变频器逆变输出模块损坏的几大原因Word文档下载推荐.docx

变频器逆变输出模块损坏的几大原因Word文档下载推荐.docx

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用户赖了销售人员一把：

你装的变频器质量差，烧了我的电机，你要赔我的电机！

在此之前，电机好像是是真的没有问题，运行得好好的，测测运行电流，因为负荷较轻，才达到一半的额定电流；

测测三相供电，380V，平衡和稳定得很。

真像是变频器的损坏，连带着损坏了电机。

我要是在场的话，就会这样主公道：

不怨变频器，是你的电机已经“病入膏肓”，突然发作，捎带着损坏了变频器！

运行多年的电机，因电机的运行温升和受潮等原因，绕组的绝缘程度已大大降低，甚至有了明显的绝缘缺陷，处于电压击穿的临界点上。

工频供电情况下，电机绕组输入的是三相50Hz的正弦波电压，绕组产生的感生电压也较低，线路中的浪涌分量较小，电机绝缘程度的降低，也许只是带来了并不起眼的“漏电流”，但绕组的匝间和相间，还未能产生电压击穿现象，电机还在“正常运行”。

应该说，随着绝缘老化程度的进一步加深，即使还是在工频供电情况下，相信在不远的将来，该台电机终会因绝缘老化造成相间或绕组间的电压击穿而烧毁。

但问题是，现在并没有烧毁。

接入变频器后，电机的供电条件由此变得“恶劣”了：

变频器输出的PWM波形，实为数kHz乃至十几kHz的载波电压，在电机绕组供电回路中，还会产生各种分量的谐波电压。

由电感特性可知，流过电感电流的变化速度越快，电感的感生电压也越高。

电机绕组的感生电压比工频供电时升高了。

在工频供电时暴露不出的绝缘缺陷，因不耐高频载波下感生电压的冲击，于是绕组匝间或相间的电压击穿产生了。

电机绕组的由相间、匝间短路造成了电机绕组的突然短路，在运行中——模块炸掉了，电机烧毁了。

变频器在起动初始阶段，因输出频率和电压均在较低的幅值内，负载电机存在故障时，虽造成较大的输出电流，但此电流往往在额定值以内，电流检测电路及时动作，变频器实施保护停机动作，模块无炸毁之虞。

但若在全速（或近于全速）运行情况下，三相输出电压与频率均达较高的幅值，此时电机绕组若有电压击穿现象，会于瞬间形成极大的浪涌电流，则逆变模块在电流检测电路动作之前，已经无法承受而炸裂损坏了。

由此看出，保护电路不是万能的，任何保护电路都有它的“软肋”所在。

变频器对全速运行中，电机绕组的突发性电压击穿现象，是无能为力的，起不到有效保护作用的。

而不唯变频器保护电路，任何电机保护器，对此类突发故障，都不能实施有效的保护。

此类突发故障出现时，只能宣告：

该台电机确实已经“寿终正寝”了。

此类故障对变频器的逆变输出模块是致命的打击，无可逃避的。

其它由供电或负载方面引起的原因，如过、欠压、负载重、甚至堵转引起的过流等故障，在变频器的保护电路正常的前提下，是能有效保护模块安全的，模块的损坏机率将大为减小。

在此不多讨论。

二、由变频器本身电路不良造成的模块损坏

1、由驱动电路不良对模块会造成一级危害

由驱动电路的供电方式可知，一般由正、负两个电源供电。

+15V电压提供IGBT管子的激励电压，使其开通。

-5V提供IGBT管子的截止电压，使其可靠和快速的截止。

当+15V电压不足或丢失时，相应的IGBT管子不能开通，若驱动电路的模块故障检测电路也能检测IGBT管子时，则变频器一投入运行信号，即可由模块故障检测电路报出OC信号，变频器实施保护停机动作，对模块几乎无危害性。

