变频器常见故障及解决方法剖析.docx

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变频器常见故障及解决方法剖析

变频器常见故障现象和故障分析

一、过流（OC）

过流是变频器报警最为频繁的现象。

1.1现象

（1） 重新启动时，一升速就跳闸。

这是过电流十分严重的现象。

主要原因有:

负载短路，机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。

（2） 上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有:

模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。

    （3） 重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有:

加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿（V/F）设定较高。

1.2 实例

（1） 一台安川G7变频器一启动就跳“OC”

    分析与维修:

打开机盖没有发现任何烧坏的迹象，在线测量IGBT（7MBR25NF-120）基本判断没有问题，为进一步判断问题，把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。

在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别，经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路，更换后三路基本一样。

模块装上上电运行一切良好。

（2） 一台BELTRO-VERT 2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。

    分析与维修:

首先检查逆变模块没有发现问题。

其次检查驱动电路也没有异常现象，估计问题不在这一块，可能出在过流信号处理这一部位，将其电路传感器拆掉后上电，显示一切正常，故认为传感器已坏，找一新品换上后带负载实验一切正常。

二、 过压（OU）

    过电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。

（1） 实例

    一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU”。

     分析与维修:

在修这台机器之前，首先要搞清楚“OU”报警的原因何在，这是因为变频器在减速时，电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快，转子的电动势和电流增大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流向直流环节，使直流母线电压升高所致，所以我们应该着重检查制动回路，测量放电电阻没有问题，在测量制动管（ET191）时发现已击穿，更换后上电运行，且快速停车都没有问题。

三、欠压（Uu）

    欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。

主要是因为主回路电压太低（220V系列低于200V，380V系列低于400V），主要原因:

整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现，其次主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压.还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。

3.1 举例

（1） 一台CT 18.5kW变频器上电跳“Uu”。

分析与维修:

经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的，但是上电后没有听到接触器动作，因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅而是靠接触器的吸合来完成充电过程的，因此认为故障可能出在接触器或控制回路以及电源部分，拆掉接触器单独加24V直流电接触器工作正常。

继而检查24V直流电源，经仔细检查该电压是经过LM7824稳压管稳压后输出的，测量该稳压管已损坏，找一新品更换后上电工作正常。

（2） 一台DANFOSS VLT5004变频器 ，上电显示正常，但是加负载后跳“ DC LINK UNDERVOLT”（直流回路电压低）。

分析与维修:

这台变频器从现象上看比较特别，但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂，该变频器同样也是通过充电回路，接触器来完成充电过程的，上电时没有发现任何异常现象，估计是加负载时直流回路的电压下降所引起，而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流,然后由电容平波后提供的，所以应着重检查整流桥，经测量发现该整流桥有一路桥臂开路，更换新品后问题解决。

四、过热（OH）

    过热也是一种比较常见的故障，主要原因:

周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热。

举例

    一台ABB ACS500 22kW变频器客户反映在运行半小时左右跳“OH”。

分析与维修:

因为是在运行一段时间后才有故障，所以温度传感器坏的可能性不大，可能变频器的温度确实太高，通电后发现风机转动缓慢，防护罩里面堵满了很多棉絮（因该变频器是用在纺织行业），经打扫后开机风机运行良好，运行数小时后没有再跳此故障。

五、输出不平衡

    输出不平衡一般表现为马达抖动，转速不稳，主要原因:

模块坏，驱动电路坏，电抗器坏等。

5.1举例

    一台富士 G9S 11KW变频器，输出电压相差100V左右。

分析与维修:

打开机器初步在线检查逆变模块（6MBI50N-120）没发现问题，测量6路驱动电路也没发现故障，将其模块拆下测量发现有一路上桥大功率晶体管不能正常导通和关闭，该模块已经损坏，经确认驱动电路无故障后更换新品后一切正常。

六、过载

    过载也是变频器跳动比较频繁的故障之一，平时看到过载现象我们其实首先应该分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载,一般来讲马达由于过载能力较强,只要变频器参数表的电机参数设置得当,一般不大会出现马达过载.而变频器本身由于过载能力较差很容易出现过载报警.我们可以检测变频器输出电压。

