ABB变频器的常见故障及维修对策.docx

1、ABB变频器的常见故障及维修对策ABB变频器的常见故障及维修对策 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

2、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

3、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ACS600ACS800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 Profibus Modbus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

4、针对低端用户使用的ACS400变频器，以及经济型的ACS100ACS140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ACS200ACS300ACS500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

5、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

6、，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

7、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“LINK OR HWC”“ PPCC LINK”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。“ PPCC LINK”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。“SHORT CIRCUIT”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

8、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。 1.变频器驱动电路常见问题及解决方案 1 引言 近十多年

9、来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透，变频交流调速已逐渐取代了过去的滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统。几乎可以说，有交流电动机的地方就有变频器的使用。其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。 现在通用型的变频器一般包括以下几个部分:整流桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电路、驱动电路等。一台变频器的好坏，驱动电路起着至关重要的作用，现就来谈谈驱动电路常见的问题以及解决的办法。 驱动电路只是一个统称，随着技术的不断发展，驱动电路本身也经历了从插脚式元的驱动电路到光耦驱动电路，再到厚膜驱动电路，以及比较新的集成驱动电路，现在前面提到的后

10、三种驱动电路在维修中还是经常能遇到的。 2 几种驱动电路的维修方法 (1) 驱动电路损坏的原因及检查 造成驱动损坏的原因有各种各样的，一般来说出现的问题也无非是U，V，W三相无输出，或者输出不平衡，再或者输出平衡但是在低频的时候抖动，还有启动报警等等。当一台变频器大电容后的快熔开路，或者是IGBT逆变模块损坏的情况下，驱动电路基本都不可能完好无损，切不可换上好的快熔或者IGBT逆变模块，这样很容易造成刚换上的好的器件再次损坏。这个时候应该着重检查下驱动电路上是否有打火的印记，这里可以先将IGBT逆变模块的驱动脚连线拔掉，用万用表电阻挡测量六路驱动电路是否阻值都相同(但是极个别的变频器驱动电路不

11、是六路阻值都相同的:如三菱、富士等变频器)，如果六路阻值都基本相同还不能完全证明驱动电路是完好的，接着需要使用电子示波器测量六路驱动电路上电压是否相同，当给定一个启动信号时六路驱动电路的波形是否一致;如果手里没有电子示波器的话，也可以尝试使用数字式电子万用表来测量驱动电路六路的直流电压，一般来说，未启动时的每路驱动电路上的直流电压约为10V左右，启动后的直流电压约为2-3V，如果测量结果一切正常的话，基本可以判断此变频器的驱动电路是好的。接着就将IGBT逆变模块连接到驱动电路上，但是记住在没有100%把握的情况最稳妥的方法还是将IGBT逆变模块的P从直流母线上断开，中间接一组串联的灯泡或者一个

12、功率大一点的电阻，这样能在电路出现大电流的情况下，保护IGBT逆变模块不被大电容的放电电流烧坏，下面就讲几个在维修变频器时和驱动电路有关的实例: (2) 安川616G5，3.7kW的变频器 安川616G5，3.7kW的变频器，故障现象为三相输出正常，但在低速时电动机抖动，无法进行正常运行。首先估计多数为变频器驱动电路损坏，正确的解决办法应该是确定故障现象后将变频器打开，将IGBT逆变模块从印刷电路板上卸下，使用电子示波器观察六路驱动电路打开时的波形是否一致，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

13、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。 (3) 富士G9变频器 富士G9变频器，故障现在为上电无显示。接到手估计可能是变频器开关电源损坏，打开变频器检查开关电源线路，但是经检查开关电源器件线路都无损坏，在DC正负处上直流电压也无显示，这个时候要估计到可能是驱动问题，将驱动电路初所有电容拆下，发现有个别电容漏液，更换新的电解电容，再次上电后正常工作。 (4) 台达变频器 台达变频器，故障现象是变频器输出端打火，拆开检查后发现IGBT逆变模块击穿，驱动电路印刷电路板严重损坏，正确的解决办法是先将损坏IGBT逆变模块拆下，拆的时候主要应尽量保护

