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精品 维修变频器心得 本公司自各类变频器 1999年成立以来 直流调速器 一直从事交 伺服 直流调速的研究和应用 触摸屏 人机界面等产品的开对P LC 发 调试 其中高 目的经验 维修工作 中级技术人员占80 以上 特别对多点变频同步控制 拥有一批专业技术扎实富于开拓精神的科技队伍 具有完成大中型企业自动化控制项恒张力控制 恒压供水控制 风机恒压控制 的高端具有特长 如何找到一家变频器维修质量可靠的变频器维修公司 起重位能控制 过程控制 集散控制等工业自动化领域中这个问题就需要长期了解 一般我们认为进口的变频器如欧洲品牌 日本品牌 如果经过维修的变频器在一年内出现同类故障或者其他故障 这种情况一两次还问题不大 如果一个维修公司帮你修过的变频器 有30 都是在维修后一年内出现故障需要维修的话 就可以说明其维修质量不可靠 如果有5 出现维修后一年内需要返修 我们认为这个维修质量还是可以放心的 变频器维修市场广阔 越来越多的变频器维修公司也多起来 中国变频器维修市场特征分析 1 各种进口变频器维修服务跟不上位 不少客户的变频器坏了 找代理商或厂家维修 很多大公司都需要报修 等厂家安排人员上门服务一般是需要时间的 或者直接通知客户发货到厂家 在时间上等不及 少则一个礼拜 多则几个月 2 进口变频器如果找厂家指定的维修公司或代理商维修的话 很多都是模块 整个板子如CPU板 电源板 驱动板等代换 不过这样的话维修有保证 但维修价格会比较高 说不定修两台变频器就足够买一台变频器 这样也不很经济 变频器安装环境应注意的几点情况 一 工作温度 变频器内部是大功率的电子元件 极易受到工作温度的影响 产品一般要求为0 55 但为了保证工作安全 可靠 使用时应考虑留有余地 最好控制在40 以下 在控制箱中 变频器一般应安装在箱体上部 并严格遵守产品说明书中的安装要求 绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装 二 环境温度 温度太高且温度变化较大时 变频器内部易出现结露现象 其绝缘性能就会大大降低 甚至可能引发短路事故 必要时 必须在箱中增加干燥剂和加热器 在水处理间 一般水汽都比较重 如果温度变化大的话 这个问题会比较突出 三 腐蚀性气体 使用环境如果腐蚀性气体浓度大 不仅会腐蚀元器件的引线 印刷电路板等 而且还会加速塑料器件的老化 降低绝缘性能 四 振动和冲击 装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时 会引起电气接触不良 淮安热电就出现这样的问题 这时除了提高控制柜的机械强度 远离振动源和冲击源外 还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件 设备运行一段时间后 应对其进行检查和维护 五 电磁波干扰 变频器在工作中由于整流和变频 周围产生了很多的干扰电磁波 这些高频电磁波对附近的仪表 仪器有一定的干扰 因此 柜内仪表和电子系统 应该选用金属外壳 屏蔽变频器对仪表的干扰 所有的元器件均应可靠接地 除此之外 各电气元件 仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆 且屏蔽层应接地 如果处理不好电磁干扰 往往会使整个系统无法工作 导致控制单元失灵或损坏 变频器维修十项原则 一 先动口再动手对于有故障的电气设备 不应急于动手 应先询问产生故障的前后经过及故障现象 对于生疏的设备 还应先熟悉电路原理和结构特点 遵守相应规则 拆卸前要充分熟悉每个电气部件的功能 位置 连接方式以及与四周其他器件的关系 在没有组装图的情况下 应一边拆卸 一边画草图 并记上标记 二 先外部后内部应先检查设备有无明显裂痕 缺损 了解其维修史 使用年限等 然后再对机内进行检查 拆前应排队周边的故障因素 确定为机内故障后才能拆卸 否则 盲目拆卸 可能将设备越修越坏 三 先机械后电气只有在确定机械零件无故障后 再进行电气方面的检查 检查电路故障时 应利用检测仪器寻找故障部位 确认无接触不良故障后 再有针对性地查看线路与机械的运作关系 以免误判 四 先静态后动态在设备未通电时 判定电气设备按钮 接触器 热继电器以及保险丝的好坏 从而判定故障的所在 通电试验 听其声 测参数 判定故障 最后进行维修 如在电动机缺相时 若测量三相电压值无法着判别时 就应该听其声 单独测每相对地电压 方可判定哪一相缺损 五 先清洁后维修对污染较重的电气设备 先对其按钮 接线点 接触点进行清洁 检查外部控制键是否失灵 许多故障都是由脏污及导电尘块引起的 一经清洁故障往往会排除 六 先电源后设备电源部分的故障率在整个故障设备中占的比例很高 