七、开关电源损坏

    这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，丹佛斯变频器采用了新型脉宽集成控制器UC2844来调整开关电源的输出，同时UC2844还带有电流检测，电压反馈等功能，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。

八、SC故障

    SC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。

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。

九、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。

十、限流运行

    在平时运行中我们可能会碰到变频器提示电流极限。

对于一般的变频器在限流报警出现时不能正常平滑的工作，电压（频率）首先要降下来，直到电流下降到允许的范围，一旦电流低于允许值，电压（频率）会再次上升，从而导致系统的不稳定。

丹佛斯变频器采用内部斜率控制，在不超过预定限流值的情况下寻找工作点，并控制电机平稳地运行在工作点，并将警告信号反馈客户，依据警告信息我们再去检查负载和电机是否有问题。

在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。

如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。

　　一、静态测试

　　1、测试整流电路

　　 找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P，黑表棒分别依到R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。

相反将黑表棒接到P 端，红表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。

将红表棒接到N端，重复以上步骤，都应得到相同结果。

如果有以下结果，可以判定电路已出现异常：

A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障；B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。

　　2、测试逆变电路

　　 将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基本相同，反相应该为无穷大。

将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可确定逆变模块故障

　　二、动态测试

　　 在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。

在上电前后必须注意以下几点：

　　1、上电之前，须确认输入电压是否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。

　　2、检查变频器各接口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器出现故障,严重时会出现炸机等情况。

　　3、上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。

　　4、如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载（不接电机）情况下启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。

如出现缺相、三相不平衡等情况，则模块或驱动板等有故障

　　5、在输出电压正常（无缺相、三相平衡）的情况下，带载测试。

测试时，最好是满负载测试。

　　三、故障判断

　　1、整流模块损坏

　　 一般是由于电网电压或内部短路引起。

在排除内部短路情况下，更换整流桥。

在现场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网有污染的设备等。

　　2、逆变模块损坏

　　 一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。

在修复驱动电路之后，测驱动波形良好状态下，更换模块。

在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及连接电缆，在确定无任何故障下，运行变频器。

　　3、上电无显示

　　 一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起，如启动电阻损坏，也有可能是面板损坏。

　　4、上电后显示过电压或欠电压

　　 一般由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。

找出其电压检测电路及检测点，更换损坏的器件。

　　5、上电后显示过电流或接地短路

　　 一般是由于电流检测电路损坏。

如霍尔元件、运放等。

　　6、启动显示过电流

　　 一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。

　　7、空载输出电压正常,带载后显示过载或过电流

　　 该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化,模块损伤引起。

电机声音大的原因：

当用变频器拖动电机运行时，我们经常遇到电机噪音大的情况。

下面我就我遇到的情况就原因分析和处理方面和大家一起探讨一下。

大家也可以发表一下自己的看法，让我们 一起提高。

本人水平有限，大家多提意见!

电机噪音大无非有两方面的原因：

机械方面和电气方面。

1，机械方面

如电机冷却风扇损坏或刮擦电机外壳，电机固定不稳等。

这方面的情况好处理一些，只要能找到噪音源，一般好处理。

2，电气方面

（1）变频器载波频率设置太低

可以适当把载波频率设置高些，但这时又会带来一些问题，如果载波频率调得太高，又会对其它设备造成干扰，尤其是当采用PLC通讯方式时，因此要根据现场的实际情况设置载波频率。

（2）电机共振

有时，电机在运行时的某一频段会产生机械共振。

这时可以利用变频器的跳频设置方法。

一般变频器都有“跳频”设置，其作用是：

设置电机共振的频率，当变频器运行到此频段时，跳过此段频率，避免电机产生共振。

（3）电机带负载能力降低

有时电机长时间使用后，或电机质量不好，带负载能力会降低，这里电机的噪音也会比正常时大。

以上是我的一点实际经验，当然肯定还有许多，望各位大侠不啬赐教，多多添加，分享!

