常见变频器故障判断及处理

1317人阅读 | 0条评论 发布于：2012-1-2 22:09:04 一、检测的方法

在变频器日常维护过程中，经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题，参数设定不良或机械故障等一系列问题，同时也有可能是变频器出现故障。如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。 1、静态测试 （1）.测试整流电路

找到变频器内部直流电源的P 端和N 端，将万用表调到电阻二极管档，黑表棒接到P，红表棒分别接到R、S、T，应该有大约几百欧的阻值，且基本平衡。相反将红表棒接到P 端，黑表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N 端，重复以上步骤，都应得到相同结果。如果有以下结果,可以判定电路已出现异常，①阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。②黑表棒接P 端时，电阻无穷大，可以判定整流桥故障或起动电阻出现故障。如出现故障，一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下，更换整流桥。在现场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网有污染的设备等。 （2）测试逆变电路

将黑表棒接到P 端，红表棒分别接U、V、W 上，应该有几百欧的阻值，且各相阻值基本相同，反相应该为无穷大。将红表棒接到N 端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可以确定逆变模块故障。如出现故障，一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后，测驱动波形良好状态下，更换模块。在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及连接电缆。在确定无任何故障下，运行变频器。 2、动态测试

在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。 在上电前后必须注意以下几点：

1）上电之前，检查变频器安装螺丝是否拧紧，各接端口是否已正确连接，连接是否有松动，连接异常有时可能导致变频器出现故障，严重时会出现炸机等情况。

2）须确认输入电压是否有误，将380V 电源接入220V 级变频器之中会出现炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。

3）上电后检测故障显示内容，并初步判定故障及原因。

4）如未显示故障，首先检查参数是否有异常，并将参数复归后，进行空载（不接电机）情况下启动变频器，

并测试U、V、W 三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况，则模块或驱动板等有故障。 5）在输出电压正常（无缺相、三相不平衡）的情况下，带载测试。测试时，最好是满负载测试。 二、变频器故障报警时的判断方法 1、过流

过流是变频器报警时比较常见的现象，首先判断是什么情况下发生的。

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。

以下说明短路故障、运行过程中跳闸和升、降速过程中跳闸等情况。 （1）短路故障 1）故障特点

第一次跳闸有可能在运行过程中发生，但如复位后再起动，则往往一升速就跳闸。

具有很大的冲击电流，但大多数变频器已经能够进行保护跳闸，而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速，难以观察其电流的大小。 2）判断与处理

第一步，首选要判断是否短路。为了便于判断，在复位后再起动前，可在输入侧接入一个电压表，重新启动时，电位器从零开始缓慢旋动，同时，注意观察电压表。如果变频器的输出频率刚上升就立即跳闸，且电压表的指针有瞬间回“0”的迹象，则说明变频器的输出端已经短路或接地。

第二步，要判断是在变频器内部短路，还是在外部短路。这时，应将变频器输出端的接线脱开，再旋动电位器，使频率上升，如仍跳闸，说明变频器内部短路；如不再跳闸，则说明是变频器外部短路，应检查从变频器到电动机之间的线路，以及电动机本身。 （2）轻载过电流

负载很轻，却又过电流跳闸，这是变频调速所特有的现象。在 V/f 控制模式下，存在着一个十分突出的问题：就是在运行过程中，电动机磁路系统的不稳定。其基本原因在于：低频运行时，为了能带动较重的负载，常常需要进行转矩补偿（即提高 U/f 比，也叫转矩提升）。导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。这种由电动机磁路饱和引起的过电流跳闸，主要发生在低频、轻载的情况下。解决方法：反复调整 U/f 比。 （3）重载过电流

1）故障现象

有些生产机械在运行过程中负荷突然加重，甚至“卡住”，电动机的转速因带不动而大幅下降，电流急剧增加，过载保护来不及动作，导致过电流跳闸。 2）解决方法

首先了解机械本身是否有故障，如果有故障，则修理机器。如果这种过载属于生产过程中经常可能出现的现象，则首先考虑能否加大电动机和负载之间的传动比。适当加大传动比，可减轻电动机轴上的阻转矩，避免出现带不动的情况。如无法加大传动比，则只有考虑增大电动机和变频器的容量了。 （4）升速或降速中过电流

通常这是由于升速或降速过快引起的，可采取的措施有如下： 1）延长升（降）速时间

首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间，如允许，则可延长升（降）速时间。 2）准确预置升（降）速自处理（防失速）功能

变频器对于升、降速过程中的过电流，设置了自处理（防失速）功能。当升（降）电流超过预置的上限电流时，将暂停升（降）速，待电流降至设定值以下时，再继续升（降）速。 2、过压