而万一-5V截止负压不足或丢失时（如同三相整流桥一样，我们可先把逆变输出电路看成一个逆变桥，则由IGBT管子组成了三个上桥臂和三个下桥臂，如U相上桥臂和U相下桥臂的IGBT管子。

），当任一相的上（下）桥臂受激励而开通时，相应的下（上）桥臂IGBT管子则因截止负压的丢失，形成由IGBT管子的集-栅结电容对栅-射结电容的充电，导致管子的误导通，两管共通对直流电源形成了短路！

其后果是：

模块都炸飞了！

截止负压的丢失，一个是驱动IC损坏所造成；

还有可能是驱动IC后级的功率推动级（通常由两级互补式电压跟随功率放大器组成）的下管损坏所造成；

触发端子引线连接不良；

再就是驱动电路的负供电支路不良或电源滤波电容失效。

而一旦出现上述现象之一，必将对模块形成致命的打击！

是无可挽回的。

2、脉冲传递通路不良，也将对模块形成威胁

由CPU输出的6路PWM逆变脉冲，常经六反相（同相）缓冲器，再送入驱动IC的输入脚，由CPU到驱动IC，再到逆变模块的触发端子，6路信号中只要有一路中断——

（1）、变频器有可能报出OC故障。

逆变桥的下三桥臂IGBT管子，导通时的管压降是经模块故障检测电路检测处理的，而上三桥臂的IGBT管子，在小部分变频器中，有管压降检测，大部分变频器中，是省去了管压降检测电路的。

当丢失激励脉冲的IGBT管子，恰好是有管压降检测电路的，则丢失激励脉冲后，检测电路会报出OC故障，变频器停机保护；

（2）、变频器有可能出现偏相运行。

丢失激励脉冲的该路IGBT管子，正是没有管压降检测电路的管子，只有截止负压存在，能使其可靠截止。

该相桥臂只有半波输出，导致变频器偏相运行，其后果是电机绕组中产生了直流成分，也形成较大的浪涌电流，从而造成模块的受冲击而损坏！

但损坏机率较第一种原因为低。

若此路脉冲传递通路一直是断的，即使模块故障电路不能起到作用，但互感器等电流检测电路能起到作用，也是能起到保护作用的，但就怕这种传递通路因接触不良等故障原因，时通时断，甚至有随机性开断现象，电流检测电路莫名所以，来不及反应，而使变频器造成“断续偏相”输出，形成较大冲击电流而损坏模块。

而电机在此输出状态下会“跳动着”运行，发出“咯楞咯楞”的声音，发热量与损耗大幅度上升，也很容易损坏。

3、电流检测电路和模块温度检测电路失效或故障，对模块起不到有效地过流和过热保护作用，因而造成了模块的损坏。

4、主直流回路的储能电容容量容量下降或失容后，直流回路电压的脉动成分增加，在变频器启动后，在空载和空载时尚不明显，但在带载起动过程中，回路电压浪起涛涌，逆变模块炸裂损坏，保护电路对此也表现得无所适从。

