變頻器的維修與保養-技師論文

摘要：

大功率電機啟動用變頻器的及時維修是防止裝置發生故障、 保證電機正常運作的有效手段。為了有效進行維護、檢查，應及時總結維修經驗，記錄并儲存裝置固有的特性變化和構成部件的穩定性， 這樣能盡量防止發生故障， 以及在發生故障時及時處理。 在裝置的安裝之初應縮短檢查周期， 詳細進行檢查，防止發生初始故障，運轉時間變長後需要檢查部件是否出現特性劣化等。

一、前言變頻器作為一種高效節能的電機調速裝置， 因其較高的性能價格比， 在工廠得到了越來越廣泛的應用。維護、維修、測試變頻調速器的工作變得日趨重要，變頻器的維修工作是一項理論知識、 實踐經驗與操作水準的結合的工作， 其技術水準代表着變頻器的維修品質。 是以我們要了解這些電子元器件所具備的功能和特點， 開拓思路， 給維修工作以啟迪， 并将這些學到的知識應用于實際工作中，解決一些維修過程中無法解決的問題，以使自己的維修水準不斷提高。

二、常見方法（一） 靜态測試1．測試整流電路

找到如下結果，可以判定電路已出現異常：⑴到變頻器内部直流電源的	P
端 N端， 将萬用表調到電阻 “× 10” 檔， 紅表棒接到 P， 黑表棒分别依到 R、 S、
T，正常時有幾十歐的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到	P端，紅表棒依

次接到 R、 S、 T，有一個接近于無窮大的阻值。将紅表棒接到 N端，重複以上步驟，都應得到相同結果。如果有以阻值三相不平衡，說明整流橋有故障；⑵紅表棒接 P端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或啟動電阻出現故障。

2．測試逆變電路将紅表棒接到 P端，黑表棒分别接 U、 V、 W上，應該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同， 反相應該為無窮大。 将黑表棒 N端， 重複以上步驟應得到相同結果，否則可确定逆變子產品有故障。

（二） 動态測試在靜态測試結果正常以後， 才可進行動态測試， 即上電試機。 在上電前後必須注意以下幾點：

1． 上電之前， 須确認輸入電壓是否有誤， 将380V電源接入 220V級變頻器之中會出現炸機（炸電容、壓敏電阻、子產品等）；

2．檢查變頻器各接插口是否已正确連接配接，連接配接是否有松動，連接配接異常有時可能會導緻變頻器出現故障，嚴重時會出炸機等情況；

3．上電後檢測故障顯示内容，并初步斷定故障及原因；

4．如未顯示故障，首先檢查參數是否有異常，并将參數複歸後，在空載（不接電機）情況下啟動變頻器，并測試 U、 V、 W三相輸出電壓值。如出現缺相、三相不平衡等情況，則子產品或驅動闆等有故障；

5．在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下，負載測試，盡量是滿負載測試。（三） 故障判斷

1．整流子產品損壞通常是由于電網電壓或内部短路引起。 在排除内部短路情況， 更換整流橋。在現場處理故障時， 應重點檢查使用者電網情況， 如電網電壓， 有無電焊機等對電網有污染的裝置等。

2．逆變子產品損壞通常是由于電機或電纜損壞及驅動電路故障引起。在修複驅動電路之後，測驅動波形良好狀态下， 更換子產品。 在現場服務中更換驅動闆之後， 須注意檢查馬達及連接配接電纜。在确定無任何故障下，才能運作變頻器。

3．上電無顯示通常是由于開關電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無直流電引起， 如啟動電阻損壞，操作面闆損壞同樣會産生這種狀況。

4．顯示過電壓或欠電壓通常由于輸入缺相， 老化及電路闆受潮引起。 解決方法是找出其電壓檢測電路及檢測點，更換損壞的器件。

5．顯示過電流或接地短路通常是由于電流檢測電路損壞。如霍爾元件、運放電路等。

6．電源與驅動闆啟動顯示過電流通常是由于驅動電路或逆變子產品損壞引起。

7．空載輸出電壓正常，帶載後顯示過載或過電流通常是由于參數設定不當或驅動電路老化，子產品損壞引起。

三、過電流和電壓保護的原因及處理

（一）過電流保護在中， 過電流保護的對象主要指帶有突變性質的、 電流的峰值超過了變頻器的容許值的情形。 由于逆變器的過載能力較差， 是以變頻器的過電流保護是至關重要的一環，迄今為止，已發展得十分完善。

1．過電流的原因工作中過電流即拖動系統在工作過程中出現過電流。 其原因大緻來自以下幾方面 :

⑴電動機遇到沖擊負載 , 或傳動機構出現“卡住”現象 , 引起電動機電流的突然增加。

⑵變頻器的輸出側短路 , 如輸出端到電動機之間的連接配接線發生互相短路 ,或電動機内部發生短路等。

⑶變頻器自身工作的不正常 , 如逆變橋中同一橋臂的兩個逆變器件在不斷交替的工作過程中出現異常。 例如由于環境溫度過高， 或逆變器件本身老化等原因，使逆變器件的參數發生變化，導緻在交替過程中，一個器件已經導通、而另一個器件卻還未來得及關斷，引起同一個橋臂的上、下兩個器件的“直通”，使直流電壓的正、負極間處于短路狀态。升速時過電流當負載的慣性較大， 而升速時間又設定得太短時， 意味着在升速過程中， 變頻器的工作效率上升太快， 電動機的同步轉速迅速上升， 而電動機轉子的轉速因負載慣性較大而跟不上去，結果是升速電流太大。

