变频调速系统的调试

1、变频器调速系统的调试与维修马孝伟 编2020-6-28目录一. 变频调速系统的调试 .21.1通电前的检查 .21.2 变频器的功能预置 .21.3 电动机的空载试验 .31.4 调速系统的负载试验 .3二. 变频器的维修与检查 .32. 1测量变频器电路时仪表类型的选择32.2变频器的维修 .32.3变频器的故障检测常用方法 .42.4 变频器的检查 .4三. 变频器的保护功能及故障诊断 .63. 1保护功能.63.2保护功能动作时的诊断 .63. 3变频器的故障检修.6.变频调速系统的调试变频器调速系统的调试工作，没有规定的步骤，只是一般应遵循”先空载、继轻载、后满载 的规律。1.1通电前

2、的检查变频器安装、接线完成后，通电前应进行下列检查：外观、构造检查。包括检查变频器的型号是否有误、安装环境是否有问题、装置有无脱落或破损、 电缆直径和种类是否合适、电气连接有无松动、接线有无错误、接地是否可靠等。绝缘电阻的检查。测量变频器主电路绝缘电阻时，必须将所有输入端（R、S、T）和输出端（U、V、W）都连接起来后，再用 500V兆欧表测量绝缘电阻，其值应在10M Q以上，而控制电路的绝缘电阻应用万用表的高阻挡测量，不能用兆欧表或其他又高压的仪表测量。电源电压检测。检查主电路电源电压是否在容许电源电压值以内。1.2变频器的功能预置变频器在和具体的生产机械配用时，需根据该机械的特性与要求，预

3、先进行一系列的功能设定（如基本频率、最高频率、升降时间等），这称为预置设定，简称预置。功能预置的方法主要有以下两种： 手动设定，也叫模拟设定，是通过电位器或多极开关设定。 程序设定，也叫数字设定，是通过编程的方式进行设定。多数变频器的功能预置采用程序设定，通过变频器配置的键盘实现。1变频器的键盘配置不同的变频器的键盘配置及各键的名称差异很大，归纳起来有以下几种：模式转换键。用来更改工作模式，主要有显示模式、运行模式及程序设定模式等。常用的符 号有MOD、PRG等。增减键。用于改变数据。常用的符号有人或或f、V或J。有的变频器还配置了横向移位键（>或）用于加速数据的更改。读出、写入键。在程

4、序设定模式下，用于独处和写入数据码。对于这两种功能，有的变频器有一键完成，有的则用不同的键完成。常见的符号有SET、READ、WRT、DATA、ENTER等。运行操作键。在键盘运行模式下，用来进行运行”停止”等操作。主要有RUN （运行）、FWD 就几个较易观察的项目如升速时间和降速时间、点动频率等检查变频器的执行情况是否与预置相符 合，并检查三项输出电压是否平衡。（正转）、REV （反转）、STOP （停止）、JOG （点动）等。复位键。用于故障跳闸后，使变频器恢复正常状态。 键的符号是RESET （或简写为RST）。数字键。有的变频器配置了09 "和小数点8等数字键，在设定数字码

5、时，可直接键入所需数据。2变频器的程序设定程序设定就是通过编写程序的方法对变频器进行功能预 置。如设定启动时间、停止时间等。现代变频器可设定的功能有数十种甚至上百种，为了区 分这些功能，各变频器生产厂家都已一定的方式对各种功能 进行了编码，这种表示各种功能的代码，称为功能码。不同 变频器生产厂家对功能码的编制方法是不一样的。各种功能所需的数据或代码称为数据码。最高频率为50HZ、升速时间为15s等。变频器程序设定的一般步骤如下：按模式转换键（MODE或PRG ）,使变频器处于程序 设定状态。按数字键或数字增减键（A>V;找出需设置的功能码。按读出键或设定键（READ或SET），读出该功能

6、中原 有的数据码。如需修改，则按数字键或数字增减键来修改数据码。按写入键或设定键（WRT或SET ）,将修改后的数据 码写入存储器中。判断预置是否结束，如未结束，则转入第二步继续预 置其他功能；如已结束，则按模式转换键，使变频器进入运 行状态。上述步骤可用如图1所示的流程图来表示。变频器预置完成后，可先在输出端不接电动机的情况下，转为編程模式选择功能码诔出元有数据僵改数据写入新教据转为运行模式图1程序设定流程图1.3 电动机的空载试验 变频器的输出端接上电动机，但将电动机与负载脱开，进行通电试验以观察变频器配上电动机后的 工作情况，并校准电动机的旋转方向。可按以下步骤进行试验：先将频率设置于

