變頻器應用維護與修理

    變頻器主要電路故障分析和處理變頻器的整體結構主要由主回路、驅動電路、開關電源電路、保護檢測電路、通訊接口電路、控制電路等組成。在這些電路中，中央微處理器、數字處理器、ROM、RAM、EPROM等集成電路涉及到程序問題。這個資料每個廠商都是絕對保密的。各廠家、各品牌其內容各不相同。一旦這方面出故障，只有廠方和委托代理方能夠解決。除此之外，變頻器的故障，原則上都能解決。下面對主要電路故障分析和處理，做較詳細的介紹。一、主回路主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測電路的傳感器部分組成。圖3.3.1是它的結構圖1、整流電路。整流電路實際上就是一塊整流模塊。它的作用是把三相（或單相）50Hz、380V（220V）的交流電源，通過整流模塊的橋式整流成脈動直流電。

整流電路（整流模塊）的故障：

①整流模塊中的整流二極管一個或多個損壞而開路，導致主回路PN電壓值下降或無電壓值。

②整流模塊中的整流二極管一個或多個損壞而短路，導致變頻器輸入電源短路，供電電源跳閘，變頻器無法接上電源。

2、限流電路限流電路是限流電阻和繼電器觸點（或可控硅）相并聯的電路。變頻器開機瞬間會有一個很大的充電電流，為了保護整流模塊，充電電路中串聯限流電阻以限制充電電流值。隨著充電時間的增長，它的充電電流減少。減少到一定數值，繼電器動作觸點閉和，短接限流電阻。正常運行時，主回路電流流經繼電器觸點。限流電路故障：

①繼電器觸點氧化，接觸不良。導致變頻器工作時，主回路電流，部分或全部流經限流電阻，限流電阻被燒毀。

②繼電器觸點燒毀，不能恢復常開態。導致開機時，限流電阻不起作用，過大的充電電流損壞整流模塊。

③繼電器線包損壞不能工作，導致變頻器工作時，主回路電流全部流經限流電阻，限流電阻被燒毀。④限流電阻燒毀，①、②原因所致，再就是限流電阻老化損壞。變頻器接通電源，主回路無直流電壓輸出。因此，也就無低壓直流供電。操作盤無顯示，高壓指示燈不亮。一些變頻器限流電路中，不用繼電器，而用可控硅等開關器件。可控硅等開關器件損壞后開路、短路和可控硅無觸發信號三種情況，其故障類似繼電器。

3、濾波電路濾波電路是將整流電路輸出的脈動直流電壓，成為波動較小的直流電壓。通常變頻器為電壓型。由濾波電解電容對整流電路的輸出進行平滑。對于380V電源的變頻器，是兩個電解電容串聯后再并聯。勻壓電阻Rp、Rn是為了使直流電壓平分加到每個電容上。

濾波電路故障

①濾波電容老化。其容量低于額定值的85，致使變頻器運行時，輸出電壓低于正常值。

②濾波電容損壞成開路，導致變頻器運行時輸出電壓低于正常值。損壞成短路，會導致另一只濾波損壞。進而可能損壞限流電路中的繼電器、限流電阻、損壞整流模塊。

③勻壓電阻損壞。勻壓電阻損壞后，會由于兩個電容受壓不均而逐個因超壓被損壞。

4、制動電路制動電路工作時，可以使變頻器在減速過程中，增加電動機的制動轉矩。同時吸收制動過程中產生的泵升電壓，使主回路的直流電壓不至于過高。制動電路的故障：制動控制管G損壞。G損壞成開路，失去制動功能；G損壞成短路，制動電路始終處于工作狀態，制動電阻Rb會損壞。同時增加整流模塊的負荷，整流模塊易老化，甚至損壞。

5、逆變電路逆變電路的基本作用是在驅動信號的控制下，將直流電源轉換成頻率和電壓可以任意調節的交流電源。即變頻器的輸出電源。它有六個開關器件（如GTR、IGBT），組成三相橋式逆變電路。這些開關器件都是作成模塊形式，通常有同一橋臂上、下兩個開關器件組成一個模塊，有六個開關器件組成一個模塊。逆變電路故障六個開關器件中的一個或一個以上損壞，造成輸出電壓抖動、斷相或無輸出現象。同一橋臂上下兩個開關器同時損壞短路（主回路短路）。造成限流電路的繼電器或可控硅、整流模塊損壞。損壞原因是負載電流過大，主回路直流電壓過高，而過流保護和過壓保護又未起到保護作用；驅動信號不正常，出現同一橋臂上下兩個開關器件同時導通，逆變模塊老化等等。同時，已有許多小功率變頻器采用集成功率模塊或智能功率模塊。智能功率模塊內部高度集成了整流模塊、限流電路中的可控硅、逆變模塊、驅動電路、保護電路及各種傳感器。它的優點是：使變頻器外圍電路減少，只有一塊功率模塊，安裝方便、體積減小。缺點是智能模塊中只要其中的一個部件損壞，整個模塊就要更換。導致修理費用增加或無修理價值。

