变频器.docx

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变频器

变频器显示

电动车故障维修资料

DC LINK UNDERVOLT”（直流回路电压低）。

1、什么是变频器？

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

 2、PWM和PAM的不同点是什么？

PWM是英文Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制）缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。

PAM是英文Pulse Amplitude Modulation（脉冲幅度调制）缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。

 3、电压型与电流型有什么不同？

变频器的主电路大体上可分为两类:

电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。

4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？

异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。

因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。

这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。

 5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加;对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？

频率下降（低速）时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。

 6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？

采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下（根据机种不同，为125%~200%）。

用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。

采用变频器传动可以平滑地起动（起动时间变长）。

起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。

 7、V/f模式是什么意思？

频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。

V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置（ROM）中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择。

8、按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化？

频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。

因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。

可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。

9、在说明书上写着变速范围60~6Hz，即10:

1，那么在6Hz以下就没有输出功率吗？

在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。

变频器实际输出频率（起动频率）根据机种为0.5~3Hz. 10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定，是否可以？

通常情况下时不可以的。

在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择11、所谓开环是什么意思？

给所使用的电机装置设速度检出器（PG），将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用PG运转的就叫作“开环”。

通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选件可进行PG反馈。

12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？

开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内（1%~5%）变动。

对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合，可采用具有PG反馈功能的变频器（选用件）。

 13、如果用带有PG的电机，进行反馈后速度精度能提高吗？

 具有ＰＧ反馈功能的变频器，精度有提高。

但速度精度的植取决于ＰＧ本身的精度和变频器输出频率的分辨率。

 14、失速防止功能是什么意思？

如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。

为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。

当加速电流过大时适当放慢加速速率。

减速时也是如此。

两者结合起来就是失速功能。

“OU”。

过压

“Uu”。

欠压

 过流“OC”

过流是变频器报警最为频繁的现象。

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。

3  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。

4  欠压UV

    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。

5. 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

6  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。

7  过载“OL”

    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,电流检测电路,等故障易发点来一一排除故障.

8短路SC

通用变频器的常见故障分析及维修

引言

    随着电子技术的飞速发展，变频器的技术也逐渐趋于成熟与完善，已成功应用到各种领域。

但是如果变频器使用不当环境恶劣，仍可能产生各种故障或运行状况不佳，缩短设备使用寿命。

笔者就在维修当中碰到的问题作一下大体的分析。

    虽然变频器的种类繁多，电路不断更新换代，但是其出现的故障不外乎过流、过压、欠压、过载、过热、输出不平衡、无显示等故障。

2  过流“OC”

过流是变频器报警最为频繁的现象。

2.1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。

2.2 实例

（1） 一台LG-IS3-4 3.7kW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。

3  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。

4  欠压

    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。

4.1 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。

5  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。

5.1 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。

6  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。

6.1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。

7  过载“OL”

    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,电流检测电路,等故障易发点来一一排除故障.

7.1举例 

    一台LG IH 55KW变频器在运行时经常跳“OL”.

●分析与维修:

据客户反映这台机器原来是用在37kw的马达上的，现在改用在55kw的马达上。

参数也没有重新设置过，所以问题有可能出在参数上，经检查变频电流极限设置的为37kw 马达的额定电流，经参数重新设置后带负载一切正常。

ABB变频器的常见故障及维修对策

TheNormalMalfunctionandMaintenanceCountermeasureofABBInverter

摘要：

介绍ABB变频器的发展及相应的故障处理

关键词：

大功率晶体管智能化一体模块开关电源

Abstract:

IntroducethedevelopmentofABBinverter,andhowtodealwiththemalfunction.

Keywords:

GTRIPMSwitchpower

ABB，是一个在欧洲乃至全世界都享有盛誉的品牌，高低压变频器，高低压电器，变压器，电机，发电设备等等都是它的成熟产品，在电厂，化工，造纸，冶金等各行各业更是被广泛应用。

应该说ABB的产品在国内还是得到了广大用户的一致认可。

ABB变频器以其稳定的性能，丰富的选件扩展功能，可灵活应用的编程环境，良好的力矩特性，以及可供不同场合使用的多种系列，在变频器市场占据着重要的地位。

ABB变频器在中国的市场业绩，大家有目共睹。

ABB变频器以其强大的品牌效应，和较高的社会认知度，在中国变频器市场位居前列。

ABB变频器进入中国的市场也并不太长，也经历了一段被广大客户从陌生－认知－接受的过程，但其发展却是非常迅猛的。

早期我们能看到的ABB变频器主要有小功率的ACS300变频器，以及标准型的ACS500变频器，应该说这两个系列变频器在国内并没有赢得太多的客户，而ABB变频器真正被广大用户认识和接受的就是采用DTC控制方式的ACS600的高端变频器。

稳定，可靠，功能丰富，应用灵活，这就是ABB变频器赢得市场的法宝。

随着产品的不断更新，ABB公司现在又推出了ACS600变频器的替代产品，ACS800，与ACS600相比，除保持DTC控制方式以及原有的一切功能之外，ACS800最明显的功能变化就是增加了简易PLC功能，不需要专门的工具和编程语言，用户可以自定义编程达15个模块。