所以先检修电源往往可以事半功倍 七 先普遍后非凡因装配配件质量或其他设备故障而引起的故障 一般占常见故障的50左右 电气设备的非凡故障多为软故障 要经验和仪表来测量和维修 八 先外围后内部先不要急于更换损坏的电气部件 在确认外围设备电路正常时 再考虑更换损坏的电气部件 九 先直流后交流检修时 必须先检查直流回路静态工作点 再交流回路动态工作点 十 先故障后调试对于调试和故障并存的电气设备 应先排除故障 再进行调试 调试必须在电气线路速的前提下进行 变频器的故障原因及防范措施变频器由主回路 电源回路 IPM驱动及保护回路 冷却风扇等几部分组成 其结构多为单元化或模块化形式 由于使用方法不正确或设置环境不合理 将容易造成变频器误操作及发生故障 或者无法满足预期的运行效果 为防患于未然 事先对故障原因进行认真分析尤为重要 一 主回路常见故障分析主回路主要由三相或单相整流桥 平滑电容器 滤波电容器 IPM逆变桥 限流电阻 接触器等元件组成 其中许多常见故障是由电解电容引起 电解电容的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定 在回路设计时已经选定了电容器的型号 所以内部的温度对电解电容器的寿命起决定作用 电解电容器会直接影响到变频器的使用寿命 一般温度每上升10 寿命减半 因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度 另一方面可以采取措施减少脉动电流 采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流 从而延长电解电容器的寿命 在电容器维护时 通常以比较容易测量的静电容量来判断电解电容器的劣化情况 当静电容量低于额定值的80 绝缘阻抗在5M 以下时 应考虑更换电解电容器 二 主回路典型故障分析故障现象变频器在加速 减速或正常运行时出现过电流跳闸 首先应区分是由于负载原因 还是变频器的原因引起的 如果是变频器的故障 可通过历史记录查询在跳闸时的电流 超过了变频器的额定电流或电子热继电器的设定值 而三相电压和电流是平衡的 则应考虑是否有过载或突变 如电机堵转等 在负载惯性较大时 可适当延长加速时间 此过程对变频器本身并无损坏 若跳闸时的电流 在变频器的额定电流或在电子热继电器的设定范围内 可判断是IPM模块或相关部分发生故障 首先可以通过测量变频器的主回路输出端子U V W 分别与直流侧的P N端子之间的正反向电阻 来判断IPM模块是否损坏 如模块未损坏 则是驱动电路出了故障 如果减速时IPM模块过流或变频器对地短路跳闸 一般是逆变器的上半桥的模块或其驱动电路故障 而加速时IPM模块过流 则是下半桥的模块或其驱动电路部分故障 发生这些故障的原因 多是由于外部灰尘进入变频器内部或环境潮湿引起 进口泵 三 控制回路故障分析控制回路影响变频器寿命的是电源部分 是平滑电容器和IPM电路板中的缓冲电容器 其原理与前述相同 但这里的电容器中通过的脉动电流 是基本不受主回路负载影响的定值 故其寿命主要由温度和通电时间决定 由于电容器都焊接在电路板上 通过测量静电容量来判断劣化情况比较困难 一般根据电容器环境温度以及使用时间 来推算是否接近其使用寿命 电源电路板给控制回路 IPM驱动电路和表面操作显示板以及风扇等提供电源 这些电源一般都是从主电路输出的直流电压 通过开关电源再分别整流而得到的 因此 某一路电源短路 除了本路的整流电路受损外 还可能影响其他部分的电源 如由于误操作而使控制电源与公共接地短接 致使电源电路板上开关电源部分损坏 风扇电源的短路导致其他电源断电等 一般通过观察电源电路板就比较容易发现 逻辑控制电路板是变频器的核心 它集中了CPU MPU RAM EEPROM等大规模集成电路 具有很高的可靠性 本身出现故障的概率很小 但有时会因开机而使全部控制端子同时闭合 导致变频器出现EEPROM故障 这只要对EEPROM重新复位就可以了 IPM电路板包含驱动和缓冲电路 以及过电压 缺相等保护电路 从逻辑控制板来的PWM信号 通过光耦合将电压驱动信号输入IPM模块 因而在检测模快的同时 还应测量IPM模块上的光耦 四 冷却系统冷却系统主要包括散热片和冷却风扇 其中冷却风扇寿命较短 临近使用寿命时 风扇产生震动 噪声增大最后停转 变频器出现IPM过热跳闸 冷却风扇的寿命受限于轴承 大约为10000 35000h 当变频器连续运转时 需要2 3年更换一次风扇或轴承 为了延长风扇的寿命 一些产品的风扇只在变频器运转时而不是电源开启时运行 五 外部的电磁感应干扰如果变频器周围存在干扰源 它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部 引起控制回路误动作 造成工作不正常或停机 