变频器过流过载故障的维修ppt课件.ppt

变频调速维护 保养实用技术培训 第5章变频器过流过压故障的维修 5 1变频器故障的4个阶段5 1安装时或负载变动变频器在做工程时或工作中更换了负载 出现了问题 主要出在电路连接错误 变频器和电动机的容量选择错误 变频器参数的设置不正确 不要怀疑变频器和电动机质量问题 因为变频器和电动机均为成熟的工业电器 当负载发生变动时 变频器的参数没有更改 变频器不能正常工作 例如 一台富士变频器 安装后调试时 变频器通电就报过热 后经检查 是调速电位器的阻值应为5000 错选为50 变频器安装后起动就报过载 原来是频率偏置参数设置错误 第5章变频器过流过压故障的维修 5 2变频器交付使用后频繁出问题因为变频器刚刚投入使用 老化问题不存在 频繁出问题主要是变频器和电动机不匹配 参数设置不正确 有些问题没有考虑到 例如 变频器安装后较频繁的跳过流或过载 是变频器的电流容量选的小 或电动机电子热继电器参数设置的偏小 或使用问题 人为故障 变频器工作中经常的跳过压 是变频器应该安装制动电阻或着要优化变频器的参数设置 一轧钢机4个月坏了4次 一是使用中过载 二是应该安装制动电阻 第5章变频器过流过压故障的维修 5 3变频器已经正常工作了一段时间变频器已经正常工作了一段时间 各方面均良好 突然出现了跳闸现象 是电动机或负载出现了问题 重点检查电动机或电动机拖动的外负载 例如 工程做完后系统工作良好 突然一天变频器过流跳闸 检查后发现电动机绕组短路 污水泵连续工作了半年一切正常 突然一天过流跳闸 原来是污水含沙量增加 造成变频器工作电流大 第5章变频器过流过压故障的维修 5 1 4变频器已经应用了几年之后变频器 电动机 电动机拖动的外负载 都会出现老化现象 出现了故障报警 故障的排序为负载 电动机 变频器 例如 变频器应用了两年之后 出现了过载跳闸 结果是传动系统负载老化 变频器工作了4年后 起动时频率上升到15Hz过流跳闸 结果是电动机匝间短路 变频器工作中突然爆模块 结果是输出电缆接头包扎处强度不够 天车移动时天长日久接头短路 变频器工作了5年后 输出频率震荡 结果是电流取样电路阻值变大 第5章变频器过流过压故障的维修 1 变频器跳闸电流值变频器根据不同的机型 有不同的过流值 风机和泵类变频器一般为110 120 基本U F控制为150 矢量控制为150 200 当变频器电流达到过流限定值 便报警跳闸保护 显示 OC 过流故障 第5章变频器过流过压故障的维修 4 1 2变频器启动过流跳闸1 负载惯性大引起过流跳闸风机 带惯性轮的机械系统 圆盘形负载等 均属于大惯性负载 因为负载的惯性较大 变频器的加速时间设置的较短 电动机的转速跟不上变频器的输出频率 造成 n增大过流跳闸 解决方法增加变频器的加速时间 见下图 也可以设为转矩自动功能 第5章变频器过流过压故障的维修 2 负载重引起过流跳闸 1 带载起动的设备 如电梯 吊车 矿井绞车等 在启动时 当变频器的输出频率上升到电动机的转速差 n时 因电动机负载重不能转动 则 n T I1 I1 IM 过流值 跳闸 解决方法进行转矩提升 第5章变频器过流过压故障的维修 2 频率上升到一定值过流跳闸因为负载偏心和有降速装置 当负载转到偏心造成的附加转矩最大时 变频器的输出频率上升到一定值 变频器过流跳闸 解决方法仍然为 设置低频转矩补偿 提高启动转矩 第5章变频器过流过压故障的维修 说明 1 变频器起动过流一般是变频器安装完毕 调机时发生的 因为调机时该问题已经解决 