变频器故障分析与处理Word下载.docx

1、（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。（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

2、，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

3、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

4、高，超出保护值，出现故障，而纸机中经常发生在干燥部分，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

5、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，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

6、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。 一、 变频器控制回路的抗干扰措施 由于主回路的非线性（进行开关动作），变频器本身就是谐波干扰源，而其周边控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其他装置产

7、生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常的工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。1 变频器的基本控制回路 变频器同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种：420mA电流信号回路（模拟）；15V/05V电压信号回路（模拟）。开关信号回路，变频器的开停指令、正反转指令等（数字）。外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵变频器。2 干扰的基本类型及抗干扰措施 （1） 静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生的电势。措施：加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径40倍以上时，干扰程度就不大明显

8、。在两电缆间设置屏蔽导体，再将屏蔽导体接地。（2） 静电感应干扰：指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通大小，控制电缆形成的闭环面积和干扰电缆与控制电缆间的相对角度。一般将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离铺设，分离距离通常在30cm以上（最低为10cm），分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。（3） 电波干扰：指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。同（1）和（2）所述。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用铁箱要接地。（4） 接触不良干扰：指变频器控制电缆的电接点及继电器接

9、触不良，电阻发生变化在电缆中产生的干扰。对继电器采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆应定期做拧紧加固处理。（5） 电源线传导干扰：指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其他设备在电源系统直接产生电势。变频器的控制电源由另外系统供电，在控制电源的输入侧装设线路滤波器或隔离变压器，且屏蔽接地。（6） 接地干扰：指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发干扰，比如设置两个以上接地点，接地处会发生电位差，产生干扰。速度给定的控制电缆取一点接地，接地线一作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不与其他接地端子共用，并尽量减少接地端子

10、引接点的电阻，一般不大于100。3 其他注意事项 （1） 装有变频器的控制柜，应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设置。（2） 弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器和接触器。（3） 控制电缆建议采用1.25mm2或2mm2屏蔽绞合绝缘电缆。（4） 屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时，屏蔽端子要互相连接。二、 变频器常见故障分析 1 变频器充电启动电路故障 通用变频器一般为电压型变频器，采用交一直一交工作方式，即是输入为交流电源，经三相整流桥后变为直流电压，然后再经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。当变频器刚上电

11、时，由于直流侧的平波电容容量非常大，充电电流很大，通常采用一个启动电阻来限制充电电流，常见的变频启动两种电路,如图1所示。充电完成后，控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路，启动电路故障一般表现为启动电阻烧坏，变频报警显示为直流母线电压故障，一般在设计变频器时，为了减少变频器的体积，启动电阻值选择在1050，功率为1050。当变频器的交流输入电源频繁通断，或者旁路接触器的触点接触不良时，以及旁路晶闸管导通阻值变大时，都会导致启动电阻烧坏。如遇此情况，可购规格的电阻换届之，同时必须找出引出电阻烧坏的原因，才能将变频器投入使用。2 变频器无故障显示，但不能高速运行 某厂一台变频器状态正常，但调

12、不到高速运行，经检查，变频器并无故障，参数设置正确，调速输入信号正常，上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有450V左右，正常值为580600V，再测输入侧，发现缺了一相，原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的。实际上变频器缺一相输入时，是可以工作的，因多数变频器的母线电压下限为400V，只有当直流母线电压降至400V以下时，变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时，直流母线压为3801.2=456400V。当变频器不运行时，由于平波电容的作用，直流电压也可达到正常值。新型的变频器都是采用PWM控制技术，调压调频的工作在逆变桥完成，虽然在低频段输缺相时仍可以正常工作，但因为输入电

13、压低使输出电压低，造成异步电机转矩低，频率上不去，所以不能高速运行。3 变频器显示过流故障 出现这种故障显示时，首先检查加速时间参数是否太短，力矩提升参数是否太大，然后检查负载是否太重。如果无这些现象，可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点，复位后运行，看是否出现过流现象，如果出现的话，很可能是含有过压过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能的IPM模块出现故障，一般更换IPM模块即可。4.变频器显示过压故障 这种故障一般是雷雨天气出现，由于雷电串入变频器的电源中，使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸，在这种情况下，通常只须断开变频器电源1min左右，再合上电源，即可复位；另一