2．處理方法

⑴起動時一升速就跳閘，這是過電流十分嚴重的現象，主要檢查： ①工作機械有沒有卡住； ②負載側有沒有短路，用兆歐表檢查對地有沒有短路； ③變頻器功率子產品有沒有損壞； ④電動機的起動轉矩過小，拖動系統轉不起來。

⑵起動時不馬上跳閘，而在運作過程中跳閘，主要檢查：①升速時間設定太短，加長加速時間；③轉矩補償 (U/F 比) 設定太大，引起低頻時空載電流過大；④熱繼電器整定不當，動作電流設定得太小，引起變頻器誤動作。

（二）電壓保護産生欠電壓的原因及處理方法有：

1．電源電壓太低； 2．電源缺相；3．整流橋故障：如果六個整流二極管中有部分因損壞而短路，整流後的電壓将下降，對于整流器件和晶閘管的損壞，應注意檢查，及時更換。

四、開關電源故障及處理開關電源電路提供變頻器的整機控制用電，是變頻器正常工作的先決條件。 變頻器應用的開關電源電路， 為直- 交- 直型的逆變電路， 是一種電壓和功率的變換器， 将直流電壓和功率轉換為脈沖電壓， 再整流成為另一種直流電壓。

輸入、輸出電壓由開關變壓器相隔離，開關變壓器起到功率傳遞、電壓 變換的作用。開關變壓器為降壓變壓器。開關電源的特點如下： ⑴開關電源的振蕩和調壓方式是利用改變脈沖寬度或周期來調整輸出電	/ 電流
壓的，稱為時間比例控制，又分為	PWM( 調寬) 和 PFM(調頻) 兩種控制方式。

⑵從電路的能量轉換特性看， 可分為正激和反激兩種工作方式。 開關管飽和導通時， 二次繞組連接配接的整流器受反偏壓而截止， 開關變壓器的一次繞組流入電流而儲能〈電磁轉換） 。 開關管截止時， 二次繞組經負載電路釋放電能 （磁電轉換 ) 。正激方式則與此相反，實際應用不多。⑶從開關變壓器的一次電路結構來看， 有分立元件構成的和內建振蕩晶片構成的兩種電路形式。因而從振蕩信号的來源看，又分為自激（分立零件）和他激式（ IC 電路）開關電源。兩種電路結構都有應用。⑷小功率變頻器采用單端正激式電路， 大、 中功率變頻器常采用雙端正激式電路。一般變頻器的開關電源，常提供以下幾種電壓輸出：

⑴CPU及附屬電路、控制電路、操作顯示面闆的	+5V供電；
⑵電流、電壓、溫度等故障檢測電路、控制電路的±	15V供電；
⑶控制端子、工作繼電器線圈的 24V供電。
四路互相隔離的約為 22V的驅動電路的供電， 該四路供電往往又經穩壓電
路處理成 +15V、的正、負電源供驅動電路，為	IGBT逆變輸出電路提供激勵電
流。

任何電子裝置， 電源電路的故障率總是相當高的， 因其要提供整機的電源供應，負擔最重。變頻器的開關電源電路，形式上比較單一，結構上也比較簡單。 但是簡單電路也可能會産生疑難故障。 開關電源的檢修不像線性電源那麼直覺，電路的任一個小環節，振蕩、穩壓、保護、負載等出現異常，都會使電路出現各種各樣的故障現象。上電後無反應， 操作顯示面闆無顯示， 變頻器好像沒通電一樣。 測量控制端子的控制電壓和 10V頻率調整電壓都為 0， 測量變頻器主接線端子電阻正常，那麼大緻上可以斷定問題是出在開關電源電路了。五、變頻器發熱問題及對策變頻器發熱是由于内部的損耗而産生的，以主電路為主，約占 98%，控制電路占2%。為保證變頻器正常可靠運作，必須對變頻器進行散熱。主要方法有：

⑴采用風扇散熱：變頻器的内裝風扇可将變頻器箱體内部散熱帶走。

⑵環境溫度：變頻器是電子裝置，内含電子元件機、電解、電容等，是以溫度對其壽命影響較大。通用變頻器的環境運作溫度一般要求－ 10℃～＋50℃， 如果能降低變頻器運作溫度， 就延長了變頻器的使用壽命， 性能也穩定。

六、變壓器的保養變壓器的保養具體方案如下：

1．變頻器須解體，檢視内部是否有異常現象，如镙絲松動、焊錫脫落、器件松動、器件燒焦、燒糊現象等。

2．檢查變頻器内部易老化器件，如：風扇，功率器件，功率電容，及印闆老化現象。

3．清理變頻器内部粉塵，油污，腐蝕性及導體雜質。對主要印闆如主要闆、驅動闆、開關電源闆，采用全新品進口電子清潔劑進行噴洗，去除其老化層及導電物質。

4．對變頻器主要控制部分進行先進的加膜處理，起到防塵，防老化，防導電物質，防水，及腐蝕性物質。