14、好印刷电路板不受人为二次损坏，将驱动电路上损坏的电子原器件逐一更换以及印刷电路板上开路的线路用导线连起来(这里要注意要将烧焦的部分刮干净，以防再次打火)，再六路驱动电路阻值相同，电压相同的情况下使用视波器测量波形，但变频器一开，就报OCC故障(台达变频器无IGBT逆变模块开机会报警)使用灯泡将模块的P1和印板连起来，其他的用导线连，再次启动还跳OCC，确定为驱动电路还有问题，逐一更换光耦，后发现该驱动电路的光耦带检测功能，其中一路光耦检测功能损坏，更换新的后，启动正常。 3 结束语 在变频器不断发展的今天变频器的驱动电路技术也是日新月异，这里所能涉及到的也只是凤毛麟角，希望能对广大技术人员和变

15、频器爱好者有所帮助，希望变频器从业者能多多交流，使大家的技术都能更上一层楼2.一般变频器常见故障处理 一、参数设置类故障常用变频器在使用中，是否能满足传动系统的要求，变频器的参数设置非常重要，如果参数设置不正确，会导致变频器不能正常工作。1、参数设置常用变频器，一般出厂时，厂家对每一个参数都有一个默认值，这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下，用户能以面板操作方式正常运行的，但以面板操作并不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，要对变频器参数时从以下几个方面进行：（1）确认电机参数，变频器在参数中设定电机的功率、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。

16、（2）变频器采取的控制方式，即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。（3）设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际情况选择启动方式，可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。（4）给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式，面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定，当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后，变频器基本上能正常工作，如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。2、参数设置类故障的处理一旦发生了参数设置类故障后，变频

17、器都不能正常运行，一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置，对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。二、过压类故障变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud= 1.35 U线513V。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压保护动作。因此，变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。1、输入交流电源过压这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发

18、生在节假日负载较轻，电压升高或降低而线路出现故障，此时最好断开电源，检查、处理。2、发电类过电压这种情况出现的概率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态，而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一故障。（1）当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设的比较小，在减速过程中，变频器输出的速度比较快，而负载靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈单元，因而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值，出现故障，处理这种故障可以增加再生制动单元，或者修改变频器参数，把变频器减速时间设的长一些。增加

19、再生制动单元功能包括能量消耗型，并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统，这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态，产生再生能量，这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。（2）多个电动施动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态

20、，引起故障。在纸机经常发生在榨部及网部，处理时需加负荷分配控制。可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。三、过流故障过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。四、过载故障过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是加速时间太短，直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载

21、过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。五、其他故障1、欠压说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。2、温度过高如电动机有温度检测装置，检查电动机的散热情况；变频器温度过高，检查变频器的通风情况。3.变频器硬件问题变频器出现“OVERCURRENT”故障，分析其产生的原因，从两方面来考虑：一是 外部原因；二是变频器本身的原因。 一、外部原因： 1.电机负载突变，引起的冲击过大造成过流。 2.电机和电机电缆相间或每相对地的绝缘破坏，造成匝间或相间对地短路，因而导致过流 3.过流故障与电机的

22、漏抗，电机电缆的耦合电抗有关，所以选择电机电缆一定按照要求去选。 4.在变频器输出侧有功率因数矫正电容或浪涌吸收装置。 5.当装有测速编码器时，速度反馈信号丢失或非正常时，也会引起过流，检查编码器和其电缆。 二、变频器本身的原因： 1.参数设定问题： 例如加速时间太短，PID调节器的比例P、积分时间I参数不合理，超调过大，造成变频器输出电 流振荡。 a)电流互感器损坏，其现象表现为，变频器主回路送电，当变频器未起动时，有电流显示且电流 在变化，这样可判断互感器已损坏。 b)主电路接口板电流、电压检测通道被损坏，也会出现过流。 电路板损坏可能是：1)由于环境太差，导电性固体颗粒附着在电路板上，造

