上海堯珂工業控制技術有限公司
免費會員
變頻器故障及其實例分析
（1） AEG Multiverter122/150-400變頻器在啟動時直流回路過壓跳閘 這臺變頻器并非每次啟動都會過壓跳閘。檢查時發現變頻器在上電但沒有合閘信號時，直流回路電壓即達360V，該型變頻器直流回路的正極串接1臺接觸器，在有合閘信號時經過預充電過程后吸合，故懷疑預充電回路IGBT性能不良，斷開預充電回路IGBT，情況依舊。用萬用表檢查變頻器輸出端時其對地阻值很小，查至現場發現電機接線盒被水淋濕，干燥處理后，變頻器工作正常。 由于電機接線盒被水淋濕,直流回路負極的對地漏電流經接線盒及變頻器逆變器中的續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該為過流跳閘而實際為過壓跳閘。本人認為，啟動時變頻器輸出電壓和頻率是逐漸上升的，電機被水淋濕后，會造成輸出電流的變化率很高，從而引起直流回路過壓。 （2） 控制輥道電機的AEG Maxiverter-170/380變頻器出現速度反饋值大于速度設定值經觀察發現: a） 在軋鋼過程中不存在這種情況，當鋼離開輥道后，才出現這種情況; b） 當速度反饋值大于速度設定值時，直流回路電壓為額定電壓的125%，超過115%的極限設定值; c） 變頻器的進線電壓已超過上限; 在軋鋼過程中，該變頻器控制的輥道電機將升速，當鋼離開輥道后輥道電機速度降至原來的速度，因這臺變頻器未裝設制動裝置，減速時是通過電壓調節器限制制動電流以保持直流回路電壓不超過115%的極限設定值（缺省值），因進線電壓過高，直流回路電壓超過了設定的極限值，在減速時電壓調節器起作用，造成制動電流很小，電機轉速降不下來，而在軋鋼時，電網的負載加重，直流回路電壓低于115%的極限設定值，制動功能恢復正常。在當時無法降低電網電壓的情況下，將直流回路電壓極限設定值增至127% 后，變頻器工作正常。在停產檢修時，我們根據電網的情況改變了變壓器的檔位，使變頻器的進線電壓在允許的范圍內，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未發現有故障，而對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A10主板、A22電源板上的LED指示燈均正常，用試電筆測變頻器的進線電源，發現有一相顯示不正常，用萬用表測量三相結果為:Vab=390V，Vac=190V，Vbc=190V。經檢查系進線端子排處接觸不良。 ready指示燈是變頻器內各種狀態信息的綜合反映，當它不亮時可提示維護人員注意變頻器尚未就緒 。此時在進線電源不正常時變頻器的故障記錄中未能反映未就緒的原因，可能與電路的設計有關。 （4） 調試過程中西門子MIDIMASTER Vector（22kW）變頻器啟動后即過流跳閘 變頻器供貨方與被控設備的供貨方因溝通上的原因，在容量上不匹配（電機功率為30kW）。將變頻器的控制模式選為矢量控制，在輸入電機參數時，變頻器自動將電機的額定電流60A限定在4，電機銘牌上無功率因數的大小，按變頻器手冊的要求，將其設定為0，在作自動辨識（P088=1）后啟動電機時，變頻器過流跳閘。考慮到匹配上的原因，將控制模式改為V/F控制，情況依舊。后檢查電機參數時，發現功率因數為1.1，將其改為0.85后，變頻器工作正常。 因容量不匹配，變頻器依據輸入的電機參數進行計算時會產生不正確的結果，在遇到這種情況而暫時無法解決匹配問題時，一定要在自動辨識后檢查是否存在不合適的參數。 （5） 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。 