对已经多年运行的变频器，在模块损坏后，不能忽略对直流回路的储能电容容量的检查。

电容的完全失容很少碰到，但一旦碰上，在带载启动过程中，将造成逆变模块的损坏，那也是确定无疑的！

三、质量低劣、偷工减料的少部分国产变频器，模块极易损坏

这是国民劣根性的一种体现，民族之痒啊。

不错，近几年变频器市场的竞争日趋激烈，变频器的利润空间也是越来越狭窄，但可以通过技术进步，提高生产力等方式来提高自身产品的竞争力。

而采用以旧充新、以次充好、并用减小模块容量偷工减料的方式，来增加自己的市场占有率，实是不明智之举呀，纯属一个目光短浅的短期行为呀。

1、质量低劣、精制滥造，使得变频器故障保护电路的故障率上升，逆变模块因得不到保护电路的有效保护，从而使模块损坏的机率上升。

2、逆变模块的容量选取，一般应达到额定电流的2.5倍以上，才有长期安全运行的保障。

如30kW变频器，额定电流为60A，模块应选用150A至200A的。

用100A的则偏小。

但部分生产厂商，竟敢用100A模块安装！

更有甚者，还有用旧模块和次品模块的。

此类变频器不但在运行中容易损坏模块，而且在启动过程中，模块常常炸裂！

现场安装此类变频器的工作人员都害了怕，远远地用一支木棍来按压操作面板的启动按键。

容量偏小的模块，又要能勉强运行，模块超负荷工作，保护电路形成同虚设（按变频器的标注功率容量来保护而不是按模块的实际容量值来保护），模块不出现频繁炸毁，才真是不正常了。

这类机器，因价格低廉，初上市好像很“火”，但用不了多长时间，厂家也只有倒闭一途了。

这第三种模块损坏的原因本来不应该成为一种原因的，但愿不远的将来，模块损坏的原因，只剩下前两种原因。

对国产变频器来说，有时候是一粒老鼠粪坏了一锅汤啊。

好多变频器也还是不错的，与国外产品相比毫不逊色，且质优价廉的呀。

本文以风光牌变频调速器为例，介绍了变频器的故障排除及维修知识，为广大的风光牌变频器用户及维修人员提供一点使用常识，供大家参考。

　　引言：

IGBT变频调速器，自研制开发投入市场以来，以其优越的调速性能，可观的节能量已为广大的电机用户所接受，正以每年大规模的销售量走向社会，为电力、建材、石油、化工、煤矿等各行业的发展提供了优质的服务，其用户群已遍布生产的各行各业，成为广大用户所喜爱的产品。

　　但是，任何事情都有一分为二的方面，产品的作用虽大，也有其缺憾的地方，特别在生产的运行中，因为一点点故障、一些不可欲知的问题，往往也给生产带来较大的损失，甚至于停产待修。

这种情况在生产相对紧张、效益较高的场合，矛盾尤其突出。

因此为了帮助客户正确地判断变频器运行当中的一些问题，迅速的进行一些相关的处理，对于企业的生产及运作无疑将是很有意处的。

　　这里笔者结合自己在长期的售后服务工作中经历的一些常见故障及处理方法，提出来与广大的用户及维修工作者进行探讨，以期把该产品使用得更好，更切实的为顾客服务。

　　一、变频器运行中有故障代码显示的故障

　　在变频器的使用说明书中，有一栏具体阐述了变频器有故障代码显示的故障，

　　1、立即停机，0短路保护线路短路

　　2、停机，1过流保护I>

160％I。

　　3、停机，2缺相保护输出缺相

　　4、停机，3输入过压保护Vin>

120％V。

　　5、停机，4输入欠压保护Vin<

80％V。

　　6、停机，5温升过高保护T>

75℃

　　7、停机，6外部异常停机外部系统有异常

　　8、停机，数码全灭，只有小数点亮干扰保护电磁干扰太强

　　9、不停机限速保护，自动调整上升或下降的速度I>

120％I。

　　现就这几种情况作一下分析。

（一）、短路保护

　　若变频器运行当中出现短路保护，停机后显示“0”，说明是变频器内部或外部出现了短路因素。

这有以下几方面的原因：

　　1、负载出现短路

　　这种情况下如果把负载甩开，即将变频器与负载断开，空开变频器，变频器应工作正常。

这时我们用兆欧表（或称摇表）测量一下电机绝缘，电机绕组将对地短路，或电机线及接线端子板绝缘变差，此时应检查电机及附属设施。

　　2、变频器内部问题

　　如果上述检测后负载无问题，变频器空开仍出现短路保护，这是变频器内部出现问题，应予以排除。

来源:

输配电设备网

　　逆变桥的模块当中，若IGBT的某一个结击穿，都会形成短路保护，严重的若桥臂击穿，甚至于送不上电，前面的断路器将跳闸。

这种情况一般只允许再送一次电，以免故障扩大，造成更大的损失，应联系厂家进行维修。

　　3、变频器内部干扰或检测电路有问题

　　有些机子内部干扰也易造成此类问题，此时变频器并无太大的问题，只是不间断的、无规律的出现短路保护，即所谓的误保护，这就是干扰造成的。

　　变频器的短路保护一般是从主回路的正负母线上分流取样，用电流传感器经主控板的检测传至主控芯片进行保护的，因此这些环节上任何一处出现问题，都可能造成故障停机。

　　对于干扰问题，现低压大功率的及中高压变频器都加了光电隔离，但也有出现干扰的，主要是电流传感器的控制线走线不合理，可将该线单独走线，远离电源线、强电压、大电流线及其他电磁辐射较强的线，或采用屏蔽线，以增强抗干扰能力，避免出现误保护。

　　对于检测电路出现的问题，一般是电流传感器、取样电阻或检测的门电路问题。

　　若波形不好或出现杂乱波形甚至于无波形，即说明电流传感器有问题，可更换一只新的。

对取样电阻问题，有的机子使用时间长了，其阻值会变大，甚至于断路，用万用表可检测出来，应予以更换成原来的阻值的或少小一些的。

　　对于检测的门电路，应检查在静态时的工作点，若状态不对应更换之。

　　4、参数设置问题

　　对于提升机类或其他（如拉丝机、潜油电泵等）重负荷负载，需要设置低频补偿。

若低频补偿设置不合理，也容易出现短路保护。

一般以低频下能启动负载为宜，且越小越好，若太高了，不但会引起短路保护，还会使启动后整个运行过程电流过大，引起相关的故障，如IGBT栅极烧断，变频器温升高等。

因此应逐渐加补偿，使负荷刚能正常启动为最佳。

V1为启动电压，V0为额定输出电压。

　　5、在多单元并联的变频器中，若某一单元出现问题。

势必使其他单元承担的电流大，造成单元间的电流不平衡，而出现过流或短路保护。

因此对于多单元并联的变频器，应首先测其均流情况，发现异常应查找原因，排除故障。

各单元的均流系数应不大于5%。

（二）、过流保护

　　变频器出现过流保护，代码显示“1”，一般是由于负载过大引起，即负载电流超过额定电流的1.5倍即故障停机而保护。

这一般对变频器危害不大，但长期的过负荷容易引起变频器内部温升高，元器件老化或其他相应的故障。

　　这种保护也有因变频器内部故障引起的，若负载正常，变频器仍出现过流保护，一般是检测电路所引起，类似于短路故障的排除，如电流传感器、取样电阻或检测电路等。

该处传感器波形，其包络类似于正弦波，若波形不对或无波形，即为传感器损坏，应更换之。

过流保护用的检测电路是模拟运放电路。

　　在静态下，测A点的工作电压应为2.4V，若电压不对即为该电路有问题，应查找原因予以排除。

R4为取样电阻，若有问题也应更换之。

　　过流保护的另一个原因就是缺相。

当变频器输入缺相时，势必引起母线电压降低，负载电流加大，引起保护。

而当变频器输出端缺相时，势必使电机的另外两相电流加大而引起过流保护。

所以对输入及输出都应进行检查，排除故障。

　　（三）、过、欠压保护

　　变频器出现过、欠压保护，大多是由于电网的波动引起的，在变频器的供电回路中，若存在大负荷电机的直接启动或停车，引起电网瞬间的大范围波动即会引起变频器过、欠压保护，而不能正常工作。