6、主回路常見故障現象、原因和處理方法①變頻器無顯示，PN之間無直流電壓、高壓指示燈不亮。屬主回路無輸出直流電壓。主回路無輸出直流電壓的原因由限流電阻損壞開路造成，使濾波電路無脈動直流電壓輸入。主回路無直流電壓輸出的第二個原因，是整流模塊損壞，整流電路無脈動直流電壓輸出所致。這時不能簡單地更換整流模塊。還必須進一步查找整流模塊損壞的原因。整流模塊的損壞可能是：自身老化自然損壞；主回路有短路現象損壞整流模塊。判斷方法：首先換下整流模塊，用萬用表檢測主回路，若主回路無短路現象，說明整流模塊是自然損壞，更換新元件即可。若主回路有短路現象，又要檢測出是哪一個元件引起短路的，可能是制動電路中的Rb和G均短路；濾波電容短路；逆變模塊短路等。通過檢測具體落實主回路短路的原因。同時還要查找出造成這些元件短路的原因。一句話，要把比較后故障源找出，并處理好，才能更換新元件。

▲限流電阻損壞開路，整流電路的脈動直流電壓無法送到濾波電路，使主回路無直流電壓輸出。檢查限流電路中的繼電器或可控硅是否損壞，處理之。更換限流電阻。

▲逆變模塊中，至少有一個橋臂上下兩個開關器件短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。用戶檢查電動機是否損壞，電動機是否有過載或堵轉現象，處理之。檢查驅動信號是否正常，處理之。更換逆變模塊和整流模塊。

▲制動電路中控制元件損壞短路和制動電阻短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。檢查制動控制信號是否正常，處理之。更換制動控制元件，制動電阻和整流模塊。

▲濾波電容損壞短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。檢查勻壓電阻是否正常，處理之。更換濾波電容和整流模塊。

▲整流模塊老化損壞。措施：更換整流模塊。②變頻器輸出電壓偏低。輸出電壓偏低是因為主回路直流電壓低于正常值造成。另外還有逆變模塊老化，驅動信號幅值較低造成。首先，用萬用表測量直流高壓值，確定二個原因中的那一個原因。

▲整流模塊有一個以上整流二極管損壞，整流電路缺相整流，輸出的脈動直流電壓低于正常值，使主回路直流電壓低于正常值，造成變頻器輸出電壓偏低。措施：更換整流模塊。

▲濾波電容老化，容量下降。在帶動電動機運行過程中，充放電量不足，造成變頻器輸出電壓偏低。措施：更換濾波電容。

▲逆變模塊老化。開關元件在導通狀態時，有較高的電壓降，造成變頻器輸出電壓偏低。措施：更換逆變模塊。

▲驅動信號幅值偏低，使逆變模塊工作在放大狀態，而不是在開關狀態。造成變頻器輸出電壓偏低。措施：檢查驅動電路，并處理之。③變頻器輸出電壓缺相（電動機出現缺相運行現象）變頻器輸出電壓缺相，是由于逆變電路中，有一個橋臂不工作所致。

▲逆變模塊中有一個橋臂損壞，更換逆變模塊。

▲驅動電路有一組無輸出信號，使逆變電路有一個橋臂不工作。措施：檢查處理損壞的一組驅動電路。④變頻器輸出電壓波動（電動機抖動運行）變頻器的輸出電壓值忽大忽小地波動，被驅動的電動機抖動，是由于變頻器逆變電路的六個開關元件中，一個或不在同一橋臂的一個以上的開關件不工作造成的。

▲有一個或不在同一橋臂上的一個以上的開關元件損壞開路。要更換逆變模塊。

▲有一個或不在同一橋臂上的一個以上的驅動信號不正常，導致相應的開關元件不工作。措施：檢查驅動電路，并處理之。⑤變頻器接上電源，供電電源跳閘，或燒熔斷絲。這是由于變頻器的整流模塊損壞短路所致。

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