7、0 位，接通电源后，稍微增大工作频率，观察电动机的起转情况以及旋转方向是 否正确。将频率上升至额定频率，让电动机运转一段时间，观察变频器的运行情况。如一切正常，再选若 干个常用的工作频率，也使电动机运行一段时间，观察系统有无异常。将给定频率突降 0（或按停止按钮） ，观察电动机的制动情况。1.4 调速系统的负载试验将电动机的输出轴与负载连接起来，然后进行试验。1.起转试验是工作频率从 0Hz 开始缓慢增加， 观察拖动系统能否起转， 在多大频率下起转。 如起转较困难， 应设法加大起动转矩。2起动试验 将给定信号调至最大，按下启动键，观察起动电流的变化以及整个拖动系统在升速过程中是否 运行平稳。如

8、因起动电流过大而跳闸，则应适当延长升速时间。3停机试验 将运行频率调至最高频率，按停车键，观察系统停机过程中是否出现过电压或过电流而跳闸。 如有，则应适当延长降速时间。当输出频率为 0Hz 时，观察系统是否有爬行现象。如有，则应适当加强直流制动。另外，一般还应 检验电动机的发热、过载能力等性能。. 变频器的维修与检查2.1 测量变频器电路时仪表类型的选择在变频器的调试和运行过程中，有时需要测量它的某些输入、输出量。由于通常使用的交流仪表都是以测量工频正弦波形为目的而设计制造的，而变频器电路中的许多量并非标准工频正弦波。因此，测 量变频器电路时如果仪表类型选择不当，测量结果会有较大误差，甚至根本

9、无法进行测量。测量变频器 电路的电压、电流、功率时可根据下列要求，选择适当的仪表。输入电压：因是工频正弦电压，故各类仪表均可使用。 输出电压：一般用整流式仪表。如选用电磁式仪表，则读数偏低。但绝对不能用数字电压表。 输入和输出电流：一般选用电磁式仪表。热电式仪表也可以选用，但反应迟钝，不适用于负载变动的场合。 输入和输出功率：均可用电动系仪表。2.2 变频器的维修.事故处理 变频器在运行中出现跳闸，即视为事故。跳闸事故的原因通常有以下四种类型： 电源故障。如电源瞬间断电或电压降地出现欠电压”显示，瞬时过电压出现 过电压”显示，都会引起变频器跳闸停机。待电源恢复正常后即可重新启动。外部故障。如输

10、入信号断路，输出线路开路、断相、短路、接地或绝缘电阻过低，电动机故 障或过载等，变频器即显示 “外部 ”故障而跳闸停机，经排除故障后，即可重新启动。内部故障。如内部风扇断路或过热，熔断器断路，器件过载，存储器错误，CPU故障等，可切入工频起动 运行，不致影响生产；待内部故障排除后，即可恢复变频器启动 运行。设置不当。当参数与之后，空载试验正常，加载后出现过电流”跳闸，可能是起动转矩设置不够或加速时间不足；也有的运行一段时间后，转动惯量减小，导致减速时“过电压”跳闸，适当增大加速时间便可解决。冗余措施 应用计算机往往采用冗余措施，即双保险或双保险措施，应用变频器也是如此。工频 /变频切换措施。该

11、措施以备变频设备一旦出现故障，则可及时切换到工频常规运行，不 至于影响生产。现通用型低压变频器普遍采用综合故障报警方式，即变频器内部故障与外部故障报 警信号不能区分给出。如采用自动切换方式，则因外部故障切到工频后，将导致外部故障进一步扩 大。如因电动机绝缘电阻下降引起的故障报警输出，若自动切入工频后，就会烧毁电动机。所以采 取从显示屏上识别内外故障人工切换方式。自动 /手动切换方式。 对于闭环控制系统， 可设置这一措施， 以备一旦微机或 PLC 等出现故障， 及时离线实施手动模拟调速控制，即可维持生产。3. 应急检修 变频器一旦发生内部故障，如在保修期内，则通知厂家或厂家代理负责维修。根据故障