一般能引起中间直流回路过电压的原因主要来自以下两个方面： （1）来自电源输入侧的过电压

正常情况下的电源电压为380V，允许误差为-5%～+10%，个别情况下电源电压达到450V，其峰值电压为450*1.414 = 636.3V，还不算很高，一般电源电压不会使变频器因过电压跳闸。电源输入侧的过电压主要是指电源侧的冲击过电压，如雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压等，主要特点是电压变化率dv/dt 和幅值都很大。 （2）来自负载侧的过电压

主要是指由于某种原因使电动机处于再生发电状态时，即电机处于实际转速比变频频率决定的同步转速高的状态，负载的传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的6 个续流二极管回馈到变频器的中间直流回路中。此时的逆变器处于整流状态，如果变频器中没采取消耗这些能量的措施，这些能量将会导致中间直流回路的电容器的电压上升，达到限值即行跳闸。 从变频器负载侧可能引起过电压的情况及主要原因如下:

1）变频器减速时间参数设定相对较小及未使用变频器减速过电压自处理功能。

当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设定的比较小，在减速过程中，变频器输出频率下降的速度比较快，而负载惯性比较大，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，而变频器没有能量处理单元或其作用有限，因而导致变频器中间直流回路电压升高，超出保护值，就会出现过电压跳闸故障。为了避免跳闸，专门设置了减速过电压的自处理功能，如果在减速过程中，直流电压超过了设定的电压上限值，变频器的输出频率将不再下降，暂缓减速，待直流电压下降到设定值以下后再继续减速。如果减速时间设定不合适，又没有利用减速过电压的自处理功能，就可能出现此类故障。

2）工艺要求在限定时间内减速至规定频率或停止运行

工艺流程限定了负载的减速时间，合理设定相关参数也不能减缓这一故障，系统也没有采取处理多余能量的措施，必然会引发过压跳闸故障。

3）当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将处于再生发电制动状态位能负载下降过快，过多回馈能量超过中间直流回路及其能量处理单元的承受能力，过电压故障也会发生。 4）变频器负载突降

变频器负载突降会使负载的转速明显上升，使负载电机进入再生发电状态，从负载侧向变频器中间直流回路回馈能量，短时间内能量的集中回馈，可能会中间直流回路及其能量处理单元的承受能力引发过电压故障。

5）多个电机拖动同一个负载时，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，引起了过电压故障。处理时需加负荷分配控制。可以把变频器输出特性曲线调节的软一些

6）变频器中间直流回路电容容量下降

变频器在运行多年后，中间直流回路电容容量下降将不可避免，中间直流回路对直流电压的调节程度减弱，在工艺状况和设定参数未曾改变的情况下，发生变频器过电压跳闸几率会增大，这时需要对中间直流回路电容器容量下降情况进行检查。 （3）过电压故障处理对策

对于过电压故障的处理，关键一是中间直流回路多余能量如何及时处理；二是如何避免或减少多余能量向中间直流回路馈送，使其过电压的程度限定在允许的限值之内。下面是主要的对策: 1）在电源输入侧增加吸收装置，减少过电压因素

对于电源输入侧有冲击过电压、雷电引起的过电压、补偿电容在合闸或断开时形成的过电压可能发生的情况下，可以采用在输入侧并联浪涌吸收装置或串联电抗器等方法加以解决。 2）从变频器已设定的参数中寻找解决办法 在变频器可设定的参数中主要有两点:

减速时间参数和变频器减速过电压自处理功能。在工艺流程中如不限定负载减速时间时，变频器减速时间参数的设定不要太短，而使得负载动能释放的太快，该参数的设定要以不引起中间回路过电压为限，特别要注意负载惯性较大时该参数的设定。如果工艺流程对负载减速时间有限制，而在限定时间内变频器出现过电压跳闸现象，就要设定变频器失速自整定功能或先设定变频器不过压情况下可减至的频率值，暂缓后减速至零，减缓频率减少的速度。 3）分析工艺流程，在工艺流程中寻找解决办法

在某些情况下存在一些重负荷、高频运行，在短时间内负载突减，使电动机处于再生制动工况，导致变频器中间直流回路过电压，变频器保护跳闸，对于这一故障，可以从工艺方面入手，增加缓冲装置，改变突变状况，减小负载变化对变频器的影响，解决过电压问题。如果变频器的减速和负载的突降是受控制系统支配的，可以利用控制系统的一些功能，在变频器的减速和负载的突降前进行控制，减少过多的能量回馈入变频器中间直流回路。 4）采用增加刹车电阻的方法