變頻器操作手冊上的故障對策表中介紹的皆為較常見的故障，在出現未涉及的一些的代碼時應對變頻器作全面檢查。 （6） 西門子MM420/MM440變頻器的AOP面板僅能存儲一組參數 變頻器選型手冊中介紹AOP面板中能存儲10組參數，但在用AOP面板作第二臺變頻器參數的備份時，顯“存儲容量不足”。解決辦法如下: a） 在菜單中選擇“語言”項; b） 在“語言”項中選擇一種不使用的語言; c） 按Fn+Δ鍵選擇刪除，經提示后按P鍵確認; 這樣，AOP面板就可存儲10組參數。造成這種現象的原因可能是設計時AOP面板中的內存不夠。 （7） ABB ACS600變頻器在運行時直流回路過壓跳閘 該變頻器配置有制動斬波器和制動電阻，但外方調試人員在調試時將電壓控制器選擇為ON而未使用制動斬波器和制動電阻。在直流回路過壓跳閘后將斬波器和制動電阻投入，結果跳閘更加頻繁。變頻器操作手冊上對直流回路過壓原因的解釋通常有2點: a） 進線電壓過高; b） 減速時間太短; 因該變頻器已投入運行2個月，且跳閘時進線電壓在允許的范圍之內，其它變頻器工作正常，結合以前處理變頻器故障時對直流回路過壓的認識，認為在使用電壓控制器調節回饋電流防止直流回路過壓的情況下，負載電流的變化率過大是引起過壓的一個重要原因，到現場查看被控設備時，發現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，發現制動斬波器上設有三檔進線電壓選擇裝置（400V、500V、690V）以適應不同的進線電壓，其中短接環插在690V檔上，這樣就造成制動斬波器和制動電阻投入工作的門檻值過高而在進線電壓為400V的ACS600變頻器中未起作用，將短接環移至400V檔，通過減少減速時間試驗，制動斬波器和制動電阻工作正常。 舉例變頻器故障處理過程 （1） 變頻器驅動電機抖動 在接修一臺安川616PC5-5.5kW變頻器時,客戶送修時標明電機行抖動,此時*反應是輸出電壓不平衡.在檢查功率器件后發現無損壞,給變頻器通電顯示正常,運行變頻器，測量三相輸出電壓確實不平衡，測試六路數出波形，發現W相下橋波形不正常，依次測量該路電阻，二極管，光耦。發現提供反壓的一二極管擊穿，更換后，重新上電運行，三相輸出電壓平衡，修復。
（2） 變頻器頻率上不去 在接修一臺普傳220V，單相，1.5kW變頻器時，客戶標明頻率上不去，只能上到20Hz，此時*想到的是有可能參數設置不當，依次檢查參數，發現zui高頻率，上限頻率都為60Hz，可見不是參數問題，又懷疑是頻率給定方式不對，后改成面板給定頻率，變頻器zui高可運行到60Hz，由此看來，問提出在模擬量輸入電路上，檢查此電路時，發現一貼片電容損壞，更換后，變頻器正常。 1）變頻器充電起動電路故障 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為直流電壓，然后直流電壓經三相橋式逆變電路變換為調壓調頻的三相交流電輸出到負載。當變頻器剛上電時，由于直流側的平波電容容量非常大，充電電流很大，通常采用一個起動電阻來限制充電電流，常見的變頻起動兩種電路，如圖 1所示。充電完成后，控制電路通過繼電器的觸點或晶閘管將電阻短路，起動電路故障一般表現為起動電阻燒壞，變頻器報警顯示為直流母線電壓故障，一般設計者在設計變頻器的起動電路時，為了減少變頻器的體積選擇起動電阻，都選擇小一些，電阻值在10～50Ω，功率為10～50W。 當變頻器的交流輸入電源頻繁通時，或者旁路接觸器的觸點接觸不良時，以及旁路晶閘管的導通阻值變大時，都會導致起動電阻燒壞。如遇此情況，可購買同規格的電阻換之，同時必須找出引出電阻燒壞的原因。如果故障是由輸入側電源頻率開合引起的，必須消除這種現象才能將變頻器投入使用；如果故障是由旁路繼電器觸點或旁路晶閘管引起，則必須更換這些器件。
