安川变频器介绍

1、皮带秤安川变频器介绍安川变频器全称为“安川交流变频调速器”，主要用于三相异步交流电 机，用于控制和调节电机速度。当电机的工作电流频率低于50Hz的时候，会节省电能，因此变频器是 国家号召提倡推广的节能产品之一。随着节能的普及和工业自动化的推广，变频器的使用越来越多，每年 在中国有上百亿的销售额。安川变频器是世界知名的变频器之一，由安川电机株式会社生产，在 世界各地占有率比较高。安川变频器来到中国有20多年的历史，现在市场上主要使用的有以下 系列：低压型号有：V1000:性能惊人！使用简单的真正电流矢量控制小型变频器J1000：从小巧精致的变频器感受高可靠性！简洁操作、简单设定Varispeed

2、 G7:高性能&多用途！真正的矢量控制通用变频器Varispeed F7:节能&高效率！电流矢量控制通用变频器Varispeed E7:风水力 HVAC市场专用变频器VarispeedV7:小型矢量控制通用变频器Varispeed L7 :同步、异步电机兼用，垂直电梯专用的矢量控制变频 器VS-656RC5:高性能&多用途！高压型号有：FSDrive-MV1S :高性能及耐环境高压控制变频器安川变频器全系列说明书索要QQ: 4342604一、安川变频器的常见故障及维修对策1开关电源损坏，C+开关电源损坏是众多变频器最常见的故障，通常是由于开关电源的负 载发生短路造成的，在众多变频器的开关电源线

3、路设计上，安川变频器因 该说是比较成功的。616G3采用了两级的开关电源，有点类似于富士 G5,先 由第一级开关电源将直流母线侧500多伏的直流电压转变成300多伏的直 流电压。然后再通过高频脉冲变压器的次级线圈输出5V、12V、24V等较低电压供变频器的控制板，驱动电路，检测电路等做电源使用。在第二级开 关电源的设计上安川变频器使用了一个叫做TL431的可控稳压器件来调整开关管的占空比，从而达到稳定输出电压的目的。前几期我们谈到的 LG变 频器也使用了类似的控制方式。用作开关管的QM5HL-24以及TL431都是较容易损坏的器件。此外当我们在使用中如若听到刺耳的尖叫声，这是由脉 冲变压器发出

4、的，很有可能开关电源输出侧有短路现象。我们可以从输出侧查找故障。此外当发生无显示，控制端子无电压，DC12V , 24V风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。OH故障故障是安川变频器较常见的故障。IGBT模块损坏，这是引起SC故障报 警的原因之一。此外驱动电路损坏也容易导致SC故障报警。安川在驱动电路的设计上，上桥使用了驱动光耦 PC923，这是专用于驱动IGBT模块的带 有放大电路的一款光耦，安川的下桥驱动电路则是采用了光耦PC929，这是一款内部带有放大电路，及检测电路的光耦。此外电机抖动，三相电流， 电压不平衡，有频率显示却无电压输出，这些现象都有可能是IGBT模块损坏。

5、IGBT模块损坏的原因有多种，首先是外部负载发生故障而导致IGBT模块的损坏如负载发生短路，堵转等。其次驱动电路老化也有可能导致驱动 波形失真，或驱动电压波动太大而导致 IGBT损坏，从而导致SC故障报警。OH 过热过热是平时会碰到的一个故障。当遇到这种情况时，首先会想到散热 风扇是否运转，观察机器外部就会看到风扇是否运转，此外对于30kW以上的机器在机器内部也带有一个散热风扇，此风扇的损坏也会导致OH的报警。UV 欠压故障当出现欠压故障时，首先应该检查输入电源是否缺相，假如输入电源 没有问题那我们就要检查整流回路是否有问题，假如都没有问题，那就要 看直流检测电路上是否有问题了。对于 200V

6、级机器当直流母线电压低于1 90VDC，UV报警就要出现了 ；对于400V级的机器，当直流电压低于380VDC 则故障报警出现。主要检测一下降压电阻是否断路。GF 接地故障接地故障也是平时会碰到的故障，在排除电机接地存在问题的原因外， 最可能发生故障的部分就是霍尔传感器了，霍尔传感器由于受温度，湿度 等环境因数的影响，工作点很容易发生飘移，导致 GF报警。二、变频器的故障原因及预防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动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果。为 防患于

7、未然，事先对故障原因进行认真分析尤为重要。2.1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10C,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

8、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5 M。以下时，应考虑 更换电解电容器。2.2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

9、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。2.3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

10、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

11、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。2.4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。冷却风扇的寿命受陷于轴承，大约为 1000035000 h。当变频器连续运转 时，需要23年更换一次风扇或轴承。为了延长

12、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。2.5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2 0 cm ;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15 mm以上，与主回路保持10 cm以上的间距； 变频器距离电动机很远时（超过100 m ）,这时一方面可加大导线截面面积， 保证线路压降在2%

13、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。2.6安装环境变频器属于电子器件装置，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

14、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。2.7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

15、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

16、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。2.8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。三、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