变频器硬件维修案例.docx
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变频器硬件维修案例
变频器硬故障处理
按例1：
变频器在清扫后不起动
一台FRNllPllS．4CX变频器在清扫后启动时，显示“OH2”故障指示跳停，OH2为变频器外部故障。
出厂时连接外部故障信号的端子“FHR”不用时与“CM”之间用短接片短接，因这台变频器没有加装外保护，THR—CM仍应短接。
经检查，由于“THR”与“CM”之间的短接片松动，在清扫时掉下。
造成变频器报“OH2”故障。
恢复短接片后变频器运行正常。
按例：
变频器故障跳闸
一台富士FRNl60P7-4型容量为160kW变频器，380V交流电输入端由低压配电所一支路输出，经过刀熔开关，由电缆接至变频器。
变频器在运行中突然发生跳闸。
及处理
①检查变频器外围电路，输入、输出电缆及电动机均正常，变频器进线所配快速熔断器未断。
变频器内快速熔断器完好，说明其逆变回路无短路故障，可能是变频器内进了金属异物。
②拆下变频器，发现Ll交流输入端整流模块上3个铜母排之间有明显的短路放电痕迹，整流管阻容保护电阻的一个线头被打断，而其他部分外观无异常。
检查L1输入端4只整流管均完好。
将阻容保护电阻端控制线重新焊好。
用万用表检查变频器主回路输入、输出端正常；试验主控板正常；检查内部控制线，连接良好。
③将电动机电缆拆除，空试变频器，调节电位器，频率可以调至设定值50Hz。
重新接电机电缆，电机启动后，在调节频率的同时，测量直流输出电压，发现在频率上升时，直流电压由513V降至440V左右，欠电压保护动作。
在送电后，发现变频器内冷却风扇工作异常，接触器K73触点未闭合（正常情况下，K73应闭合，以保证对充电电容足够的充电电流）。
④用万用表测量配电室刀熔开关熔断器，才发现一相已熔断，但红色指示器未弹出。
更换后重新送电，一切正常。
变频器内部控制回路电压由控制变压器二次侧提供。
其一次电压取自L1、L3两相，Ll缺相后，造成接在二次侧的接触器和风扇欠压，同时引起整流模块输出电压降低，特别在频率调升至一定程度时，随着负载的增大，电容两端电压下降较快，形成欠电压保护跳闸。
Ll交流输入端整流模块上3个铜母排之间掉进了金属物，造成短路放电，将配电室刀熔开关熔断器烧断。
按例3：
变频器输出三相电压不平衡
1.案例现象
一台FRN22G11S．4CX变频器，输出电压三相差为106V，电动机无法工作。
及处理
打开变频器外壳，在线查看逆变模块（6MBPl00RS．120）外观，没有发现异常，测量6路驱动电路也没发现故障，将逆变模块拆下测量发现有一组模块不能正常导通，该模块参数变化很大（当不能判断其质量时，可与其他相同模块比较测量，从中发现问题），更换之后，通电运行正常。
按例4三肯SVF7．5kW变频器逆变模块损坏
1.案例现象
一台三肯SVF7．5kW变频器逆变模块损坏，更换模块后，变频器正常运行。
及处理
由于该台机器运行环境较差，机器内部灰尘堆积严重，造成功率模块散热不良而损坏。
由于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。
于是再进一步检查其线路，发现线路与电容标识极性错误，按实际极性重装一支电容器，再次上电，运行正常。
按例5一台三肯SVF303变频器上电显示“OV”过电压，
1.案例现象
一台三肯SVF303变频器上电显示“OV”过电压。
及处理
①首先排除由于减速时间过短以及由于再生电压而导致过压；
②然后检查输入侧电压是否有问题；
③检查电压检测电路是否出现了故障。
一般的电压检测电路的电压采样点，都是中间直流回路的电压。
三肯SVF303变频器是由直流回路取样后（530V左右的直流）通过阻值较大电阻降压后再由光耦进行隔离，当电压超过一定值时，显示“5”过压（此机器为数码管显示），这时应检查取样电阻是否氧化变值，光耦是否有短路现象，若有应更换。
按例6安川变频器开关电源故障
1.案例现象分析
开关电源损坏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。