并能将程序绘制在功能模块模板上来存储该程序。

此外我们还知道ACS600,ACS800变频器的选件功能特别丰富，除了常见的I/O扩展模块，用于通讯的ProfibusModbus模块等，ABB公司还专门针对不同行业开发了多个宏程序，包括造纸机械上使用的主从宏，纺织机械上使用的摆频宏，以及在恒压供水上使用的PFC宏，PID控制宏，转矩控制宏等等，应该说ABB变频器的选件功能相当丰富，基本满足了各个行业对变频器功能的需求。

针对不同层次的客户群，ABB公司又推出了磁通矢量控制的ACS550变频器，这是一款针对中端客户而开发的变频器，应该说在性价比上有很高的竞争优势，此外还有针对低端用户使用的ACS400变频器，以及经济型的ACS100,ACS140小功率变频器。

由于ABB变频器在中国市场还是有一个十分庞大的销售量，包括一些早期使用的ACS200,ACS300,ACS500也已进入故障多发期，在使用中必然会碰到许多问题，以下我们就ABB变频器的一些常见故障在这里和广大使用者做一个探讨：

对于ACS300的变频器，我们经常会碰到的故障就是开关电源的损坏，ACS300变频器开关电源采用了近似UC3844功能的一块叫LT1244的波形发生器集成块，受工作电压的突变，以及开关电源所带负载的损坏，而导致此集成块的损坏时有发生，由于使用了较长年数，电解电容也到了它的使用年限，那用于滤波的电容也就成了开关电源损坏的直接原因。

我们在维修中会碰到ACS300变频器的整流桥经常损坏，也许从经济角度考虑，选用了国际整流器公司的一款最紧凑的三相全桥整流器，体积和带载电流都较小，散热也较差，所以在使用一段时间后就会出现损坏。

ACS300主控板发生故障的几率也是相当高的，控制盘与主板之间的通讯故障，主板CPU故障都时有发生，通常此类故障较难排除。

ACS300选用了三菱的IPM模块，相对来说故障几率较低，模块损坏，只能更换，但更换前必须保证驱动电路完全正常。

对于ACS500变频器我们较常见的故障有驱动厚膜的损坏，此驱动厚膜已不仅仅包含驱动电路了，还包括短路检测，IGBT模块检测，过流检测等，由于良好的保护功能，ACS500的大功率模块很少损坏。

在维修中如果碰到驱动厚膜损坏，在没有配件的情况下，我们只能对厚膜进行维修，由于厚膜元器件都焊接于陶瓷片上，散热相当快，特别注意不要因为长时间把烙铁加热于元器件上，而导致器件的损坏。

由于受到使用时间的限定，ACS500的散热风扇也会出现故障，常见现象是上电后只听到“嗡嗡”声音，但风扇不转，由于是轴流风扇，风扇线圈和轴承往往都是正常的，检查后发现是偏转电容发生故障了，更换后就恢复了正常。

对于ACS600变频器，应该说性能，质量还是相当可靠，但由于受到周围环境的影响，参数设置的不当，以及不正当的操作，都有可能对变频器造成损坏，当然自然损坏也是每个品牌的变频器不可避免的因素。

与以往的ABB变频器不同，ACS600变频器采用了光纤通讯，大大提高了CPU板和I/O板之间的通讯时间，但也有可能引起了“LINKORHWC”“PPCCLINK”这样的故障出现，这种故障的出现与光纤的损坏不是绝对的。

“PPCCLINK”故障是ACS600变频器较常见的故障，CPU板，I/O板的损坏都有可能导致此故障的出现。

开关电源损坏，在ACS600变频器中也会碰到，故障主要出现在开关管上，由于开关管的短路，常常也会导致用于限流的一个功率电阻烧坏。

“SHORTCIRCUIT”输出短路故障是我们碰到的最多的一类故障了，ACS600采用了智能化的模块，负载的故障，以及使用中的一些问题都能导致模块的损坏，而模块的损坏也经常连带驱动板的损坏，由于备件价格比较昂贵，所以维修变频器的费用也相对较高，所以对于维修人员板级的维修提出了更高的要求。

对于新推出的ACS550变频器和ACS800变频器由于进入市场时间尚短，也无明显的典型的故障可以和大家交流，所以我们这里占不做讨论。

应该说ABB变频器在使用中还是会碰到一些这样那样的故障，特别是在备件费用较高的情况下，我们如何进行线路板级的维修，对于维修人员的要求更高了，也希望在以后能有更多从事变频调速行业的人加入到此行列中，更好地为广大用户解决一些难题。

蒋朝华男维修部经理毕业于同济大学工业自动化专业，现就职于三信自动化工程有限公司，从事变频，伺服，直流调速等多种驱动产品的维修与技术服务，并从事与此相关的工程设计和项目改造。