12、显示的 类别和数据进行下列检查：打开机箱后，首先观察内部有否断线、虚焊、焦味或变质变形的元器件，如有则及时处理。 用万用表检测电阻的阻值和二极管、开关管及模块通断电阻判断是否开断或击穿。如有，按 原标称值和耐压值更换，或用同类型的代替。用双综示波器检测各工作点波形，采用逐级排除法判断故障位置和元器件。在检修中应注意的问题：严防虚焊、虚连，或错焊、连焊，或者接错线。特别是别把电源线误接到输出端。 注意通电静态检查指示灯、数码管和显示屏是否正常，预置数据是否适当。有条件者，可用一小电动机进行模拟动态实验。带负载试验。2.3 变频器的故障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

13、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。1静态测试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（电磁式）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（限 流电阻）出现故障。测试逆变电路将红表棒接到

14、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2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： 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） 。检查变频器各接口是否已正确连接，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。上电后检测故障显示内容，并初步断定故障及原因。如未显示故障，首先检查参数是否有异常，并将

15、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。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。 .故障判断整流模块损坏。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。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 得驱动波形良好的状态下，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

16、障后，运行变频器。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。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。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。 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。空载输出电压正常，带载后显示过载或过电流。一般是由于参数设置不当或驱动电路老化， 模块损伤引起。2.4 变频器的检查日常检查变频器运行过程中，可以从设备外部用目视来检查运行状况有无异常，一般检查的内容有：技术数据是否满足要

17、求，电源电压是否在允许范围内。冷却系统是否运转正常。周围环境是否符合要求。触摸面板显示有无异常情况。有无异常声音、一场振动、异常气味等。有无过热迹象。2定期检查为了防止出现因元器件老化结和异常等造成故障，变频器在使用过程中必须定期进行保养维护,更换老化的元器件。在定期检查时，先停止运行，切断电源，再打开机壳进行检查。但必须注意， 即使切断了电源，主电路直流部分滤波电容器放电也需要时间，须待充电指示灯熄灭后，用万用表 等测量，确认直流电压已降到安全电压（DC25V以下）后，再进行检查。可按照表2.1进行定期检查。需定期检查更换的元器件及参考检查更换时间见表2.2.表2.1变频器定期检查一览表检查

18、项目检查内容检查方法判定标准周围环境确认环境温度、湿度、振动、空气（有无灰尘、 腐蚀性气体、油雾、水滴等）是否达到条件周围有否放置工具等异物及危险品用目测或仪器测量目测满足技术参数要 求没放置电压主电路、控制电路电压是否正常用万用表等测量满足技术参数要求触摸面板数据显示是否看得清楚是否缺少字符、目测、数据显示正常框架、前面板等是否有异常声音、振动紧固部件是否松动是否有变形损坏是否有由于过热引起变形是否有灰尘、污损目测、听觉拧紧、目测、 没有异常主 电 路公用紧固部件是否有松动绝缘体是否有变形、裂纹、破损或由于过热老化 而变色是否附有灰尘、污损拧紧、目测、没有异常导体、导线导体由于过热是否有变色

19、、变形现象 导线绝缘是否有破裂、变色现象、目测、没有异常端子座是否有松动、损伤拧紧、目测没有异常滤波电容器是否有漏液、变色、裂纹、外壳膨胀 安全阀是否有显著膨胀按照需要检测静电容、目测用静电电容测量仪、没有异常静电容>初始值>0.85电阻是否有由于过热引起的异味、绝缘裂纹 是否有断线嗅觉、目测目测或卸开一端的连 接，用万用表测量没有异常标准的电阻值误 差在±10%以内变压器、电抗 器是否有异常的嗡嗡声、异味听觉、目测、嗅觉没有异常接触器、继电 器动作时有否异常振动触点是否有虚焊听觉目测、没有异常控 制 电 路控制电路板 连接器紧固部件是否松动是否有异味、变色是否有裂缝、破

20、损、变形、显著生锈电容器是否有漏液、变形痕迹拧紧 嗅觉、目测 、目测、没有 异常冷 却 系 统冷却风扇是否有异常声音、振动 紧固部件是否松动是否由于过热而变形听觉、目测，用手转一 下（必须切断电源）拧紧目测平稳旋转、没有异常通风道散热片、给排气口的间隙是否有异物堵塞目测没有异物表2.2需定期检查更换的元器件及参考检查更换时间名称参考更换时间更换方法冷却风扇23年更换为新品平滑电容5年更换为新品熔断器10年更换为新品印制电路板上的电解电容5年更换为新品（检查决定）定时器检查动作时间决定注：使用条件：1周围温度年平均30 C;2.负载率 80%以下；3使用率 12h/天以下。三变频器的保护功能及故