14、种情况是变频器驱动大惯性负载，就出现过压现象，这时变频器的减速停止属于再制动，在停止过程中，变频器的输出频率按线性下降，而负载电机的频率高于变频器的输出频率，负载电机处于发电状态，机械能转化为电能，并被变频器直流侧的平波电容吸收，这种能量足够大时，就会产生所谓的“泵升现象”，变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大电压而跳闸，对于这种故障，一是将减速时间参数设置长些或增大制动电阻或增加制动单元；二是将变频器的停止方式设置为自由停车。5.电机发热，变频器显示过载 对于已经投入运行的变频器如果出现这种故障,就必须检查负载的状况.新安装的变频器可能是V/F曲线设置不当或电气参数设置有问题,如一台新装变

15、频器,其驱动的是一台变频电机,电机额定参数为220V/50Hz，而变频器出厂时设置为380V/50Hz，由于安装人员没有正确变频器的V/F参数，导致电机运行一段时间后转子出现磁饱和，致使电机转速降低，发热而过载。在使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时，没有正确的设置负载电机的额定电压、电流、容量等参数及设置的变频器载波率过高时，均会导致电机发热过载，另处设计者设计变频器常常在低频段工作，而没有考虑到在低频段工作的电机散热变差的问题，致使电机工作一段时间后发热过载，对于是种情况，需加装散热装置。交流变频速以其节能显著、保护完善、控制性能好、过载能力强、使用维护方便等特点，迅速发展起来，已成为电

16、动机调速的主潮流。变频调速在我国已进入推广应用阶段。然而由于认识上的局限，人们在VVVF（变频变压）变频器的实际应用中还存在许多错误。怎样结合生产工艺要求正确使用变频器并使其充分发挥效益，已成人们关注的焦点。现结合工程应用中的故障实例，对变频器在应用中普遍存在的问题进行分析。 一、故障实例 1、误操作故障 某水泥厂7#水泥回转窑篦式冷却机设计选用两台Y250M-830kW电动机分别传动两级篦床，变频调速控制，其控制原理如图1所示。图中VVVF是日产富士FRNO37P7-4EX57kVA通用变频频器，装于低压配电室内，其电源接触器及运转命令上冷却机现场和控制室两地操作，KA是篦冷机与破碎机联锁触

17、点。变频器系统试车时，因工艺需要，操作人员在主控室操作SB4断开变频器电源接触器KM，使处于集中控制的篦冷机停车。重新开车时，两台变频器均进入OH2（外部故障）闭锁状态，故障历史查询显示OH2和LU（低电压），检查端子THR随联接良好，电源电压正常，按RESET键复位无效，测量主电路直流电压为518V。经分析故障前篦冷机工作于集中控制状态，参与系统联锁，操作员停变频器电源实现停车时，计算机进行内部数据读操作并获取正转指令，但此时主回路直流电压尚未建立，CPU检测后封锁输出，发出OH2故障信号，因此，导致故障的真正原因是错误操作，而非现场技术人员认为的由电源接触器频繁起动变频器所致。故障原因明确

18、以后，针对现场情况规定了操作程序，开停车使用控制室内的S2（集中控制时）或SB5、SB6开停车按钮，将集中控制室内变频器电源接触器控制按钮SB3、SB4用胶带贴封，仅当停机检修时启用，以避免误操作现象出现，系统运行正常。图1 2、使用条件造成的故障 一家油田某采区所用的九台变频器在短期内烧毁三台，故障都是变频器控制的变压器烧毁导致主板等部件损坏。据了解，该地区电网电压有时高达480V，远超过手册规定的+10%的电压上限，使绝缘裕度较小的控制变压器烧毁。这是一个变频器用于严重过压条件下而损坏的曲型事例。因此，使用变频器时，应对使用现场的电网质量、环境温度、粉尘、干扰等条件认真调查，外部条件不能满

19、足要求时应采取有效措施加以解决。 二、变频器应用中的常见问题及处理方法 1、变频器电源开关的设置与控制 变频器用户手册规定，在电源与主电路端子之间，一定要接一个开关，这是为了确保检修安全。对这一点，一般用户能够按手册要求做。但容易忽视的是手册还建议在开关后装设电磁接触器，其目的是在变频器进入故障保护状态时能及时切断电源，防止故障扩散。在实际使用中，有的用户没有安装，有的使用不合理；如图1方案中电源接触器仅被用来实现远地停送电及变频器的过负荷保护；有些方案则仅用于起、停电动机。这都是不恰当的。由于变频器价格较高，使用时应在电源接触器控制回路中串接变频器故障报警接触器动断触点控制回路中串接变频器故