PLC控制系统的故障诊断和维护

因为PLC本身的故障可能性极小，系统的故障主要来自外围的元部件，所以它的故障可分为如下几种：

（1）输入故障，即操作人员的操作失误；

　　■传感器故障；

　　■执行器故障；

　　■PLC软件故障

　　这些故障，都可以用合适的故障诊断方法进行分析和用软件进行实时监测，对故障进行预报和处理。

　　PLC控制系统的故障诊断方法

　　PLC控制系统故障的宏观诊断

　　故障的宏观诊断就是根据经验，参照发生故障的环境和现象来确定故障的部位和原因。

PLC控制系统的故障宏观诊断方法如下：

　　■是否为使用不当引起的故障，如属于这类故障，则根据使用情况可初步判断出故障类型、发生部位。

常见的使用不当包括供电电源故障、端子接线故障、模板安装故障、现场操作故障等。

　　■如果不是使用故障，则可能是偶然性故障或系统运行时间较长所引发的故障。

对于这类故障可按PLC的故障分布，依次检查、判断故障。

首先检查与实际过程相连的传感器、检测开关、执行机构和负载是否有故障：

然后检查PLC的I/O模板是否有故障：

最后检查PLC的CPU是否有故障。

　　■在检查PLC本身故障时，可参考PLC的CPU模板和电源模板上的指示灯。

　　■采取上述步骤还检查不出故障部位和原因，则可能是系统设计错误，此时要重新检查系统设计，包括硬件设计和软件设计。

　　PLC控制系统的故障自诊断

　　故障自诊断是系统可维修性设计的重要方面，是提高系统可靠性必须考虑的重要问题。

自诊断主要采用软件方法判断故障部分和原因。

不同控制系统自诊断的内容不同。

PLC有很强的自诊断能力，当PLC出现自身故障或外围设备故障，都可用PLC上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮、灭来查找。

总体诊断

　　根据总体检查流程图找出故障点的大方向，逐渐细化，以找出具体故障，如图2所示。

　　电源故障诊断

　　电源灯不亮,需对供电系统进行诊断.如果电源灯不亮,首先检查是否有电,如果有电,则下一步就检查电源电压是否合适,不合适就调整电压,若电源电压合适,则下一步就是检查熔丝是否烧坏,如果烧坏就更换熔丝检查电源,如果没有烧坏,下一步就是检查接线是否有误,若接线无误,则应更换电源部件.

　　运行故障诊断

　　电源正常，运行指示灯不亮，说明系统已因某种异常而终止了正常运行。

检查流程如图3所示.

图3运行故障诊断流程图

　　输入输出故障诊断

　　输人输出是PLC与外部设备进行信息交流的通道，其是否正常工作，除了和输入输出单元有关外，还与联接配线、接线端子、保险丝等元件状态有关。

　　出现输入故障时，首先检查LED电源指示器是否响应现场元件（如按钮、行程开关等）。

如果输入器件被激励（即现场元件已动作），而指示器不亮，则下一步就应检查输入端子的端电压是否达到正确的电压值。

若电压值正确，则可替换输入模块。

若一个LED逻辑指示器变暗，而且根据编程器件监视器、处理器未识别输入，则输入模块可能存在故障。

如果替换的模块并未解决问题且连接正确，则可能是I／O机架或通信电缆出了问题。

　　出现输出故障时，首先应察看输出设备是否响应LED状态指示器。

若输出触点通电，模块指示器变亮，输出设备不响应。

那么，首先应检查保险丝或替换模块。

若保险丝完好，替换的模块未能解决问题，则应检查现场接线。

若根据编程设备监视器显示一个输出器被命令接通，但指示器关闭，则应替换模块。

　　在诊断输入／输出故障时，最佳方法是区分究竟是模块自身的问题，还是现场连接上的问题。

如果有电源指示器和逻辑指示器，模块故障易于发现。

通常，先是更换模块，或测量输入或输出端子板两端电压测量值正确，模块不响应，则应更换模块。

若更换后仍无效，则可能是现场连接出问题了。

输出设备截止，输出端间电压达到某一预定值，就表明现场连线有误。

若输出器受激励，且LED指示器不亮，则应替换模块。

如果不能从I／O模块中查出问题，则应检查模块接插件是否接触不良或未对准。

最后，检查接插件端子有无断线，模块端子上有无虚焊点。

　　指示诊断

　　LED状态指示器能提供许多关于现场设备、连接和I／O模块的信息。

大部分输入／输出模块至少有一个指示器。

输入模块常设电源指示器，输出模块则常设一个逻辑指示器。

　　对于输入模块，电源LED显示表明输入设备处于受激励状态，模块中有一信号存在。

该指示器单独使用不能表明模块的故障。

逻辑LED显示表明输入信号已被输入电路的逻

辑部分识别

。

如果逻辑和电源指示器不能同时显示，则表明模块不能正确地将输入信号传递给处理器。

输出模块的逻辑指示器显示时，表明模块的逻辑电路已识别出从处理器来的命令并接通。

除了逻辑指示器外，一些输出模块还有一只保险丝熔断指示器或电源指示器，或二者兼有。

保险丝熔断指示器