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- 浔之漫智控技术(上海)有限公司
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- 发布时间
- 2023-07-19 17:06:40
变频器在正常使用5年后,便进入故障高发阶段。如果使用环境恶劣、操作失当、维护不及时,则会导致故障发生率剧增,大大缩短设备使用寿命。因此,研究各式变频器工作特点,并进行定期的日常维护、正确的故障诊断、合理的变频器维修十分必要。变频器的常见故障点主要出现在整流电路、滤波电路、控制电路、逆变电路等变频器的重要构成部分。
1 整流电路
整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。按使用的器件不同,有可控整流电路和不可控整流电路之分,前者使用器件为晶闸管,后者为二极管。整流模块损坏是变频器常见故障。判断整流模块是否损坏,可以在静态中通过万用表电阻挡测量正反向或使用耐压表来完成。对于大功率的丹佛斯、台达等上半桥为可控硅、下半桥为二极管的变频器整流电路,可通过在控制极加上10 V左右直流电压,试其能否正向导通,来判断可控硅的好坏。而集成晶闸管与开关管于一体的小功率变频器富士,例如G9S,其整流模块的损坏常与外部电源关系密切。
对于采用三相全波整流的中大功率变频器而言,整流器件发热量大,极易导致过热,发生击穿,进而快速熔断器发生熔断,造成整机停机。维修时应选整流模块,同型号的整流模块,次选同容量其他类型的整流模块,安装时在与散热片接触的面上均匀地涂抹适当厚度的硅脂,再紧固安装螺丝。
2 滤波电路
为了减少电压或电流的波动,必须对整流电路的输出进行滤波,主要通过采用大容量电容对整流电路输出电压和大容量电感对输出电流进行滤波,前者称为电容滤波,后者称为电感滤波。目前,主流变频器以电容滤波为主;通用变频器直流侧的滤波电容容量较大,在接入电源瞬间常产生大电流值充电电流,容易导致电源开关跳闸。此外,起动电阻被烧坏也是常发故障之一。以ABB的ACS300为例,其开关电源的损坏,正是因为变频器开关电源采用了LT1244集成块,受工作电压的突变和自身所带负载的原因,使得用于滤波的电容成为开关电源损坏的“罪魁祸首”。正常使用情况下,电容的使用寿命为5年。日常检修中,建议电容容量的检查周期为1年,若容量超过20%应及时更换。除检查容量外,滤波电容还要进行耐压测试,通过观察电容上的安全阀是否爆开和有无漏液现象来判断电容的好坏。
3 控制电路
控制电路给控制回路提供控制信号,主要由运算电路、电压、电流检测电路、速度检测电路4部分构成。变频器在使用中,应当首先对参数进行正确的设置,比如确认电机参数、变频器采用的控制方式、变频器的启动方式、给定信号频率的选择,排除参数问题导致的故障后,着手进行障碍诊断。
定是否属于故障,余下原因均属于变频器故障),PIM模块的损坏(通过万用表测量并加测驱动电路波形进行确定),加速时间过短,驱动电路上的短路,检测CT损坏,大功率晶体管的损坏。而三菱Z024的OC故障则主要由驱动电路老化或IPM模块的损坏引起;A200系列驱动电路是采用陶瓷封装的厚膜电路,其OC故障主要由驱动电路的损坏造成;小功率三垦IF/IHF系列的OC故障也主要来自于IPM模块和驱动光耦的损坏。
再以OV为例,三肯SVF303系列中,主要通过检查电阻是否氧化变值或光耦是否有短路来确定症结所在等。而对富士G5S变频器而言,因为主电源因素引起的故障或因检测电路损坏而引起的故障可能性较大。对于常见品牌的控制电路故障还有:ACS500驱动厚膜的损坏和散热风扇故障(一般更换偏转电容即可恢复);SJ300系列变频器的E30报警(功率模块损坏或上桥驱动电路故障)和无显示故障(一般由开关电源厚膜的损坏引起);A200的LV故障(母线检测电路故障是主因);A500系列的UV故障,开关电源损坏,CPU板的损坏等;西门子6SE70系列则有直流电压低故障(采样电阻的损坏而导致),该系列常见故障现象还有F025、F026、F027等;对于ECO的变频器,常见故障有电源板的烧坏和功率模块的损坏;安川616G545P5则频发SC故障、开关电源损坏、过热和欠压;LG-IG5系列变频器因散热风扇的损坏、内置的温度检测电路损坏和主板故障造成HW故障;丹佛斯系列变频器多发开关电源损坏、IGBT模块损坏、ALARM29、限流运行和欠压等故障。