20、障报警接链接触器动断触点（如富士P7/G7系列的B30、C30触点），这对大容量变频器尤为重要。 变频器电源进线端一定要装设开关，使用中宜优选刀熔开关，该开关有明显的断点，集电源开关、隔离开关、应急开关和是路保护于一体，性能优于目前采用较多的单一熔断器、刀开关或自动空气开关等方案。对大容量变频器应选配快速熔断器以保护整流模块。 变频器电源侧设置接触器应选配快速熔断器以保护整流模块。 变频器电源侧设置接触器并参与故障联锁时，应将控制电源辅助输入端子接于接触器前，以保证变频器主电路断电后，故障显示和集中报警输出信号得以保持，便于实现故障检索及诊断。 2、不应用电源侧接触器频繁起、停电动机 实际应用

21、中，有许多控制方案设置外围电路控制电源侧接触器实现系统软起动特性，图2是某杂志一篇文章推荐的日产三垦（SANKEK）变频器的控制方案。由图可知，该方案电动机起动时按SB2，其触点闭合，KA1得电，其动合触点分别发出变频器运行和时间继电器KT的激励命令，KT延时断开动合触点提供继电器KA2激励命令，KA2动合触点控制KM吸合，变频器得电起动电动机。停车时按SB1发出停车命令，KA1断电，其动合触点复位，取消运行命令并使KT断电，KT动合触点延时20s复位，电源接触器KM断电，实现当KM起动时，先闭合KA1，停止时先断开KA1的办法，可达到起动、停止软特性，从而避免电动机反馈电压侵入变频器。图2

22、上述方案建议利用电源接触器直接起动变频器来实现电动机起动、停止的软特性是错误的。由图3可知，当电压型交-直-交变频器通电时，主电路将产生较大充电电流，频繁重复通断电，将产生热积累效应，引起元件的热疲劳，缩短设备寿命。因此上述方案不适用于频繁起动的设备。对不频繁起动的设备也无优越性（某些大容量变频器根本无法起动，如例1所述），因为变频器本身具有优越的控制性能，实现软起动特性应优先考虑利用正、反转命令和通过加、减速速时间设定实现，无谓地增加许多外围电路器件，不但浪费资金而且降低了系统的可靠性，大大降低了响应速度，加大维护工作量，增加损耗，是不足取的。图3 3、电动机过载保护宜优先选择电子热继电器

23、一部分专业人员认为，变频器内部的过载保护只是为保护其自身而设，对电动机过载保护不适用，为了保护电动机，必须另设热继电器。在实际应用中，笔者所见各种变频调速控制方案也绝大多数在电路的不同位置设置了热继电器，以完成所控单台电动机的过负荷保护，这显然又是一种误解。对一台变频器控制一台标准四极电动机的控制方案而言，使用变频器电子热过载继电器保护电动机过载，无疑要优于外加热继电器，对普通电动机可利用其矫正特性解决低速运行时冷却条件恶化的问题，使保护性能更可靠。尤其是新型高机能变频器（如富士9S系列）现已在用户手册中给出设定曲线，用户可根据工艺条件设定。通常，考虑到变频器与电动机的匹配，电子热过载继电器可

24、在50%105%额定电流范围内选择设定。 只有在下列情况时，才用常规热继电器代替电子热继电器： 所用电动机不是四极电动机。 使用特殊电动机（非标准通用电动机） 一台变频器控制多台电动机。 电动机频繁起动。 但是，如果用户有丰富的运行经验时，笔者仍建议通过电子热继电器的合理设定（引入校正系数）来完成单台电动机变频调速的过载保护。 当变步器选用外部热继电器进行电动机过载保护时，热继电器应装设于变频器输出侧，常见的装于输入侧的方案起不到保护作用（变频器的变频变压特性使 其低频时输入电流远远小于输出电流）。过载保护应根据设备工艺要求情况，采用变频器停止命令（断开CM）或空转停车（断开BX）命令实现停车