616G3系列变频器采用了两级的开关电源，有点类似于富士G5系列，先由第一级开关电源将直流母线侧500多伏的直流电压转变成300多伏的直流电压，经开关管变换后再通过高频脉冲变压器变换后经整流后次级线圈输出5、12、24v等较低电压供变频器的控制板、驱动电路、检测电路等做电源使用。
在第二级开关电源的设计上安川变频器使用了一个TL431可控稳压器件来调整开关管的占空比，从而达到稳定输出电压的目的。
在开关电源中用作开关管的QM5HL一24以及TL431都是较容易损坏的器件。
此外，若听到刺耳的尖叫声，这是由脉冲变压器发出的，有可能是开关电源输出侧有短路现象，可以从输出侧查找故障。
当出现无显示，控制端子无电压，DC12、24V风扇不运转等现象时，首先应该考虑是否是开关电源损坏了。
处理
当确定为开关电源损坏时，如果开关管已损坏，其他外围元件很可能连带损坏，要逐个进行检查，将损坏的元件换好后，试机前最好将电源的负载断掉，接上假负载，以免修好的电源输出电压过高而烧坏主板。
按例7安川变频器“SC”过流故障
1.案例现象分析
SC故障是安川变频器较常见的故障。
SC故障的原因有多种：
电机故障、加速时间过短、检测CT损坏，这些情况都有可能导致过电流故障的出现。
引起过电流故障较多的是PIM模块的损坏，有时往往由于驱动电路短路，导致一上电就显示过电流报警，或是大功率晶体管的损坏，导致三相输出电压不平衡，变频器运行就显示过电流报警。
处理方法
①常用的确定故障办法就是在拆除变频器输出线的情况下运行变频器，并测量输出电压，确定是电机有问题，还是变频器故障。
假如是变频器故障还得判断是IGBT模块损坏引起的故障还是检测电路误检引起的故障。
IGBT模块损坏，这是引起SC故障的原因之一。
通过测量，就能判断出IGBI模块的好坏。
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，这些现象的发生都有可能是由于IGBT模块损坏造成的。
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。
②此外驱动电路损坏也容易导致SC故障报警，应对驱动电路波形进行测量。
IGBT模块的损坏也容易导致驱动光耦的损坏，安川变频器在驱动电路的设计上，上桥使用的驱动光耦为PC923，这是专用于驱动IGBT模块的带有放大电路的光耦，下桥驱动电路采用的光耦为PC929，这是内部带有放大电路及检测电路的光耦。
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。
检测电路霍尔传感器损坏也会引起过流报警。
③OH过热故障，当变频器发出过热故障信息时，首先应检查散热风扇是否运转，此外30kW以上的变频器内部也带有一个散热风扇，此风扇的损坏也会导致OH的报警。
按例8安川变频器在运行中电机抖动
1.案例现象
一台安川616PC5-5．5kW变频器，在运行中电机抖动。
处理方法
首先考虑是否是输出电压不平衡；再检查功率器件。
经检查没有发现问题。
给变频器重新通电显示正常。
测量变频器三相输出电压，确实不平衡。
测试六路输出波形，发现W相下桥波形不正常，依次测量该路电阻、二极管、光耦。
发现驱动电路提供反压的二极管击穿，更换后，重新上电运行，三相输出电压平衡。
按例9电动机在低速时电机抖动
1.案例现象
一台安川616G5，3．7kW的变频器，故障现象为三相输出正常，但在低速时电机抖动，无法正常运行。
处理
首先判断为变频器驱动电路损坏，将IGBT逆变模块从印刷电路板上卸下，使用电子示波器测量六路驱动电路，观察波形是否一致，找出不一致的那一路驱动电路，更换该驱动电路上的光耦，一般为PC923或者PC929，若变频器使用年数超过3年，推荐将驱动电路的电解电容全部更换，然后再用示波器观察，待六路波形一致后，装上IGBT逆变模块，进行负载实验，抖动现象消除。
三菱变频器的常见故障分析和处理
1．三菱变频器早期产品的故障
（1）OC故障。
1）驱动电路老化。
由于使用的年限较长，必然导致元器件的老化，从而引起驱动波形发生畸变，输出电压也就不稳定了，所以经常一运行就出现OC报警。
2）IPM模块的损坏也会引起OC报警。
Z024系列的变频器使用的功率模块不仅含有过流、欠压等检测电路，而且还包含有放大驱动电路，检测电路、驱动电路以及大功率晶体管的损坏都有可能引起OC报警。