4 逆变电路
逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压,其故障形式主要是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏容易直接导致驱动元件损坏,尤其容易损坏稳压管和光耦。反之,驱动电路故障也经常导致IGBT模块烧坏。以VF-7F系列变频器为例,其逆变模块的故障有变频器在正常运行中突然失电,即使重新上电仍无法启动。此类故障多数是由PWM调制波信号变化、功率模块的损坏造成的,通过更换逆变模块即可恢复正常运行。DV707系列变频器则常常出现逆变模块和驱动电路同时损坏的现象,主要是IGBT大功率晶体管在无负压下,出现无效关断,产生误导通,此类故障只能通过更换元件来完成维修。
在使用变频器的过程中我们发现,变频器故障形式是多种多样的。但只要深刻理解变频器的工作原理,在故障诊断和维护中大胆探索、积累经验,就一定能总结出一套行之有效的故障处理办法。
频器常见故障
(1) 变频器驱动电机抖动
在接修一台安川616PC5-5.5kW变频器时,客户送修時标明电机行抖动,此时反应是输出电压不平衡.在检查功率器件后发现无损坏,给变频器通电显示正常,运行变频器,测量三相输出电压确实不平衡,测试六路数出波形,发现W相下桥波形不正常,依次测量该路电阻,二极管,光耦。发现提供反压的一二极管击穿,更换后,重新上电运行,三相输出电压平衡,修复。
(2) 变频器频率上不去
在接修一台普传220V,单相,1.5kW变频器时,客户标明频率上不去,只能上到20Hz,此时想到的是有可能参数设置不当,依次检查参数,发现频率,上限频率都为60Hz,可见不是参数问题,又怀疑是频率给定方式不对,后改成面板给定频率,变频器可运行到60Hz,由此看来,问提出在模拟量输入电路上,检查此电路时,发现一贴片电容损坏,更换后,变频器正常。
(3) 变频器跳过流
在接修一台台安N2系列,400V,3.7kW变频器时,客户标明在起动时显示过电流。在检查模块确认完好后,给变频器通电,在不带电机的情况下,启动一瞬间显示OC2,首先想到的是电流检测电路损坏,依次更换检测电路,发现故障依然无法消除。于是扩大检测范围,检查驱动电路,在检查驱动波形时发现有一路波形不正常,检查其周边器件,发现一贴片电容有短路,更换后,变频器运行良好。
(4) 变频器整流桥二次损坏
在接修一台LG SV030IH-4变频器时,检查时发现整流桥损坏,无其它不良之处,更换后,带负载运行良好。不到一个月,客户再次拿来。检查时发现整流桥再次损坏,此时怀疑变频器某处绝缘不好,单独检查电容,正常。单独检查逆变模块,无不良症状,检查各个端子与地之间也未发现绝缘不良问题,再仔细检查,发现直流母线回路端子P-P1与N之间的塑料绝缘端子有炭化迹象,拆开端子查看,果然发现端子碳化已相当严重,从安全角度考虑,更换损坏端子,变频器恢复正常运行,正常运行已有半年多。
(5) 变频器小电容炸裂
在接修一台三肯SVF7.5kW变频器时,检测时发现逆变模块损坏,更换模块后,变频器正常运行。由于该台机器运行环境较差,机器内部灰尘堆积严重,且该台机器使用年限较长,决定对它进行除尘及更换老化器件的维护。以提高其使用寿命,器件更换后,给变频器通电,上电一瞬间,只听“砰”的一声响动,并伴随飞出许多碎屑,断开电源,发现C14电解电容炸裂,此刻想到的是有可能电容装反,于是根据其标识再装一次,再次上电,电容又一次炸裂。于是进一步检查其线路,发现线路与电容标识无法对上,于是将错就错,把电容装反,再次上电,运行正常。这一点在后来送修的相同的机器得以证实。