在投入正常运行后该故障一般不会再发生 如果在正常运行后出现了起动过流 要考虑其它原因 特别警惕负载短路 2 为了防止变频器启动过流跳闸 可以选用矢量变频器 因为矢量变频器有更强的过载能力 在启动时就有200 的输出转矩 第5章变频器过流过压故障的维修 5 1 3正常工作中负载引起过流跳闸1 冲击负载负载忽大忽小 即冲击性负载 当负载大于了变频器的容限过载电流 变频器过流跳闸 故障排除 当变频器跳闸达到了容限电流 150 200 IN 电动机的转速又较低时 可以考虑增加一级减速器 利用提高转速的方法减小电动机电流 如果没法增加减速器 就要考虑更换高一级功率档次的变频器 第5章变频器过流过压故障的维修 2 变频器参数设置不当或失控过流过流现象 变频器U F线设置不当 变频器PID控制反馈信号丢失 速度突然上升过流 矢量控制中因电动机参数预置或自扫描不正确 变频器工作中进行的自扫描 环形编码器损坏 都会使变频器出现过流跳闸 第5章变频器过流过压故障的维修 解决方法 修改基本U F线 检查变频器的反馈环节 更换故障传感设备 矢量变频器重新空载扫描 参数恢复为出厂值重新预置 第5章变频器过流过压故障的维修 3 负载不正常造成过流过流现象抱闸过流 松闸 抱闸时间选择不合适造成变频器过流跳闸 例如门式起重机 重物下放时变频器过流跳闸 负载发生变化 机械系统卡住 管道堵塞 风道突然落尘等 解决方法 按电动机的额定转速差计算松闸抱闸时间 设置抱闸限定电流 在需要转矩控制的系统中 限流功能慎用 排除机械故障 疏通风道 更换老化管道 第5章变频器过流过压故障的维修 4 电磁干扰零序电流干扰电磁耦合干扰辐射干扰 第5章变频器过流过压故障的维修 5 1 3 外电路短路造成过流跳闸电动机绕组短路 接线短路 接线端子短路等引起的过流 是最危险的一种过流 过流的特征是 该过流不存在 n的上升时间变频器运行就跳闸 不能工作 过流物理现象分析 因为电路已经短路 不存在电动机的频率上升时间 运行就过流 短路过流时电流的陡度大 烧坏开关管 第5章变频器过流过压故障的维修 5 1 5内部电路损坏过流跳闸1 驱动信号畸变过流变频器的驱动信号畸变 造成工作电流增大 特点 变频器工作过流跳闸 能复位 复位后可重新起动 2 模块损坏过流特征为 一上电就跳闸 一般不能复位 主要原因是模块坏 驱动电路坏 电流检测电路坏 该故障属于变频器内部故障 第5章变频器过流过压故障的 总结 变频器过流分析思路1 变频器出现过流跳闸 首先区分是安装问题还是使用问题 变频器刚投入使用时就存在过流跳闸问题 考虑变频器的容量选择是否小 参数设置是否不合理 2 正常工作了一定时间后出现跳闸 重点检查电动机的负载 3 频率上升到1Hz以上跳闸 启动过流 4 频率上升到5Hz以上跳闸 启动过流或电动机绕组短路 5 运行中不规则跳闸 冲击负载 6 上电运行就跳闸 输出短路 千万不能再试 第5章变频器过流过压故障的维修 5 2故障案例案例1 启动过流某厂两台料浆泵配用90kW电机 额定电流为164A 选用富土FRN90P9S一4CE变频器 额定电流176A 在系统启动过程中频率约在12Hz时电动机堵转 随后变频器过流跳闸 启动失败数次 检查设定参数 变频器转矩提升保持为出厂设定值0 1 0 1是转矩提升功能设置为减转矩特性 由于该系统工艺流程影响 出口存有初始压力 当变频器输出频率上升到12Hz时 初始压力最大 造成电动机启动失败 第5章变频器过流过压故障的维修 该变频器具有转矩自动提升功能 