3）A200系列的OC故障多数是由于驱动电路的损坏引起的，A200系列的驱动电路采用了一块陶瓷封装的厚膜电路，其厚膜电路主要是基于一块驱动光耦而设计的电路。
（2）无显示故障。
无显示故障的原因则多数是由于变频器内部的开关电源厚膜电路的损坏引起的，开关电源脉冲变压器的损坏也是A200系列变频器的一个常见故障，由于开关电源输出负载的短路或母线电压的突变而导致脉冲变压器初、次级绕组的损坏。
（3）ERR故障。
ERR故障是一个欠压故障，通常是由于电压检测回路电阻或连线出现问题而导致故障的产生，而不是实际输入电压真的出现欠电压。
欠压故障的出现也多半由于母线检测电路出现了故障，三菱变频器也为此设计了一块用于检测电压和电流的厚膜电路。
2．A500和E500系列变频器常见故障
（1）UV（欠压）故障。
对于A500系列可以检查一下整流回路，A500系列7．5kW以下变频器的整流模块内置一个可控硅，变频器在正常运行时用于切断充电电阻，内置可控硅的损坏会导致欠压故障的出现。
（2）开关电源损坏。
开关电源损坏是A500系列变频器的常见故障，排除掉脉冲变压器损坏、开关场效应管损坏、启振电阻损坏、整流两极管损坏等一些因素外、常见的损坏器件就是一块M51996波形发生器芯片了，这是一块带有导通关断时间调整、输出电压调节、电压反馈调节等多种保护于一体的控制芯片。
芯片较容易出现故障的部位是芯片14脚的电源，调整电压基准值的7脚，反馈检测的5脚，以及波形输出的2脚等。
（3）E6、E7故障信息。
这是一个比较常见的三菱变频器典型故障，是变频器的CPU板损坏，最易损坏的器件主要集中在CPU板的程序存储芯片，以及一些接口芯片上。
故障原因有：
1）集成电路1302H02损坏，这是一块集成了驱动波形转换、多路检测信号于一体的IC集成电路，并有多路信号和CPU板关联，在很多情况下，此集成电路的任何一路信号出现问题都有可能引起E6、E7报警。
2）信号隔离光耦损坏，在IC集成电路1302H02与CPU板之间有多路强弱信号需要隔离，隔离光耦的损坏在元器件的损坏比例中还是相对较高的，所以在出现E6、E7报警时，要考虑到是否为光耦损坏造成的。
3）接插件损坏或接插件接触不良，由于CPU板和电源板之间的连接电缆经过几次弯曲后容易出现折断、虚焊等现象，在插头侧如果使用不当也易出现插脚弯曲折断等现象。
（4）Fn故障。
对于E500系列变频器此故障主要是由于风扇的损坏而引起的。
（5）OCl、OC3故障。
三菱变频器出现OC（过电流故障）故障的原因有（以A500系列变频器为例）：
1）参数设置问题不当引起的，如时间设置过短。
2）外部因素引起的，如电机绕组短路，包括相间短路、对地短路等。
3）变频器硬件故障，如霍尔传感器损坏，IGBT模块损坏等。
有时排除以上这些原因后OC故障仍然存在，这时应对驱动电路和检测电路进行检测。
（6）UVT。
故障。
UVI’为欠压故障，对于三菱A500系列变频器电压信号的采样值则是从开关电源侧取得的，并经过光电耦合器隔离，光耦的损坏在造成欠压故障的原因中占有很大的比重，应对光耦进行检测和判断。
（7）功率模块损坏。
功率模块的损坏主要出现在E500系列变频器，由于功率模块是集成了功率器件、检测电路于一体的智能模块。
当通过检测判断模块己损坏时，因维修成本较高，一般是更换功率模块。
9．3．9日锋变频器常见故障分析及处理
当变频器发生异常时，LED数码管将显示对应的故障功能代码及其内容，故障继电器动作，变频器停止输出，发生故障时，电机若在旋转，将会自由停车，直至停止旋转。
变频器的故障内容及对策如下。
（1）SC瞬时过流故障。
故障原因：
变频器三相输出相间短路或接地短路，功率模块同桥壁直通，模块损坏。
首先应判断是变频器内部故障还是外部故障，其方法是将变频器输出端的电机引线拆除，给变频器上电运行，若正常则为变频器外部故障，这时应检查变频器与电机之间的电缆和电机是否有短路和接地故障。
若变频器上电运行仍显示为SC瞬时过流故障，则为变频器内部故障，应检查变频器的功率模块和驱动电路，若功率模块损坏应更换。
·
（2）OC过流。
故障原因：
变频器输出侧短路；负载太重，加速时间太短：
转矩提升设定值太大。