根据实际情况外加制动单元和刹车电阻，为中间直流回路多余能量释放提供通道，是一种常用的释放能量的方法。其不足之处是能耗高，可能出现频繁投切或长时间投运，致使电阻温度升高、设备损坏。 5）采用在中间直流回路上增加适当电容的方法

中间直流回路电容对其电压稳定、提高回路承受过电压的能力起着非常重要的作用。适当增大回路的电容量或及时更换运行时间过长且容量下降的电容器是解决变频器过电压的有效方法。这里还包括在设计阶段选用较大容量的变频器的方法，是以增大变频器容量的方法来换取过电压能力的提高。 6）在条件允许的情况下适当降低工频电源电压

目前变频器电源侧一般采用不可控整流桥，电源电压高，中间直流回路电压也高，电源电压为380V、400V、450V 时，直流回路电压分别为537V、565V、636V。有的变频器距离变压器很近，变频器输入电压高达400V 以上，对变频器中间直流回路承受过电压能力影响很大，在这种情况下，如果条件允许可以将变压器的分接开关放置在低压档，通过适当降低电源电压的方式，达到相对提高变频器过电压能力的目的。

7）多台变频器共用直流母线的方法

至少两台同时运行的变频器共用直流母线可以很好的解决变频器中间直流回路过电压问题，因为任何一台变频器从直流母线上取用的电流一般均大于同时间从外部馈入的多余电流，这样就可以基本上保持共用直流母线的电压。使用共用直流母线存在的最大的问题应是共用直流母线保护上的问题，在利用共用直流母线解决过电压的问题时应注意这一点。 3、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、过热

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、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、过载

过载是变频器跳动比较频繁的故障之一，电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称为过载。过载的基本反映是：电流虽然超过了额定值，但超过的幅度不大，一般也不形成较大的冲击电流。 （1）过载的主要原因

1）机械负荷过重，负荷过重的主要特征是电动机发热，并可从显示屏上读取运行电流来发现。

2）三相电压不平衡，引起某相的运行电流过大，导致过载跳闸，其特点是电动机发热不均衡，从显示屏上读取运行电流时不一定能发现（因显示屏只显示一相电流）。

3）误动作，变频器内部的电流检测部分发生故障，检测出的电流信号偏大，导致跳闸。 （2）检查方法

1）检查电动机是否发热，如果电动机的温升不高，则首先应检查变频器的电子热保护功能预置得是否合理，如变频器尚有余量，则应放宽电子热保护功能的预置值。如果电动机的温升过高，而所出现的过载又属于正常过载，则说明是电动机的负荷过重。这时，首先应看能否适当加大传动比，以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大，则加大传动比。如果传动比无法加大，则应加大电动机的容量。

2）检查电动机侧三相电压是否平衡，如果电动机侧的三相电压不平衡，则应再检查变频器输出端的三相电压是否平衡，如也不平衡，则问题在变频器内部。如变频器输出端的电压平衡，则问题在从变频器到电动机之间的线路上，应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧，如果在变频器和电动机之间有接触器或其他电器，则还应检查有关电器的接线端是否都已拧紧，以及触点的接触状况是否良好等。如果电动机侧三相电压平衡，则应了解跳闸时的工作频率： 如工作频率较低，又未用矢量控制（或无矢量控制），则首先降低 U/f 比，如果降低后仍能带动负载，则说明原来预置的 U/f 比过高，励磁电流的峰值偏大，可通过降低 U/f 比来减小电流；如果降低后带不动负载了，

则应考虑加大变频器的容量；如果变频器具有矢量控制功能，则应采用矢量控制方式 7、开关电源损坏

这是也是变频器常见的故障，通常是由于开关电源的负载发生短路造成的，HOLIP 变频器采用了新型脉宽集成控制器来调整开关电源的输出，同时其还带有电流检测，电压反馈等功能，当发生无显示，控制端子无电压，DC12V,24V 风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。 8、接地故障

接地故障也是平时会碰到的故障，在排除电机接地存在问题的原因外，最可能发生故障的部分就是霍尔传感器了，霍尔传感器由于受温度，湿度等环境因数的影响，工作点很容易发生飘移，导致GF 报警。 9、限流运行

在平时运行中我们可能会碰到变频器提示电流极限。对于一般的变频器在限流报警出现时不能正常平滑的工作，电压（频率）首先要降下来，直到电流下降到允许的范围，一旦电流低于允许值，电压（频率）会再次上升，从而导致系统的不稳定。HOLIP 变频器采用内部斜率控制，在不超过预定限流值的情况下寻找工作点，并控制电机平稳地运行在工作点，并将警告信号反馈客户，依据警告信息我们再去检查负载和电机是否有问题。