它根据变频器的实际输出转矩 自动提升补偿 故将转矩提升码改为0 0 选择了自动转矩提升模式 电动机正常启动 第5章变频器过流过压故障的维修 案例2 补偿不当启动过流案例现象 某水泥回转窑配用电机为Y315L2 8 110kW 选用美国A B公司1336s B250HP变频器驱动 试车时 水泥回转窑起动正常 但下料后停止再起动时 频率约在10Hz左右总是因电动机堵转造成变频器过电流保护动作 最大电流高达530A 分析其原因是水泥回转窑带物料起动时因物料堆积角大 起动时造成负载偏心 增大了回转窑的起动阻转矩使起动失败 第5章变频器过流过压故障的维修 参数调试 调整变频器压频比U f为37Hz时输出额定电压 起动成功 但完成起动后变频器进入恒功率运行 因电动机磁通过大导致电动机铁芯饱和发热 20Hz时电流高达380A 无功电流约占80 第5章变频器过流过压故障的维修 实际过流是在10Hz左右 因此 只要在1 3基频以下的低速区间设置足够的转矩提升 在其他频率段基本保持恒转矩下U f曲线的斜率 是能够完成回转窑调速控制的 也就是应该设置低频转矩补偿 通过反复调整转矩提升参数 解决了回转窑起动和运行问题 第5章变频器过流过压故障的维修 案例3 变频器工作中过流跳闸案例现象 某钢厂采用ABB 200kW变频器 驱动160kW 4极电动机 用于一小型轧机 变频器采用矢量控制 用数字编码器组成速度闭环 一天在工作中出现过流跳闸 案例分析 在工作中负载没有变化 检查电动机没有短路故障 问题可能出在变频器或控制电路 案例维修 仔细检查变频器的控制电路 发现旋转编码器有些松动 拆下检查 转轴已经框动 更换一只新的同型号编码器 过流故障排除 编码器故障 造成矢量控制失常 使变频器过流跳闸 第5章变频器过流过压故障的维修 案例4 变频器过流跳闸故障现象 一金属加工企业变频器改造项目 用一台75KW变频器拖动一台75KW电动机 变频器启动过程中跳 OC 不能工作 故障检查 根据变频器跳OC现象分析 因为是空载起动 变频器已应用了一段时间 不像是起动过电流 怀疑电动机有问题 将电动机接线断开 重新起动 变频器工作正常 测量电动机绕组电阻 没有短路现象 后将电动机又接回变频器 仍然跳OC 第5章变频器过流过压故障的维修 故障原因分析 将电动机分解 发现电动机绕组有短路烧痕 判断为电动机匝间短路 因为电动机为工作多年的老电机 绝缘程度大大下降 变频器的输出波形又为PWM波 造成电动机匝间局部短路 重新换一台电动机 故障排除 测量因为用的是万用表 低阻分辨率太小 测不出 在设备改造时 要注意老电动机的绝缘是否下降 如不能适应变频器的要求 就要采用变频器专用电动机或新电机 第5章变频器过流过压故障的维修 案例5 电动机过流案例现象 某水务局一台变频水泵 当变频器输出频率达到16Hz时变频器过流跳闸 案例分析 因为变频器驱动的是水泵 水泵按平方率特性曲线输出 不会在某频率出现过载情况 那么变频器过流另有原因 断开电动机 空载运行正常 该变频器可以空载运行 再接入电动机 仍然在16Hz左右出现过流跳闸 换一台电动机 运行正常 说明过流是电动机故障 第5章变频器过流过压故障的维修 案例处理 分解电动机 发现电动机绕组有短路现象 原来变频器的输出频率上升时 电压也在上升 当电压上升到匝间击穿电压时 变频器过流跳闸 第5章变频器过流过压故障的维修 案例6 变频器过流爆机案例现象 一ABB 55kW变频器 拖动一台55kW电动机 突然一天变频器开关模块爆裂 