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 一、普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。

以下为变频器对电机的影响　　

1、电动机的效率和温升的问题　　 

不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。

拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：

2u+1（u为调制比）。

高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。

因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。

除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。

这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%--20%。

2、电动机绝缘强度问题　　 

目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。

他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。

另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。

3、谐波电磁噪声与震动　　 

普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。

变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。

当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。

由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。

4、电动机对频繁启动、制动的适应能力　　 

由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

5、低转速时的冷却问题　　 

首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。

其次，普通异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。

  二、变频电动机的特点　　

1、电磁设计　　对普通异步电动机来说，再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。

而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。

方式一般如下：

1） 尽可能的减小定子和转子电阻。

　　减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增　　

2）为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。

但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。

因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

3）变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。

　　2、结构设计　　再结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：

1）绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2）对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。

3）冷却方式：

一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

　　4）防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。

主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。

5）对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。

变频电机可在0。

1HZ--130HZ范围长期运行， 

　　 普通电机可在：

2极的为20--65hz范围长期运行. 

　　 4极的为25--75hz范围长期运行. 

　　 6极的为30--85hz范围长期运行. 

　　 8极的为35--100hz范围长期运行. 

 通常，变频器可用作软起动器以实现交流电机的软起动已为大家所熟知，若使用带程序起动功能的变频器就显得更为方便。

下面以森兰BT40-45kWT型变频器带动4极Y系列45kW交流电机为例，对其参数设定予以介绍，供参考。

森兰BT40-45kWT型变频器共有90个要设置的参数，其中有18个参数，特别是“程序运行模式”、“程序运行时间”功能可用于软起动/停止。

F00：

频率设定。

设定范围：

0.01Hz - 400.0Hz； 

F01：

频率给定方式。

设定范围：

 0：

频率由F00控制或由∧ / ∨键控制； 

1：

频率由外控端子VRF 0 -5V（0 - 10V）信号控制； 

2：

频率由外控端子IRF 4 - 20mA松开控制； 

3：

频率由F00控制或由∧ / ∨键和X4、X5设定，失电后，记忆设定频率； 

4：

频率由F00控制或由∧ / ∨键和X4、X5设定，失电后，记忆由F0控制或由∧ / ∨键设定的频率，不记忆X4、X5设定的频率。

F02：

运转指令来源。

设定范围：

0：

运转指令由触摸面板RUN、STOP控制； 

1：

运转指令由外控端子FWD、REV控制，触摸面板STOP有效； 

2：

运转指令由外控端子FWD、REV控制，触摸面板STOP无效； 

F03：

电机停车方式选择。

设定范围：

0：

电机以减速刹车方式停止； 

1：

电机以自由运转方式停车。

F08：

第一加速时间。

设定范围：

0.1 - 3600s。

F09：

第一减速时间。

设定范围：

0.1 - 3600s。

F38：

程序运行时间最小单位设定。

0：

1s； 

1：

0.1s。

F44：

多段频率1，0.00 - 400Hz。

F51：

程序运行模式选择。

设定范围：

0：

程序运行模式取消； 

1：

程序运行一个周期后停止。

F52：

程序运行时间，10.0 - 3600s。

F53：

程序运行方向及加减速选择1。

01：

正转，第一加减速运行； 

02：

正转，第二加减速运行。

F54：

程序运行时间2，0.0 - 3600s。

F56：

程序运行时间3，0.0 - 3600s。

F58：

程序运行时间4，0.0 - 3600s。

F60：

程序运行时间5，0.0 - 3600s。

F62：

程序运行时间6，0.0 - 3600s。

F64：

程序运行时间7，0.0 - 3600s。

F69：

X1 - X5端子功能设定。

0：

X3作程序运行输入端； 

1：

保留。

1. 变频器作程序运行模式时，F69 = 0，F08 = 100s，F09 = 100s，F38 = 0，F44 = 100Hz，F51 = 1，F52 = 400s，F53 = 01，F54 = F56 = F58 = F60 = F62 = F64 = 0。