首先按上述方法判断故障部位，若变频器上电运行正常，检查变频器的功率模块和驱动电路未发现故障，应检查参数的设定值是否正确，若不正确应重新设定参数。
（3）OU过压。
故障原因：
减速时间太短，电机的再生能量太大；电网电压太高。
故障处理：
延长减速时间；将电压降低到规格范围内。
（4）OH过热。
故障原因：
周围环境温度过高；变频器通风不良；冷却风扇故障；温度检测电路故障。
故障处理：
变频器的运行环境应符合规格要求；更换冷却风扇；检查温度检测电路；改善通风环境。
（5）Lu欠压。
故障原因：
输入电源缺相；瞬时停电；输入电源接线端子松动；输入电源电压变化太大。
故障处理：
检查输入电源是否正常，旋紧输入接线端子螺钉。
（6）OI过载。
故障原因：
加减速时间太短：
转矩提升太大；负载太重。
故障处理：
延长加减速时间；减小转矩提升设定值；更换与负载匹配的变频器。
（7）ECE2PROM错误。
故障原因：
电磁干扰使E2pROM读写错误；E2pROM损坏。
故障处理：
按STOP／RESEI’键复位。
当变频器发生上述故障后，若要退出故障状态，可按STOP／RESET键复位清除，若故障消除，变频器返回参数设定状态；若故障仍未消除，监视器继续显示当前故障功能代码，则应对变频器进行系统检查。
当变频器设置为转速追踪有效时，在运行过程中，若发生瞬时欠压故障，变频器将停止输出，若电网恢复正常，欠压故障消除，变频器自动追踪电机转速，平滑再运行，而不需按STOP／RESET键复位。
（8）参数不能设定。
按▲键或V键时，参数显示不变的原因有：
1）功能代码F10≠O或1，将其改为F10=0或1。
2）变频器已为运行状态。
变频器在运行状态时，只能监视运行功能代码的内容。
当数字给定时，数字键盘电位器有效，仅可改变F01功能代码参数值；不为数字给定时，不能修改F01功能代码的参数值。
（9）按▲键或V键时，参数显示可变，但存储无效的原因有：
1）变频器的功能代码参数处于参数设定状态。
2）无论功能代码参数能否设定，只要按下▲键或V键，必须要按SET键确认（即使确认无效）或STOP／RESET’键恢复。
改变后的参数在I．ED数码管上显示时，会以每秒一次的频率闪烁，以便提示用户参数已被修改，需进行确认或恢复处理。
（10）电机旋转异常。
按下RUN键，电机不旋转的原因有：
1）功能代码F10#0，将其改为F10=0。
2）运行由控制端子RUN、F／R控制。
设定键盘控制有效。
3）自由停车端子FRE=ON，使自由停车端子FRE=OFF。
．
4）频率设定为0。
重新设置给定频率。
5）单循环时程序运行时间完成，清除程序运行时间。
6）软启动接触器未闭合，F01功能代码参数显示为5555。
输入电源异常或软启动接触器坏或控制电路故障。
．
（11）控制端子RUN、F／R有效，电机不旋转的原因有：
1）外部端子控制无效。
设置外部端子控制有效，使功能代码F10=l。
2）自由停车端子FRE=ON，使自由停车端子FRE=OFF。
3）输入参考频率设定为O，重新设置给定频率。
4）单循环时程序运行时间完成，清除程序运行时间。
5）软启动接触器未闭合，F01功能代码参数显示为5555。
输入电源异常或软启动接触器损坏或控制电路故障。
（12）电机只能单方向旋转的原因是：
反转禁止功能有效。
当反转禁止功能代码参数F69设定为1时，变频器不允许反转。
（13）电机旋转方向相反的原因是：
变频器的输出端子U、v、w与电机输入端不一致。
任意换接U、V、W的两根连线即可改变电机的旋转方向。
（14）电机加速时间太长的原因是：
过电流限幅动作阈值太小，当过电流限幅功能设置有效时，变频器的输出电流达到其设定的限幅值时，在加速过程中，输出频率将保持不变，直到输出电流小于限幅值后，输出频率继续上升，这样，电机的加速时间就比设定的时间长。
请检查变频器的电流限幅值是否设置太低。
（15）电机减速时间太长的原因是：
再生制动有效时，制动电阻阻值太大，过电流限幅动作，延长了减速时间。
其原因是设定减速时间太长，确认减速时间功能代码参数值。
（16）失速保护有效时过压失速保护动作，直流母线电压超过过压保护设定值时，输出频率保持不变，当直流母线电压低于设定值时，输出频率继续下降，这样就延长了减速时间。
其原因是设定的减速时间太长。