变频器报过流 案例分析 模块爆裂有两种情况 一种是电动机短路 造成变频器过流 另一种是变频器内部驱动电路等故障造成变频器模块损坏 在检查变频器的同时 测量电动机的绕组参数 没发现电动机有短路情况 即判断变频器为内部原因损坏 后换一台新的55kW变频器 一运行变频器就报过流故障 第5章变频器过流过压故障的维修 案例维修 再次检查电动机绕组电阻 仍没有发现问题 将电动机分解 发现有一转子风叶刮扫定子的其中一个绕组 当转子转一周时发生刮扫一次 刮扫时发生短路 造成变频器过流 更换电动机绕组 故障排除 第5章变频器过流过压故障的维修 案例7 一台1 5KW工作过流故障现象 变频器工作显示OCU 过流 故障 故障检查 将电动机断开 变频器正常 更换一台新的电动机 还是报过流故障 开始认为是电流检测保护电路有问题 对电流保护检测电路进行全面的测量 没有发现不正常的现象 奇怪的是这个故障可以复位 根据以往维修经验 在修理旧变频器时 都必须将驱动电路的滤波电容 一般是贴片电容 全部更换 因为这些电容容易老化 将该变频器的滤波电容全部更换 上电运行正常 这台机器主要是由于驱动电路的滤波电容老化引起OCU故障 第5章变频器过流过压故障的维修 5 2变频器过载故障的维修 第5章变频器过流过压故障的维修 5 2变频器过载故障的维修5 2 1过载故障定义电动机在运行中 运行电流超过了额定值但又小于过流限定值 运行时间又较长 称为过载 过载的基本特征是 电流超过了额定值 通过一定的时间积累 报过载故障 过载报警时间的长短和过载电流的大小有关 过载电流越大 报警时间越短 第5章变频器过流过压故障的维修 变频器反时限特性变频器过载是按反时限特性设置 根据反时限特性 当变频器的输出电流达到额定电流的95 工作时间1h 变频器报过载 大家要注意变频器的这一特性 在风机 水泵选用时要留有余地 因为这些负载有时是连续恒功率运行 第5章变频器过流过压故障的维修 5 2 3变频器过载的两种情况1 电动机过载当电动机的容量小于变频器的容量时 变频器又设置了电动机的过载保护值 变频器报的是电动机过载 2 变频器过载当变频器和电动机的容量选择的相同时 变频器报过载是变频器过载 但同时也是电动机过载 第5章变频器过流过压故障的维修 5 2 4机械负载过重电动机过载1 机械负荷过重的判断 正常过载 电动机出现了过载跳闸 因为负荷重的原因有 1 电动机发热 用手触及电动机的外壳 明显发烫 是鉴定电动机运行中过载的第一步 2 变频器显示屏上读取运行电流 与电动机的额定电流进行比较 明显偏大 第5章变频器过流过压故障的维修 2 机械负载过重故障的排除电动机出现负载过重的原因有 1 在人工喂料的负载系统中 控制喂料量 使电动机工作在额定状态 如搅拌机 打浆机 提升机等 2 在非人工喂料的系统中 负载的大小不可控 瞬时产生过载 解决的方法为 如果是电动机采用降速传动 并且电动机的工作速度较低 可考虑适当加大传动比 以减轻电动机轴上的负荷 如传动比无法加大 则应加大电动机的容量 否则长期过载要烧坏电动机 第5章变频器过流过压故障的维修 如果是变频器和电动机的容量选择相同 电动机直接传动 如泥浆泵 风机等 工作中出现过载 是变频器的容量选的小 应换为大一级的变频器 第5章变频器过流过压故障的维修 3 变频器参数设置的不合理1 电动机的热保护电流设置的较小 电动机实际上没有过载 变频器达到了设定的电流 变频器过载跳闸 这种情况可以重新设置过载电流 将过载电流设置的高一些 