圖1 變頻器的基本構(gòu)成

整流電路模塊的作用是將三相交流電整流成直流電；逆變電路模塊的作用是有規(guī)律地控制變頻器中主開關(guān)裝置的接通和斷開，得到任意頻率的三相交流電；中間的直流環(huán)節(jié)模塊是用來緩沖無功的?？刂齐娐纺K是變頻器的指揮中心，主要由運(yùn)算電路、檢測電路、控制信號輸入、輸出電路和驅(qū)動電路組成，主要完成變頻器的開關(guān)控制、整流器的電壓控制和完成各種保護(hù)功能，但也經(jīng)常出現(xiàn)故障。

一、故障類型及產(chǎn)生原因

1、故障類型

當(dāng)變頻器不能正常工作時就可能發(fā)生故障。按所在部位不同變頻器常見故障有以下幾種：

?電源故障
指變頻器所接電網(wǎng)存在的故障，如電網(wǎng)本身過電壓、欠電壓、三相不平衡、主開關(guān)接觸不良或損壞及熔斷器熔斷造成的缺相等。

?內(nèi)部故障

指變頻器本身的故障，可能發(fā)生在直流環(huán)節(jié)，如短路、直流過壓、欠壓等。逆變環(huán)節(jié)，如輸出過電壓、欠電壓、不平衡和過電流等。控制環(huán)節(jié)，發(fā)生的故障較多。

?負(fù)載故障
指電動機(jī)故障，如斷相、過載、短路等。
當(dāng)出現(xiàn)故障時，變頻器將拒絕某些操作，主要是它的保護(hù)環(huán)節(jié)起作用。
2、故障原因
變頻器在使用過程中，會出現(xiàn)各種故障現(xiàn)象。產(chǎn)生故障的原因也很多，概括起來有兩種原因：

?外部原因

由變頻器外部因素引起，如操作錯誤、參數(shù)設(shè)定不正確、負(fù)載過重、外部冷卻風(fēng)扇損壞、溫度過高、外界干擾、電網(wǎng)本身有問題等。

?內(nèi)部原因
由變頻器內(nèi)部因素引起，如短路、接地元件損壞、絕緣破損、接插件接觸不良、模塊損壞等。在處理故障時，針對不同的原因采取對應(yīng)的解決辦法。

二、故障診斷與處理  

故障診斷的任務(wù)是確定故障的性質(zhì)，查出產(chǎn)生故障的原因和部位，以便迅速處理排除故障，恢復(fù)其功能，及時投入運(yùn)行。在診斷過程中應(yīng)借助一些儀器儀表和變頻器自診斷系統(tǒng)綜合分析。

1、故障診斷的過程 

?詢問用戶變頻器的故障現(xiàn)象和查看變頻器指示等情況，包括故障發(fā)生前后外部環(huán)境的變化。例如，電源的異常波動、負(fù)載的變化等。

?根據(jù)用戶的故障描述，分析可能造成此類故障的原因。

?打開被維修的設(shè)備，確認(rèn)被損壞的部位，分析維修恢復(fù)的可行性。

?根據(jù)被損壞器件的工作位置，通過閱讀電路，分析電路工作原理，從中找出損壞器件的原因，以及一些相關(guān)的電子電路。

?尋找相關(guān)的器件進(jìn)行替換。

?在確定所有可能造成故障，所有原因都排除的情況下，通電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在做這一步檢查的時候，一般要求所有的外部條件都具備，并且不會引起故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。

?在檢修設(shè)備工作正常的情況下，就可以進(jìn)入系統(tǒng)測試。
      2、診斷方法

?故障樹診斷法
故障樹診斷法要求先列出系統(tǒng)或設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，再將引起每個故障發(fā)生的直接原因包括硬件、環(huán)境、人為因素等，用適當(dāng)?shù)倪壿嫲阉麄兣c故障連接起來，構(gòu)成一棵故障診斷樹，如圖2所示。診斷時按樹由下而上逐級檢查，直到把故障找出為止。在故障較多時，此法診斷方便快捷。從每個枝的基部開始檢查，直到找出故障的性質(zhì)、原因、部位為止。當(dāng)找到的一個故障排除后，故障現(xiàn)象仍存在，說明還有另外故障存在，必需再檢查試驗(yàn)，直到故障全部查清。

?人工與自診斷結(jié)合法
變頻器自動診斷只能查出故障的性質(zhì)與部位，而原因不易找出，有時自診斷還有誤導(dǎo)之嫌，就得人工診斷。此時須根據(jù)自動診斷信息，把可能引起此信息的故障列舉出來，再逐個檢查疑點(diǎn)，縮小范圍，最終查出原因和部位。

?對比診斷法
主要指現(xiàn)象的對比，如切斷某一部分電路，更換某一元件，比較切斷與不切斷、更換與不更換現(xiàn)象是否一樣，如果現(xiàn)象相同說明故障仍然存在，故障原因與原電路、元件無關(guān)。如果故障消失，則說明故障根源出于此電路或元件。此法常用在有同型號的變頻器中。

      1、直流過電壓故障舉例

?變頻器所接電網(wǎng)電壓超過額定范圍，因此整流后直流電壓高過允許值。

?電機(jī)減速時間設(shè)定太短，降速過快，反饋能量使濾波電容充電的電壓迅猛增加，形成高壓。

?并聯(lián)接在濾波器旁的制動電阻沒有接通。不能消耗反饋電能，對抑制泵升電壓不起作用，電容上的電壓高于允許值。 列出疑點(diǎn)以后逐條檢查、試驗(yàn)。在檢查時先檢查減速時間設(shè)定是否正常，正常的話進(jìn)入下一疑點(diǎn)，用電壓表測量電源電壓，正常就檢查制動電阻是否接通。按照上述步驟檢查試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與制動電阻相接的開關(guān)不能閉合。

2、變頻器的變頻功能失控故障舉例

某廠一臺拖動潛污泵的安川616p5變頻器，在線停機(jī)4個多月恢復(fù)運(yùn)行時發(fā)現(xiàn)，自開機(jī)的整個運(yùn)行過程中，屏顯50hz的頻率，表顯78a電流，不能更改。按照工藝要求泵機(jī)應(yīng)在50hz以下范圍內(nèi)運(yùn)行。顯然，變頻器的變頻功能失控。 現(xiàn)對故障進(jìn)行分析與檢測。變頻器能運(yùn)行在50hz的工頻中且輸出380v的電壓，泵機(jī)運(yùn)行。這些現(xiàn)象表明功率模塊輸出正常，控制電路失常。616p5是通用型變頻器，它的控制電路核心元件是一塊內(nèi)含cpu的產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號的專用大規(guī)模集成電路l7300526a。該變頻器通常處在遠(yuǎn)程傳輸控制中，從控制端子接受4~20ma的電流信號。根據(jù)通用型變頻器工作原理，“頻率設(shè)定不可調(diào)”故障現(xiàn)象，可能來自兩個單元電路:

?a/d轉(zhuǎn)換器。

?pwm的調(diào)制信號。

本著先易后難的檢修思路，為排除a/d轉(zhuǎn)換電路的隱患，采用排斥法檢測。首先卸掉控制端子相關(guān)電纜，改用鍵盤輸入頻率設(shè)定值, 屏顯故障現(xiàn)象依舊。

四、綜述 

變頻器的應(yīng)用越來越廣泛，其日常維護(hù)管理中，會經(jīng)常遇到故障診斷和處理。本文介紹了一般變頻器的故障診斷方法，供維修人員參考，有助于保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，節(jié)約維修成本。

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