应确认减速时间功能代码参数值。
（17）变频器过热的原因有：
1）电机的负载太重，使得变频器长时间超过其额定电流工作。
需选择与电机功率匹配的变频器。
2）电机轴机械卡死，电机堵转，变频器的电流限幅功能动作，其电流限幅值小于120％
（P型小于105％）。
3）变频器环境温度过高，当变频器周围环境温度过高时，其额定状态工作时的温度可能会超过变频器允许的最高温度。
（18）漏电断路器动作的原因是：
变频器运行时的高频开关状态会产生漏电流并引起漏电断路器动作而切断电源。
重新设定漏电检测值，降低载波频率也可减小漏电流。
（19）机械振动的原因是：
机械系统的固有频率与变频器载波频率或输出频率共振，产生机械噪声。
调整载波频率，避开共振频率，在电机底板设置防振橡胶或采用其他防振措施。
（20）PID控制振荡。
PID控制器的调节参数P、Ti、Td设置不匹配。
重新设定PID参数。
9．3．10松下变频器常见故障分析和处理
1．上电无显示故障
上电无显示故障，在排除外部电源、显示器等因素外，多数情况下是开关电源的损坏，DV707系列变频器的脉冲变压器是较易损坏的器件，由于受到高频导磁材料、带负载能力、开关电源短路过流保护电路设计等一些因素的影响，在脉冲变压器的初级绕组侧易出现烧坏现象，由于脉冲变压器的骨架设计不同于一般的升、降压变压器，不易拆开，往往在拆开后也会出现导磁材料裂开，连接处闭合磁场出现间隙，脉冲变压器不能正常工作。
一般情况下需更换脉冲变压器。
此外，DV707系列变频器开关电源的设计还是有区别与其他变频器的地方。
它采用了一块型号为MA2810的集成块，集成了开关功率管、钳位稳压管等一些元器件于一体，使得开关电源的外围电路减少了，MA2810的损坏几率还是比较高的，判断出MA28lO损坏后应更换。
2．逆变模块故障
VF．7F系列变频器在正常运行中突然失电，变频器在重新上电后无法运行。
经检查逆变模块损坏，其原因主要是由于停电后变频器还在运行指令的控制下，而此时由于电机所带负载的消耗及变频器自身的消耗导致中间直流电压急剧下降，容易引起PWM调制波信号发生变化，导致功率模块的损坏，一般在这种情况下，驱动电路是不容易损坏的。
更换逆变模块，变频器就能恢复正常运行。
防止突然失电损坏变频器的措施是在停电瞬间封锁变频器输出。
3．驱动电路故障
变频器输出U、V、W之间相差100V左右（输出380V为例），驱动电路中S1～S6中间的某一路驱动电路无驱动电压和驱动信号波形，通过测量输出端子U、V、W～P之间，U、V、W～N之间的直流电压，可找到这一路驱动电压不正常或没有驱动信号波形，它导致U、V、w中的某一相不能正常工作引起相位差。
解决办法为检查驱动电路电压是否正常，光耦是否坏了，电解电容是否漏液等。
通过示波器测量6路波形符合技术要求。
驱动电路无负压是驱动电路损坏的常见现象，DV707系列变频器在功率器件上选用的是富士的PIM模块，属于IGBT类型。
：
IGBT大功率晶体管是电压导通型的，在无负压的情况下将导致IGBT无法有效关断，产生误导通。
负压一般是由稳压二极管产生的，这也是一个最常见的损坏部位，更换稳压二极管后驱动波形就应该恢复正常。
变频器U、V、W三相输出交流电压之间相差大于3％，虽然能使用，但是不能长期和大负载使用。
这主要是驱动电路S1～S6之间主要器件不对称所至，如晶体管的技术参数、稳压管的参数、电容的液枯、漏液和漏电等，6路驱动电路的耗损使其参数上有一定的差别，导致变频器输出U、V、w之间产生微小的电位差。
上述情况虽然能使用，但是技术上是不能允许的。
如晶体管技术参数和稳压管技术参数一致、不匹配等，保证驱动电路中驱动信号符合技术要求，确保IGBT模块饱和，导通时间上一致是由器件上的质量保证，修理好的变频器在做负载试验时，电机运转中电机声音轻盈，在修理前和修理后带相同功
率电机和相同功率负载，后者的电机三相电流相对要小得多。
4．LV故障
对于LV故障在排除外部电源问题因素后，问题比较多的是检测电路故障，通过降压电阻取样，经光耦隔离后信号送至主控制板处理。
降压电阻、隔离光耦都可能出现损坏。
更换后，机器应能恢复正常。
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