一般设定电流为电动机额定电流的105 110 2 变频器没有报过流 但电动机过流烧毁 该种现象是变频器的容量比电动机的容量选择的大 而变频器的过载电流没有改动 还是原来的默认值 当电动机过载时变频器不跳闸 时间一长将电动机烧坏 第5章变频器过流过压故障的维修 5 2 4负载异常或变频器异常引起过载跳闸1 三相电压不平衡1 故障现象变频器内部开关电路异常 如缺相 输出电压不平衡 引起某相的运行电流过大 导致过载跳闸 有效的方法是用电压表测量变频器的三相输出电压 以判断变频器是否缺相或电压不平衡 2 排除方法用电压表 数字万用表不能用 测量电动机侧的三相电压 变频器输出电压不平衡 90 是变频器出了问题 第5章变频器过流过压故障的维修 2 误动作如果电动机的热量并不大 但变频器的检测电流偏大 导致过载跳闸 是变频器的检测电路误动作 这种情况原则上要进行变频器的解体维修 但可以将过载电流设置的较大 消除误动作 第5章变频器过流过压故障的维修 5 2 5过载案例分析案例8 一台富士FR5000G11S 11KW变频器拖动一台Y2 132S 6 7 5kW电动机 投入运行时 频繁跳过载 显示 OLU 经测定该电机的堵转电流达到50A 约为电动机额定电流的3倍 故障检查 现场检查机械部分是否卡死 盘车轻松 无堵转现象 检查电动机 无短路故障 又参考变频器使用说明书 检查变频器的参数 经检查 频率偏置 原设定为3Hz 变频器在接到运行指令但未给出频率控制信号之前 电动机一直接收3Hz的低频运行指令而无法起动 造成过载 第5章变频器过流过压故障的维修 故障分析 该电动机为6极 额定转速970r min 转速差为30r min 转差频率为30P 60 30 3 60 1 5Hz 变频器的频率偏置是转差频率的3Hz 1 5Hz 2倍因电动机的起动频率设置偏高 电动机还没有来得及转动时就已经形成过流 将变频器的频率偏置设为0 变频器起动正常 第5章变频器过流过压故障的维修 案例9 变频器输出频率不能上升到预定值案例现象 一台西门子M430变频器 功率30kW 拖动一台17 5kW水泵恒压供水 管道压力设为0 2Mpa 变频器上限频率设为50Hz 变频器工作时频率上升到40Hz时就不再上升 水压没有达到预定要求 变频器报F0005 过载 故障 案例分析 该变频器采用接点压力表作为压力控制 当用水量大时 变频器的输出频率上升到40Hz时 报过载 频率不再上升 管道压力为0 05Mpa 当用水量少时 变频器输出频率可以上升到43Hz 管道压力可上升到0 13Mpa 第5章变频器过流过压故障的维修 查看过载电流 为33A 是17 5kW电动机的额定电流 怎么变频器频率上升到40Hz就达到额定电流呢 根据变频器的输出频率能在40 43Hz变化 电动机又可长期工作 不像电动机有短路故障 故障排除 询问用户 原先用的电动机为17 5kW 为了提高供水量 将电动机改为了25kW 变频器的参数没做相应改动 变频器还是按照17 5kW电动机的参数运行 西门子变频器具有电流限制功能 当达到设定的电流时变频器的输出频率就不再升高 重新按照25kW电动机设置变频器的工作电流 变频器工作正常 结论 变频器参数设置不合理造成的过载 第5章变频器过流过压故障的维修 案例10 电动机停在空中不动案例现象 有一钢厂新装了一台西门子M440变频器用于上料小车 发现小车悬在空中 电动机既不能正转上行 也不溜鈎下滑 其原因为重物向下的反力矩正好等于电动机向上的正力矩 而变频器形成向上的正力矩的电流正好为设定的额定电流值 