21、障诊断3.1保护功能若变频器保护功能动作，则变频器立即跳闸，LED显示故障名称，使电动机处于自由运转状态并停车。在消除故障原因、用 RESET键或控制电路端子 BST输入复位之前，始终维持跳闸状态。报警显示、跳闸的保护功能见表3.1表3.1报警显示、跳闸的保护功能保护功能触摸面板显示保护内容LEDLCD过电流保护OCP过电流保护电动机过电流或输出端短路等，变频器输出电流的瞬时值若超过过电流检 测值，则保护功能动作主器件自保护FL自保护电源欠电压、短路、接地、过电流、散热器过热等过电压保护OUD直流过电压来自电动机的再生电流增生，主电路直流电压若超过过电压检测值，保护 功能则动作，但是，错误施加

22、过高电压时，不能保护（检测值为800VDC）欠电压保护LU欠电压保护电源电压降低后，主电路直流电压若降到欠电压检测值以下，保护功能动 作瞬间停电（未选择瞬停再起动功能）电压若降到不能维持变频器控制电路的工作时，则全部保护功能全部复位 （检测值为：400VDC）变频器过载保护OL变频器过载保护输出电流超过反时限特性过载电流额定值时，保护功能动作 变频器的容量偏小时的保护外部报警输入OLE外部报警电动机过载等报警输入保护功能动作复位按图3.1所示程序进行。防止跳闸的保护功能见表3.2表3.2 防止跳闸的保护功能功能名称动作内容防止失速如果在加速或减速中超出变频器的电流限制值，就会使加速或减速动作暂

23、停。定速动作中如果超出同一等级，就会使输岀频率下降，并等待各电流的减少，防止变频器跳闸。但是，如果动作时间过长，则变频器过载（OLJ） 功能动作而跳闸。在加速或减速中如此功能动作，则加速或减速时间会比设定时间要长输入浪涌主电路电源端子（R、S、T）和控制电源输入端子之间通过浪涌接触器连接；如果从电源输岀的电压低于浪涌 额定电压，则保护变频器相对电感间：7KV （1.2 X50 gs）;线与线之间：5 KV （ 10X200 Q）若表中所列未涉及到，或变频器出现故障，零部件损坏了，无法解决时要与制造厂商联系。3.2保护功能动作时的诊断保护功能发生了动作，要诊断发生了何种故障，过电流保护OCP按图

24、3.2所示的程序进行。各种产品说明说上均有诊断各种故障的程序，可参照执行。3.3变频器的故障检修新一代高性能的变频器具有较完善的自诊断功能、保护及报警功能。熟悉这些功能对正确使用和维 护变频器是极其重要的。当变频器系统出现故障时，变频器大多都能自动停车保护，并给出提示信息， 检修时应以这些显示信息为线索，查找变频器说明说中有关指示故障原因的内容，分析出现故障的范围,同时采用合理的测试手段确认故障点并进行维修。通常，变频器的控制核心 一一微处理器系统及其他电路部分之间都设有可靠的隔离措施，因此出现 故障的概率很低。即使发生故障，用常规手段也难以监测发现。所以，当系统出现故障时，应将检修的 重点放

25、在主电路及微处理器以外的接口电路部分。变频器常见故障原因及处理方法见表3.3。表3.3变频器常见故障原因及处理方法保护功能异常原因对策欠 压 保 护主电路电压不 足；瞬时停电保 护；控制电路电 压不足电源容量不足；线路压降过大造成电源电压过低，变频器电 源电压选择不当（11KW以上）处于同一系统的大容量电动 机启动，用发电机供电的电源急速加速；当切断电源的情况 下，执行运转操作，电源端接触器故障检测电源电压；检测电源容量及电源系 统过电流保护加减速时间太短，在变频器输出端直接接通电动机电源，变 频器输岀端发生短路或接地现象，额定值大于变频器容量的电动机启动，驱动的电动机是高速电机、脉冲电机或其他特 殊电机由于可能引起模块故障，须认真地检 查，排除故障后再启动对地短路保护电动机的绝缘老化