假设其它参数都已按实际情况设定完毕，此时外控端子X3闭合，变频器开始运行，变频器驱动交流电机在100s内从0Hz加速到100Hz运行频率，运行300s后，又在100s内从100Hz缓慢减至0Hz，完成了软起动和软停车。

2. 当变频器作普通变频器时，此时：

F00 = 100Hz，F01 = 3，F02 = 1，F08 = 100s，F09 = 100s，假设其它参数均已根据实际情况设定完毕，则外控端子FWD或REV与GND短接时，变频器驱动交流电机在100s内从0速加速至运行频率100Hz，当FWD或REV与GND断开时，变频器驱动交流电机在100s内从100Hz速度减至0Hz，电机停转，完成了软起动和软停车。

除森兰BT40 - 45kWT型变频器外，有的变频器也有类似功能。

需特别说明的是：

如果电机重载需起动转矩较大时，则需选用比电机容量高一级的变频器，否则无法实现软起动。

变频器的组成与常见故障及维修对策

摘要：

本文介绍了变频器组成结构及相应故障与维修对策

关键词：

逆变、驱动电路、IGBT模块

一、引言：

变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展方向，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。

变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。

因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。

但是由于受到环境，使用年限以及人为操作等因素，影响变频器的使用寿命大为降低，同时使用中也出现了各种各样的故障。

下面我们就变频器的组成与常见故障及对策和大家一起探讨变频器构成。

一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。

二、整流电路：

整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。

整流电路一般都是单独的一块整流模块，但不少整流电路与逆变电路二者合一的模块如富士7MBI系列。

整流模块损坏是变频器常见故障，在静态中通过万用表电阻挡正反向的测量来判断整流模块是否损坏，当然我们还可以用耐压表来测试。

有的品牌变频器整流电路，上半桥为可控硅，下半桥为二极管。

如大功率的丹佛斯、台达等。

判断可控硅好坏的简易方法，可在控制极加上直流电压（10V左右）看它正向能否导通。

这样基本大致能判断出可控硅的好坏。

另外，富士变频器G9S（P9S）11kw以下的整流模块的特点为该模块集中五种功能。

整流，预充电可控硅，制动管，电源开关管，热敏电阻。

如CVM40CD120整流模块引脚及功能的名称，供同行参考。

整流：

R、S、T、A（+）N-（-）

充电可控硅：

A1、P1、G+n（触发）

制动管：

DB、N_、G7（触发）DB1B+是其续流二极管

电源开关管：

D8、S8、G8

热敏电阻：

Th1Th2

G9S（P9S）15kw～22kw，整流模块为（VM100BB160）它的功能除整流外还有预充电可控硅。

功率在30kw以上的为整流模块单一整流功能。

功率75kw以上为多组并联整流模块。

三、平波电路：

平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压（电流），一般通用变频器电源直流部分对主电路构成器件有余量，省去电感而采用简单电容滤波平波电路。

对滤波电容进行容量与耐压的测试，我们还可以观察电容上的安全阀是否爆开。

有没有漏液现象来判断的它的好坏。

四、控制电路：

现代变频调速基本系用16位、32位单片机或DSP为控制核心，从而实现全数字化控制。

变频器是输出电压频率可调的调速装置。

提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成：

频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”。

运算电路的控制信号进放大的“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路”，但实际使用变频器时，其维护工作也比较复杂。

这里就变频器控制电路故障报警产生原因提供以下一些处理方法。

常用变频器在使用中，是否能满足传动系统要求，变频器参数设置尤为重要。

设置不正确会导致变频器报警而不能正常工作。

1.参数设置

变频器出厂时，厂家对每个参数都预设一个值这些参数叫出厂（缺省）值。

一般缺省值并不能满足大多数传动系统的要求。

所以用户在正确使用变频器之前，要求对变频器参数做如下设置：

（1）确认电机参数设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率。

这些参数可以从电机铭牌中直接得到

（2）变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、PID或其它方式。

选定控制方式后，一般要根据控制精度需要进行静态或动