25、，不宜通过电源接触器实现。 4、变频器与电动机间不宜装设接触器 装设于变频器和电动机间的接触器在电动机运行时通断，将产生操作过电压，对变频器造成损害，因此，用户手册要求原则上不要在变频器与电动机之间装设接触器。但是，当变频器用于下列情况时，仍有必要设置： 当用于节能控制的变频调速系统时常工作于额定转速，为实现经济运行需切除变频器时。 参与重要工艺流程，不能长时间停运，需切换备用控制系统以提高系统可靠性时。 一台变频器控制多台电动机（包括互为备用的电动机）时。变频器输出侧设置电磁时，设计外围电路应避免接触器在变频器有输出时动作，任何时候严禁将电源接入变频器输出端。 目前，有些用户为了方便测试负荷

26、电缆和电动机绝缘，在变频器输出侧设置自动空气开关，用以在测试时切除变频器，该法弊大于利。由于变频器输出电缆（线）要求选用屏蔽电缆或穿管敷设，缆线故障几率很小，通常情况下测量电动机及电缆绝缘时，可选用铅丝或软铜线将变频器输入、输出、直流电抗器和制动单元联接端子可靠短接后进行测试，仅在需要测量电缆相间绝缘时拆线检测，确无必要增加投资，否则还要采取可靠措施，防止在运行中误操作。 5、电流检测时电汉互感器的设置及电流表的选择 由于设计人员或用户容易忽视变频器输出频率的变化特性，在电流检测及仪表选型上经学出现错误。变频器输出侧电流测量应使用电磁经系仪表，以获得所需的测量精度。例如，某杂志刊登的一起变频器

27、不能复位的故障处理一文，提出变频器输出侧不能使用普通电流互感器，这是错误的论点。在变频器输出侧使用普通电流互感器是可以完成输出电流检测的。由电流互感器铁心磁通密度计算公式Bmake=K2/4.44fSmW2可知，铁心的磁通密度与交流电流频率的变化成反比，忽略次要因素时，其电流误差（即变化误差）和相位误差可看作与电流频率变化成反比，只是当电流频率超过1kHz时，铁心温度会增高。但是，由于互感器正常运行时激磁电流设计得很小（主要为了减小误差），因此，普通电流互感器用于50Hz频率附近时，其电流误差是很小的。通过实际校验对比可知，当变频器输出频率在1050Hz之间变化时，电磁系电流表指示误差很小，实

28、测误差在1.27%以下，并与电流频率变化成反比（以变频器输出电流指示为基准），能够满足输出电流监视的要求。此外，尤其是当变频调速系统驱动负载变化不太大的往复运动设备时，由于设备传动力矩的周期性变化，使变频器输出电流产生一定波动，变频器的LED数码显示电流值跳字严重，造成观察读数困难，采用模拟电流表可有效地解决这个问题。 应当注意的是，使用指针式电流表测量变频器输出侧电流时，必须选择电磁经系仪表（手册通常称作动铁式），使用时应严格按用户手册的规定选择安装，以保证应有的精度。如选用整流系仪表（该错误非常普遍）时，经实测在1950Hz区间，指示误差为69.7%16.66%，且为负偏差。 此外，由于变

29、频器的输入电流一般不大于输出电流，因此，输入侧设置电流监视意义不大，一般有信号灯指示电源即可，如电压不稳时可设电压表监视。大容量变频器低频运行时，其输入侧电流表可能无指示。 如今，变频器已具有很强的功能，但是，国内的应用情况在很大程度上与录像机一样，其功能的开发与正确应用十分有限，许多地方仅限于能够开停车和调速的应用。因此,迅速提高技术人员的应用水平，对发挥变频器的节能和优良的控制性能是十分重要的。1、加速时： 外部原因可能有：输出回路有接地或相间短路现象。若是则排除之。若是矢量控制变频器，则可能是参数没有辨识或辨识不准确，需重新进行参数辨识。若是V/F控制方式，则可能有如下原因：A、加速时间过短，使变频器的输出电压上升太快，解除办法是延长加速时间, 若工艺要求快速起动则需选用大一档的型号。B、手动提升转矩设置不合适。另外还可能和下列因素相关：A、电压是否偏低？若是则将电压调至正常范围。B、是否对正在运行的电机起动？若是则选择转速跟踪再起动或等电机停止后起动C、起动过程是否有突加负载？若是则取消突加负载。D、变频器型号是否选小？若是则选择合适型号。2、减速时： 变频器减速时过电流一般都是由电机惯性负载造成,当电机一下子从高速变为低速时，由于负载存在惯性，电机变成发电机向变频器回馈电能所致，解除办法是延长减速时间,或増加制动单元。在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各