重量的81.7%。热流量与电机重量成正比，吸收相同的热量，重量轻的130kW电机的温升比115kW电机温升要高，而两个电机的外表面积基本相同，即散热系数相同，对于电机发出相同的热量，代用电机的稳定温升要高出原电机。
3 对策
（1）合理选用变频控制电机，原电机如果工作频率达不到30Hz，在峰值电流不致引起过电流保护动作的情况下，可以极数更高的电机替代，尤其对于恒转矩负载要适当加大电机的功率等级与电机极数，以提高其带载能力；有条件的地方，应采用变频专用电机。
（2）加强电机的计划检修，尤其在夏季来临前，要对定转子风道进行清扫，改善电机的散热条件。在夏季时应采用外加风机对电机强迫风冷。
（3）将电子过热保护器的整定值调小，配外加热过载继电器，最好在电机绕组内配PTC热保护。
（4）提高电机的绝缘材料等级，如在电机检修时，将B级绝缘提高为F级绝缘，以提高匝间绝缘性能及绕组的耐热能力，这样可从根本上解决变频控制电机使用寿命短的问题。
（5）尽可能提高电机的运行频率。针对一泵站电机运行频率低的问题，将原传动皮带轮改为小皮带轮，通过计算其运行频率可达到30Hz以上，使用证明电机工作频率30Hz以上时，基本可以解决变频电机的散热问题。
在对油隔泵电机采取加强计划笔录，夏季强迫风冷及提高运行频率等手段以后，基本上保证油隔泵电机的平稳运行，满足了生产需要。
结合现场处理这个问题的数据统计，变频器过热故障，除变频器说明书介绍的那几种过热原因外（而且真正那样的故障出现几率比较少的，我接触的现场几乎没出现过）有几种现象：
1、有些品牌变频器过热故障，其实不是真正的变频器过热了，而是变频器的散热风扇控制板（处理办法：假如没有备件可以改外置供电电源的风机）、散热风机上的离心开关（可以短接离心开关的信号应急处理）或者是散热风扇的风机的微断的辅助触点故障（更换微断）；常见于ABB的变频器！如下图中被黑线圈起来的那块板就是大功率的ACS800的电路板，此板出过前2个现象，会报过热故障！第3个现象出现在老的ABB的SAMISTAR系列变频器上；
2、森兰SB70变频器的过热故障－－变频器内部有个测温元件，假如这个测温元件故障了，就报变频器过热故障；
更换测温元件就好了！
3、变频器安装的环境通风散热不好，也会造成变频器报过热故障！
4、变频器散热风扇故障损坏了，散热不好，引起功率元件真正的发热，也会造成变频器过热故障！软启动器也会出现！
学习，学习:很好.
变频器驱动的电机为什么过热？这是因为变频器驱动电机的电压中包含了丰富的高频成份所至。
变频器驱动电机的电压波形并不是正弦波电压，而是脉宽调制(PWM)电压，如图1所示。根据付立业分析，这种波形中包含了丰富的高频成份，主要频率成分是PWM脉冲的重复频率，及其整倍数的频率，PWM脉冲的重复频率这叫做变频器的载波频率。
不同的变频器的载波频率不同，一般为1~12kHz。对于载波频率为1kHz的PWM电压，流入电机的电流主要是1kHz、2kHz、3kHz、4kHz、5kHz，等频率的电流。这些高频电流会增加电机绕组损耗和铁心损耗。理论分析表明，绕组的损耗与频率的平方根成正比，铁心的损耗与频率的平方成正比，因此，当电机中流过这样高频的电流时，铁心的损耗急剧增加，导致过热。
解决电机过热的方法是减小电机驱动电压中的高频成份。实现这个目的方法是在变频器的输出端安装SWF正弦波滤波器。正弦波滤波器将PWM电压波形变换成适应于电机的正弦波电压波形，如图2所示，从而消除了电机过热的现象。
正弦波滤波器会发出较大的噪声，并且会伴随着较高的温度，这些都是正常的现象.可以认为，正是正弦波将导致电机发出噪声，升高温度的能量承担起来，才保护了电机。
在采购正弦波滤波器时，要了解变频器的载波频率，否则可能会有不良的后果。例如，2011年9月份。本单位接到唐山某煤矿的咨询，他们的提升机温度很高，并伴随着较大的噪声，希望进行整改。这是一个十分典型的问题，只要安装一台SWF滤波器即可。采购滤波器前，提升机厂商提供的信息是，变频器载波频率为2kHz。但是安装后，发现噪声更大，电机温度更高。
经过现场测试，发现变频器的实际载波频率为1kHz。需要重新修改正弦波滤波器的参数，修改参数后，电机的啸叫声基本消失，温度从原来的65℃降低为53℃。电机的温度降低，对于延长电机的寿命十分有益。另外，安装了正弦波滤波器后，还能够消除轴承电流，延长电机寿命。
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