该例中如果物料装的少一点 变频器能正常工作 多一点 变频器过载 当正好装的不多不少时 就出现了上述现象 第5章变频器过流过压故障的维修 案例11 矿井煤车失控下滑案例现象 有一矿井用绞车运煤 有一次因装煤过载 煤车上行到一定距离时变频器过载跳闸 因抱闸系统没有起动 造成煤车下滑冲撞事故 案例解决 调整抱闸系统 控制装煤量 第5章变频器过流过压故障的维修 5 3变频器过压故障的排除5 3 1过压问题的提出 第5章变频器过流过压故障的维修 1 输入过压输入过压主要原因为夏天雷电 解决方法是在三相输入端安装避雷器或压敏电阻 电压等级为250V 安装位置为变频器的入口端 公共端接地 第5章变频器过流过压故障的维修 2 消除回馈过压的方法在电路中接入制动电阻 当电容上的电压上升到760V以上 制动单元VTB导通 制动电阻RB放电制动 将回馈电能消耗掉 使电动机得到制动力矩而制动 如果制动电阻的制动能力不够 仍然会产生过压跳闸 第5章变频器过流过压故障的维修 过压总结 1 只要是电动机的转速大于了变频器的输出转速 电动机就产生发电效应 给变频器充电 2 一旦电动机出现了回馈电能 有制动电阻 制动能力不够 也会产生过压现象 没有制动电阻 意外产生了回馈电能 也会产生过压现象 在工程上 变频器过压现象是复杂的 但我们循着电动机只要出现了发电效应 必然受到了外负载能量干扰 由负载拖着电动机转动 只要找出了负载拖着电动机转动的原因 问题就解决了 第5章变频器过流过压故障的维修 5 2 4过压案例分析案例10 茶叶机变频器恒速运行过压某茶叶厂使用两台三菱变频器FR E540 2 2K CH 2 2KW 变频器 控制两台6CBC型八角炒干机 如图所示 其中一台变频器一直运行良好 另一台变频器运行中偶尔出现EOV2恒速过压故障 后用户将此变频器功率换高一档为3 7KW 仍然跳过压 第5章变频器过流过压故障的维修 案例分析 茶叶机变频器恒速运行过压由于变频器能在复位后正常运行 所以应重点检查变频器在运行中的电压变化情况 测量变频器FR E540 2 2K CH的直流母线电压UPN在恒速运行过程中电压偶尔有上升现象 当电压达到760V时变频器报EOV2 恒速过压故障 从此现象可以看出此台八角炒干机在恒速运行过程中 是由于机械部分重心不稳而出现再生回馈 第5章变频器过流过压故障的维修 解决方法1 改善内部结构 消除机械偏心 2 增加制动电阻 第5章变频器过流过压故障的维修 案例3 工频泵停机变频泵过压跳闸某水务局一台100KW工频泵和一台160KW变频泵并联为市区供水 当100KW工频泵拉闸停机时 变频泵报过压跳闸 第5章变频器过流过压故障的维修 案例分析 工频泵工作时 水流在管道中高速流动 形成很大的惯性 当工频泵突然停止 管道中产生负压 形成空化现象 负压将水从变频泵中吸入 推动叶轮转动 使电动机的转速高于变频器的输出转速 电动机产生发电效应 解决方案 在变频器上加装制动电阻 第5章变频器过流过压故障的维修 案例4 TD3100满载时报过压故障1 问题描述老系统改造项目 用TD3100 4T0150E变频器驱动一台15kW 原日本产绕线式电动机 电动机参数为 15kW 380V 33A 945r min 变频器曳引机速度为1m s 编码器为1024PPR 外接三菱PLC进行多段速选择 开关门和其他安全控制 根据变频器参数进行设置 在非满载情况下 工作正常 当做满载测试时 电梯下行时变频器一启动就报E005 过压 故障 第