严重时甚至损坏变频器 减少噪声干扰的具体方法有变频器周围所有继电器 接触器的控制线圈上 加装防止冲击电压的吸收装置 如RC浪涌吸收器 其接线不能超过20cm 尽量缩短控制回路的配线距离 并使其与主回路分离 变频器控制回路配线绞合节距离应在15mm以上 与主回路保持10cm以上的间距 变频器距离电动机很远时 超过100m 这时一方面可加大导线截面面积 保证线路压降在2 以内 同时应加装变频器输出电抗器 用来补偿因长距离导线产生的分布电容的充电电流 变频器接地端子应按规定进行接地 必须在专用接地点可靠接地 不能同电焊 动力接地混用 变频器输入端安装无线电噪声滤波器 减少输入高次谐波 从而可降低从电源线到电子设备的噪声影响 同时在变频器的输出端也安装无线电噪声滤波器 以降低其输出端的线路噪声 六 安装环境变频器属于电子器件装置 对安装环境要求比较严格 在其说明书中有详细安装使用环境的要求 在特殊情况下 若确实无法满足这些要求 必须尽量采用相应抑制措施振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因 对于振动冲击较大的场合 应采用橡胶等避振措施 潮湿 腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件锈蚀 接触不良 绝缘降低而形成短路 作为防范措施 应对控制板进行防腐防尘处理 并采用封闭式结构 温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素 特别是半导体器件 应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射 除上述几点外 定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的 对于特殊的高寒场合 为防止微处理器因温度过低不能正常工作 应采取设置空气加热器等必要措施 七 电源异常电源异常大致分以下3种 即缺相 低电压 停电 有时也出现它们的混合形式 这些异常现象的主要原因 多半是输电线路因风 雪 雷击造成的 有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路 而雷击因地域和季节有很大差异 除电压波动外 有些电网或自行发电的单位 也会出现频率波动 并且这些现象有时在短时间内重复出现 为保证设备的正常运行 对变频器供电电源也提出相应要求 如果附近有直接启动的电动机和电磁炉等设备 为防止这些设备投入时造成的电压降低 其电源应和变频器的电源分离 减小相互影响 对于要求瞬时停电后仍能继续运行的设备 除选择合适价格的变频器外 还应预先考虑电机负载的降速比例 当变频器和外部控制回路都采用瞬间停电补偿方式时 失压回复后 通过测速电机测速来防止在加速中的过电流 对于要求必须连续运行的设备 应对变频器加装自动切换的不停电电源装置 像带有二极管输入及使用单相控制电源的变频器 虽然在缺相状态 但也能继续工作 但整流器中个别器件电流过大 及电容器的脉冲电流过大 若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响 应及早检查处理 八 雷击 感应雷电雷击或感应雷击形成的冲击电压 有时也会造成变频器的损坏 此外 当电源系统一次侧带有真空断路器时 短路开闭会产生较高的冲击电压 为防止因冲击电压造成过电压损坏 通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件 真空断路器应增加RC浪涌吸收器 若变压器一次侧有真空断路器 应在控制时序上 保证真空断路器动作前先将变频器断开 九 变频器本身的故障自诊断及预防功能老型号的晶体管变频器主要有以下缺点容易跳闸 不容易再启动 过负载能力低 由于IGBT及CPU的迅速发展 变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能 大幅度提高了变频器的可靠性 如果使用矢量控制变频器中的 全领域自动转矩补偿功能 其中的 启动转矩不足 环境条件变化造成出力下降 等故障原因 将得到很好的克服 该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算 计算出当前时刻所需要的转矩 迅速对输出电压进行修正和补偿 以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化 十 预先在变频器的内部设置各种故障防止措施此外 由于变频器的软件开发更加完善 可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施 并使故障化解后 仍能保持继续运行 