这种情况一般不会持续太久，电网波动过后即可正常运行。

这种情况的改善只有增大供电变压器容量，改善电网质量才能避免。

　　当电网工作正常时，即在允许波动范围（380Ｖ±

20%）内时，若变频器仍出现这种保护，这就是变频器内部的检测电路出现故障了。

一般过欠压保护的检测电路。

　　当W1调节不当时，即会使过、欠压保护范围变窄，出现误保护。

此时可适当调节电位器，一般在网电380V时，使变频器面板显示值（运行中按住“〈”键〉与实际值相符即可。

当检测回路损坏时，整流桥、滤波电容或R1、W1及R2中任一器件出现问题，也会使该电路工作不正常而失控。

如有的机子R1损坏造成开路，使该电路P点得不到电压，芯片即认为该处检测不对而出现欠压保护。

P点的工作点范围为1.９~2.１V，即对应其电压波动范围。

　　对于提升机变频器，因回馈电网污染，增加了隔离电路，有时调节不当也会出现误保护，此时应根据电网的波动仔细调节。

因提升机负载在运行中电网是波动的，在提升重物时，电压下降（有的可降20V），在下放时回馈电网电压升高，可根据这种变化进行调节，一般是增大W3，减小W4，直至在稳态下适合为止。

　　（四）、温升过高保护

　　变频器的温升过高保护（面板显示“5”），一般是由于变频器工作环境温度太高引起的，此时应改善工作环境，增大周围的空气流动，使其在规定的温度范围内工作。

　　再一个原因就是变频器本身散热风道通风不畅造成的，有的工作环境恶劣，灰尘、粉尘太多，造成散热风道堵塞而使风机抽不进冷风，因此对变频器内部用户应经常进行清理（一般每周一次）。

也有的因风机质量差运转过程中损坏，此时应更换风机。

　　还有一种情况就是在大功率的变频器（尤其是多单元或中高压变频器）中，因温度传感器走线太长，靠近主电路或电磁感应较强的地方，造成干扰，此时应采取抗干扰措施。

如采用继电器隔离，或加滤波电容等。

变频器的保护及处理方法经验小谈

来源：

工控商务网　　　时间：

2008-12-01　　字体：

[大中小]　　投稿

　　过电流保护功能：

变频器中过电流保护的对象主要指带有突变性质的、电流的峰值超过了变频器的容许值的情形。

　　由于逆变器件的过载能力较差所以变频器的过电流保护是至关重要的一环迄今为止已发展得十分完善。

（1）过电流的原因　　

　　1、工作中过电流即拖动系统在工作过程中出现过电流.其原因大致来自以下几方面：

　　①电动机遇到冲击负载或传动机构出现“卡住”现象引起电动机电流的突然增加。

　　②变频器的输出侧短路如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路或电动机内部发生短路等。

　　③变频器自身工作的不正常如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。

例如由于环境温度过高，或逆变器件本身老化等原因，使逆变器件的参数发生变化，导致在交替过程中，一个器件已经导通、而另一个器件却还未来得及关断，引起同一个桥臂的上、下两个器件的“直通”，使直流电压的正、负极间处于短路状态。

　　2、升速时过电流当负载的惯性较大，而升速时间又设定得太短时，意味着在升速过程中，变频器的工作效率上升太快，电动机的同步转速迅速上升，而电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上去，结果是升速电流太大。

　　3、降速中的过电流当负载的惯性较大，而降速时间设定得太短时，也会引起过电流。

因为，降速时间太短，同步转速迅速下降，而电动机转子因负载的惯性大，仍维持较高的转速，这时同样可以是转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。

（2）处理方法　

　　1、起动时一升速就跳闸，这是过电流十分严重的现象，主要检查①工作机械有没有卡住②负载侧有没有短路，用兆欧表检查对地有没有短路③变频器功率模块有没有损坏　　④电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来。

　　2、起动时不马上跳闸，而在运行过程中跳闸，主要检查①升速时间设定太短，加长加速时间②减速时间设定太短，加长减速时间③转矩补偿（U/F比）设定太大，引起低频时空载电流过大④电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起变频器误动作。