23、成静电损坏。或者有 腐蚀性气体，使电路被腐蚀。2)电路板的零电位与机壳连在一起，由于柜体与地角焊接时，强大的电 弧，会影响电路板的性能。3)由于接地不良，电路板的零伏受干扰，也会造成电路板损坏。 c)由于连接插件不紧、不牢。例如电流或电压反馈信号线接触不良，会出现过流故障时有时无的 现象。 d)当负载不稳定时，建议使用DTC模式，因为DTC控制速度非常快，每隔25微秒产生一组精确的 转矩和磁通的实际值，再经过电机转矩比较器和磁通比较器的输出，优化脉冲选择器决定逆变器的最 佳开关位置，这样有利用抑制过电流。另外，速度环的自适应(AUTOTUNE)会自动调整PID参数，从而 使变频器输出电机电流平

24、稳。4.我们在维修大量变频器之后，发现很多人在变频器使用过程中存在不少问题，在这里与大家一起探讨。 A、 变频器品牌的选定：不要只看价格，有的变频器价格低，但质量、性能极差。其偷工减料，寿命短，配件少，难维修，如果换整个新的电路板则维修费会是天价。有的公司能承诺保修服务，但你的变频器可能要运到千里以外的城市，花一两个月的时间才能修好。有的变频器虽是名牌，但很娇气，要有好的使用环境才有好的质量。有的变频器装配的元件比较“独家专用”，难以买到而且价格高，这样维修费也高。性能差的变频器的另一个问题是一旦烧毁则相当严重，几乎没有维修价值，变频器的故障率相对较高，所以选购时要了解其维修是否方便，如你的附

25、近是否有维修服务中心，变频器模块是否通用，是否容易买到。如果某个变频器用量大，则最好买多一两台作备用。如果你的变频器是用在简单的调速控制，请选用价格相对便宜的经济型系列。如果电机负载比较重、经常急停，请选用容量大一级或性能好的变频器。 B、 变频器不要装在有震动的设备上（如注塑机、冲床、洗衣机）。因为这样变频器里面的主回路联接螺丝容易松动，有不少变频器就因为这原因而损坏。 C、 接线问题：变频器输入端最好接上一个空气开关，保护电流不能太大，以防止变频器发生短路时烧毁不会太严重。一定不能把“N”端接地，特别是老电工最容易中招。控制线尽量不要太长，因为这样使控制板容易受电磁波干扰而产生误动作，也会

26、导致控制板损坏，超过2米长的最好用屏蔽线。变频器旁边不要装有大电流而且经常动作的接触器，因为它对变频器的干扰非常大，经常使变频器误动作（显示各种故障）。有的人贪图方便，总是接通起动控制线，变频器一送电就起动电机，这样变频器由于流经充电电阻的电流太大而容易烧坏充电电阻。地线应接地良好，不然电机漏电严重时，地线带电也会损坏变频器。 D、 经常要急停的变频器最好加刹车电阻或采用机械刹车，否则变频器经常受电机反电势冲击，故障率会大大提高。 E、 变频器如果经常低速运行（小于15HZ），则电机要另加散热风扇。 F、 灰尘与潮湿是变频器最致命的杀手。特别是当停机几天后，粘在电路板上的尘埃返潮，这时送电后变

27、频器电路板就最容易打火而损坏，最好能将变频器安装在空调房里，或装在有虑尘网的电柜里。要定时清扫电路板及散热器上的尘埃；停机一段时间的变频器在通电前最好用电吹风吹一下电路板。 G、 某些品牌变频器当散热风扇坏了后，它都不会发出过热保护，直到变频器损坏，所以当风扇有响声就应该更换。 H、 有的工厂供电是发电机发电，电压不稳定，变频器经常损坏，发电机加装稳压或过压保护装置后效果好 J、 防雷也很重要。虽然很少发生，但当变频器被雷光顾，将损坏惨重。恒压供水的变频器最容易被雷击因为它有一条伸向天空的引雷水管。 K、 变频器的干扰也令人头痛，它会使其它电子设备无法正常使用，这时变频器输入、输出、控制线最好