例如对自由停车过程中的电机进行再启动 对内部故障自动复位并保持连续运行 负载转矩过大时 能自动调整运行曲线 能够对机械系统的异常转矩进行检测 造成变频器故障的原因是多方面的 只有在实践中 不断摸索总结 才能及时消除各种各样的故障 变频器维修检测常用方法在变频器日常维护过程中 经常遇到各种各样的问题 如外围线路问题 参数设定不良或机械故障 如果是变频器出现故障 如何去判断是哪一部分问题 在这里略作介绍 一 静态测试 1 测试整流电路找到变频器内部直流电源的P端和N端 将万用表调到电阻X10档 红表棒接到P 黑表棒分别依到R S T 应该有大约几十欧的阻值 且基本平衡 相反将黑表棒接到P端 红表棒依次接到R S T 有一个接近于无穷大的阻值 将红表棒接到N端 重复以上步骤 都应得到相同结果 如果有以下结果 可以判定电路已出现异常 A 阻值三相不平衡 可以说明整流桥故障 B 红表棒接P端时 电阻无穷大 可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障 2 测试逆变电路将红表棒接到P端 黑表棒分别接U V W上 应该有几十欧的阻值 且各相阻值基本相同 反相应该为无穷大 将黑表棒接到N端 重复以上步骤应得到相同结果 否则可确定逆变模块故障 二 动态测试在静态测试结果正常以后 才可进行动态测试 即上电试机 在上电前后必须注意以下几点 1 上电之前 须确认输入电压是否有误 将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机 炸电容 压敏电阻 模块等 2 检查变频器各接播口是否已正确连接 连接是否有松动 连接异常有时可能导致变频器出现故障 严重时会出现炸机等情况 3 上电后检测故障显示内容 并初步断定故障及原因 4 如未显示故障 首先检查参数是否有异常 并将参数复归后 进行空载 不接电机 情况下启动变频器 并测试U V W三相输出电压值 如出现缺相 三相不平衡等情况 则模块或驱动板等有故障 5 在输出电压正常 无缺相 三相平衡 的情况下 带载测试 测试时 最好是满负载测试 三 故障判断 1 整流模块损坏一般是由于电网电压或内部短路引起 在排除内部短路情况下 更换整流桥 在现场处理故障时 应重点检查用户电网情况 如电网电压 有无电焊机等对电网有污染的设备等 2 逆变模块损坏一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起 在修复驱动电路之后 测驱动波形良好状态下 更换模块 在现场服务中更换驱动板之后 还必须注意检查马达及连接电缆 在确定无任何故障下 运行变频器 3 上电无显示一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起 如启动电阻损坏 也有可能是面板损坏 4 上电后显示过电压或欠电压一般由于输入缺相 电路老化及电路板受潮引起 找出其电压检测电路及检测点 更换损坏的器件 5 上电后显示过电流或接地短路一般是由于电流检测电路损坏 如霍尔元件 运放等 6 启动显示过电流一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起 7 空载输出电压正常 带载后显示过载或过电流该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化 模块损伤引起变频器维修经验十多年的工控产品维修经验 供大家参考 常见故障及判断 1 OC报警键盘面板LCD显示 加 减 恒速时过电流 对于短时间大电流的OC报警 一般情况下是驱动板的电流检测回路出了问题 模块也可能已受到冲击 损坏 有可能复位后继续出现故障 产生的原因基本是以下几种情况 电机电缆过长 电缆选型临界造成的输出漏电流过大或输出电缆接头松动和电缆受损造成的负载电流升高时产生的电弧效应 小容量 7 5G11以下 变频器的24V风扇电源短路时也会造成OC3报警 此时主板上的24V风扇电源会损坏 主板其它功能正常 若出现 1 OC2 报警且不能复位或一上电就显示 OC3 报警 则可能是主板出了问题 若一按RUN键就显示 OC3 报警 则是驱动板坏了 2 OLU报警键盘面板LCD显示 变频器过负载 当G P9系列变频器出现此报警时可通过三种方法解决 首先修改一下 转矩提升 加减速时间 和 节能运行 的参数设置 其次用卡表测量变频器的输出是否真正过大 最后用示波器观察主板左上角检测点的输出来判断主板是否已经损坏 3 OU1报警键盘面板LCD显示 加速时过电压 当通用变频器出现 OU 报警时 首先应考虑电缆是否太长 绝缘是否老化 直流中间环节的电解电容是否损坏 同时针对大惯量负载可以考虑做一下电机的在线自整定 另外在启动时用万用表测量一下中间直流环节电压 若测量仪表显示电