变频器高级维修知识及维修方法

2008-11-27　　字体：

　　往往变频器的故障只有一点，而对于维修者最重要的就是找到故障点，有针对性地处理问题，尽量减少无用的拆卸，尤其是要尽量减少使用烙铁的次数。

除了经验，掌握正确的检查方法是非常必要的。

正确的方法可以帮助维修者由表及里，由繁到简，快速的缩小检测范围，最终查出故障并适当处理而修复。

　　下面谈谈故障的检查方法：

　　报警参数检查法：

所有的变频器都以不同的方式给出故障指示，对于维修者来说是非常重要的信息。

通常情况下，变频器会针对电压、电流、温度、通讯等故障给出相应的报错信息，而且大部分采用微处理器或DSP处理器的变频器会有专门的参数保存3次以上的报警记录。

　　〖例1〗、某变频器有故障，无法运行并且LED显示“UV”（undervoltage的缩写），说明书中该报警为直流母线欠压。

因为该型号变频器的控制回路电源不是从直流母线取的，而是从交流输入端通过变压器单独整流出的控制电源。

所以判断该报警应该是真实的。

所以从电源入手检查，输入电源电压正确，滤波电容电压为0伏。

由于充电电阻的短路接触器没动作，所以与整流桥无关。

故障范围缩小到充电电阻，断电后用万用表检测发现是充电电阻断了。

更换电阻马上就修好了。

　　〖例2〗、有一台三垦IF11Kw的变频器用了3年多后，偶尔上电时显示“AL5”（alarm5的缩写），说明书中说CPU被干扰。

经过多次观察发现是在充电电阻短路接触器动作时出现的。

怀疑是接触器造成的干扰，在控制脚加上阻容滤波后果然故障不再发生了。

　　〖例3〗、一台富士E9系列3.7千瓦变频器，在现场运行中突然出现OC3（恒速中过流）报警停机，断电后重新上电运行出现OC1（加速中过流）报警停机。

我先拆掉U、V、W到电机的导线，用万用表测量U、V、W之间电阻无穷大，空载运行，变频器没有报警，输出电压正常。

可以初步断定变频器没有问题。

原来是电机电缆的中部有个接头，用木版盖在地坑的分线槽中，绝缘胶布老化，工厂打扫卫生进水，造成输出短路。

如何判断变频器电流传感器的好坏

　　很多人对霍尔元件好坏检测不是熟悉，在维修的时候,往往要判断是否好坏。

霍尔元件有电源，信号输出端,据我维修的经验，最好测量其输出电压,变频器在STOP状态下，电流应该是0,这时霍尔输出电压也应该是0V，如果测的电压有，一般这只就坏了，测量电阻和正常的霍尔对比也是一个方法，但实际看来坏的霍尔和好的电阻都差得不多，它的坏其实一般是上面的电位器阻值变化所致，导致取样电压点变化,CPU误检测出现保护，千万不要试着修霍尔，因为弄不好，会把模块炸了，在路检查输出电压是最好的方法。

　　一台台达A系列22KW机器显代码CFF，手册的意思是线路异常，但检查机器没有什么坏的，分析是检测部分的故障，机器在STOP状态下，检查霍尔的输出电压，发现有只霍尔输出有1V，换掉这个后机器正常。

　　霍尔元件输入和输出是个比例关系，它检测对象是电流,比如1000:

1的霍尔，变频器输出是50A的电流,霍尔输出50MA电流，同时检测电压也要变化，变化的大小与电流是正比关系，同时和器件的阻抗有关系,修机器的时候检查输出电流是很麻烦的，一般检查电压很方便的，霍尔一般是4个脚，2个脚是霍尔的电源端，2个是检测输出。

只要明白了它工作的原理,就好判断其好坏了。

　　一般霍尔传感器的输出电压范围是多大?

　　变频器的额定电流对应的2.2v，过载点为3.