28、用屏蔽线，屏蔽层接线方法不能错。否则作用相反，有可能的再用铁管套住，加装滤波器，调低载波频率。如果变频器的开关电源的开关管是场效应管（如K系列）则其干扰会大些。 L、 当变频器坏了以后，最好不要交给没有维修经验的人修理，否则可能越修越坏。有时快熔断了，一定要检查模块是否有问题，有的电工没有经验，马上装上一个好的快熔（绝对不能用铜线代替），结果是变频器烧毁，按我们的经验，如果快熔断则模块大多有问题，但模块坏快熔不一定断。很多变频器功率模块、整流模块是可互相替换的，如果一定要买原型号的，有可能买一到或价格高。 M、 我们在维修变频器过程中，经常碰到有些工厂自己维修后又炸掉的变频器，而且损坏比原来更

29、严重，更难维修。经检查，原来他们用的维修过的模块。维修过的模块用仪表很难检测出来，各参数完全正，但由于其内部接线粗糙，晶体管的密封硅脂打开后没法封好。这样的模块有的能用几个月，有的一开机就炸毁。维修过的模块由于是打开后回又装回，所以仔细辨认还是可看出，其用502胶水粘住铜片，摸上去比较硬。而且原装模块的胶比较光滑、柔软。维修过的模块由于要清掉里面的硅脂，使模块变成空心，这时敲打其铜片发出的声音是不同的，也可把损坏的模块拆开，看看接线是否粗糙。有的假模块是另贴标签的，从这个型号变成另一个型号，把电流小的贴成电流大的，甚至把耐压低的贴成耐压高的。现在标签印刷技术越来越仿真，但只要与原装的模块仔细对

30、比一下还是可看出的。5. 维修变频器小窍门 我们经常看到有的维修高手过于自信，维修变频器不用假负载，觉得太麻烦，结果还是有烧模块的可能！如果用假负载，几乎可做到万无一失！除非你买的是假模块！很多人搞不清富士G9-5.5KW变频器整流模块CVM40CD120的结构，在这里简单说一下： 整流部分：R、S、T、A（+）、N-（-） 充电可控硅：A、P1、Gth（触发） 制动管：DB、N-、G7（触发）；DB、B+ 是其续流二极管 电源开关管：D8、S8、G8 热敏电阻：Th1、Th2 山肯MF系列有一个通病，就是有时会显示“Erc”故障，这时可进行下列操作：打开参数90，写入“7831”，这时变频器

31、显示“PASS”，写入“变频器容量数”，再把参数恢复出厂值（参数36=1）！变频器容量数：2.2KW - 23 3.7KW-24 7.5KW-26 15KW-28 22KW-30 30KW-31 45KW-33 75KW-35 110KW-37 其它功率类推！有的人为了提高电机的转矩，常把变频器的转矩提升参数（或最低输出电压）调到很高！这样变频器的启动电流会很大，经常跳“过流”，也容易损坏模块！转矩提升应适当，可慢慢调上去并观察电流大小，负载大的最好用“矢量控制”，这时变频器能自动地输出最大转矩，变频器要进行“调谐（自学习）”，但真正有此功能的变频器并不多！更不能调低基本频率，国内电机设计基本

32、频率是50HZ，当变频器的基本频率调小后，虽然可提高转矩，但电流急升，对变频器及电机都会造成伤害！ 有的人没有给变频器的电源输入端安装空气开关，一当模块损坏，则电路板烧毁严重！甚至无法维修！特别是变频器里面不带熔断器的几个品牌更是这样！熔断器的电流也不能选太大！质量要好一点！ 富士G9变频器3.7KW-7.5KW有一个共同的问题:其散热风扇功率大转速高当在尘多的工作环境中寿命会比较短!当风扇坏了以后变频器也不会马上跳“过热”保护（可能是保护温度值设置太高）这时整个变频器的内部温度很高，使到驱动电路及电源电路的小电容容易老化，通常是开关电源最先停止工作！变频器没有显示！这时候应把风扇及电源电路的二个小电容换掉就可以使变频器恢复正常！最好也把驱动电路的电容也换掉！由于变频器是相对比较贵重的设备，不同牌子的价格差别又大，故