2）變頻器*顯示，但不能高速運行 我廠一臺變頻器狀態正常，但調不到高速運行，經檢查，變頻器并*，參數設置正確，調速輸入信號正常，上電運行時測試出現變頻器直流母線電壓只有 450V左右，正常值為580～600V，再測輸入側，發現缺了一相，故障原因是輸入側的一個空氣開關的一相接觸不良造成的，為什么變頻器輸入缺相不報警仍能在低頻段工作呢?實際上變頻器缺一相輸入時，是可以工作的，多數變頻器的母線電壓下限為400V，即是當直流母線電壓降至400V以下時，變頻器才報告直流母線低電壓故障。當兩相輸入時，直流母線電壓為380*1.2=452V400V。當變頻器不運行時，由于平波電容的作用，直流電壓也可達到正常值，新型的變頻器都是采用PWM控制技術，調壓調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，但因為輸入電壓低輸出電壓低，造成異步電機轉矩低，頻率上不去。
（1） AEG Multiverter122/150-400變頻器在啟動時直流回路過壓跳閘
（2） 變頻器頻率上不去 在接修一臺普傳220V，單相，1.5kW變頻器時，客戶標明頻率上不去，只能上到20Hz，此時*想到的是有可能參數設置不當，依次檢查參數，發現zui高頻率，上限頻率都為60Hz，可見不是參數問題，又懷疑是頻率給定方式不對，后改成面板給定頻率，變頻器zui高可運行到60Hz，由此看來，問提出在模擬量輸入電路上，檢查此電路時，發現一貼片電容損壞，更換后，變頻器正常。 1）變頻器充電起動電路故障 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為直流電壓，然后直流電壓經三相橋式逆變電路變換為調壓調頻的三相交流電輸出到負載。當變頻器剛上電時，由于直流側的平波電容容量非常大，充電電流很大，通常采用一個起動電阻來限制充電電流，常見的變頻起動兩種電路，如圖 1所示。充電完成后，控制電路通過繼電器的觸點或晶閘管將電阻短路，起動電路故障一般表現為起動電阻燒壞，變頻器報警顯示為直流母線電壓故障，一般設計者在設計變頻器的起動電路時，為了減少變頻器的體積選擇起動電阻，都選擇小一些，電阻值在10～50Ω，功率為10～50W。 當變頻器的交流輸入電源頻繁通時，或者旁路接觸器的觸點接觸不良時，以及旁路晶閘管的導通阻值變大時，都會導致起動電阻燒壞。如遇此情況，可購買同規格的電阻換之，同時必須找出引出電阻燒壞的原因。如果故障是由輸入側電源頻率開合引起的，必須消除這種現象才能將變頻器投入使用；如果故障是由旁路繼電器觸點或旁路晶閘管引起，則必須更換這些器件。
2）變頻器*顯示，但不能高速運行 我廠一臺變頻器狀態正常，但調不到高速運行，經檢查，變頻器并*，參數設置正確，調速輸入信號正常，上電運行時測試出現變頻器直流母線電壓只有 450V左右，正常值為580～600V，再測輸入側，發現缺了一相，故障原因是輸入側的一個空氣開關的一相接觸不良造成的，為什么變頻器輸入缺相不報警仍能在低頻段工作呢?實際上變頻器缺一相輸入時，是可以工作的，多數變頻器的母線電壓下限為400V，即是當直流母線電壓降至400V以下時，變頻器才報告直流母線低電壓故障。當兩相輸入時，直流母線電壓為380*1.2=452V400V。當變頻器不運行時，由于平波電容的作用，直流電壓也可達到正常值，新型的變頻器都是采用PWM控制技術，調壓調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，但因為輸入電壓低輸出電壓低，造成異步電機轉矩低，頻率上不去。
