1、确定的故障范围
在实际经验检修中,一般在没有变频器电路原理图情况下,变频器多由主电路元件的损坏造成。对于主回路部分首先应判断故障范围,给变频器上电,测量直流母线电压值是否等于输入电压有效值的1.35倍。若电压正常可分判断逆变部分故障,否则可能是整流功率元件、预充电回路或滤波等元件损坏。
对于少数内部有的变频器,接触器是直流母线预充电部分,其启动是由变频器上电后,自检测无故障报警信号和给定“启动”信号后才启动接触器。接触器如果不启动没有直流母线电压,就无法判断故障范围。首先,模拟给定逆变部分“无故障”反馈信号和外部启动信号,人为让接触器吸合,可测量到直流母线电压,根据直流电压大小判断故障范围,方法同上。注意启动预充电接触器前,给定的信号有时是脉冲触发信号而不是电平信号。
2、整流单元静态检测
判断整流部分某个功率元件损坏方法是利用整流元件的单向导电性,在静态下正、反阻值正常时应不同,具体方法如下:
整流部分的三相桥式整流电路可能是整流、可控硅半控整流、可控硅全控整流或是igbt整流。不管是哪种方式,三相整流电路是对称的,则静态测试阻值结果应符合对称原则,即在静态下三相输入或输出端相对直流母线正、负极正反测试值应是对称的。选择的“二极管”档。
(1)第一步,将红表笔接直流母线正极,黑表笔分别接输入三相接线端处,3个测试值应该是相同的。再反过来,将黑表笔接直流母线正极,红表笔分别接输入电源三相接线处,3个测试值也应该是相同的。若采用二极管整流桥进行整流导通时万用表显示0.4~0.6v,反向截止时显示无穷大。如果三相测量值偏差较大,或是某相正反测量值相近或相同,则此二极管元件损坏。
(2)第二步,将红表笔接直流母线负极,黑表笔分别接输入电源三相接线处,3个测试值应该是相同的。再反过来,将黑表笔接直流母线负极,红表笔分别接输入电源三相接线处,3个测试值也应该是相同的,对于预充电回路设计在整流桥后的,这样操作就可同样判断整流桥负半周3个整流元件的好坏(对于12脉波整流桥测试方法同上)。
注意:对于预充电回路设计在整流回路之前的,是采用可控硅半控或全控桥整流,测试结果应有一相与其他两相正反电阻测试值不相同,也就是说有一相实际是测试的二极管预充电回路的电阻值。
3、逆变单元静态检测
对于6脉波触发的三相逆变桥原理也是利用每个逆变igbt模块内都并联一个续流二极管,静态下存在单向导电性,测量方法同整流桥检测方法相同,就是直流母线正、负极对三相输出点的测试值进行比较,应三相测试值相同。元件单相导通时万用表显示0.3~0.4v,反向截止时显示无穷大。主回路短路故障也有可能是保护功率元件的压敏电阻异常所致,造成经常损坏功率元件。
4、控制电路检测
控制电路的检测方法以acs800-04为例,变频器加电后观察aint主板上信号灯v204亮绿灯表示+5v正常、v309亮红灯表示防误起保护处于on状态、v310亮绿灯表示igbt门极驱动正常,rmio外部信号接口板上红灯亮表示故障、绿灯亮表示电源+24v正常。最后用检测每个功率元件的触发极是否有触发信号,一般正常有5v电压触发。没有信号灯的电路板(rint主电路接口板、rrfc滤波板、rvar压敏电阻板等)可以静态测试可能损坏元件的阻值,进行粗略判断,也不防换块同型号电路板试试。通常情况下,控制板上应该是绿灯正常,亮红灯表示有故障。
5、常见故障检测
控制电路常出现故障较多的是电源板,检查其输出应有+24v、+5v、±15v或±12v等电源,若某相电压不正常应仔细检查其供电负载和电源板本身;若出现“过流报警”信号应检查igbt模块或电流部分。霍尔电流传感器电源一般是双电源供电,其输出是0~10v或4~20am标准信号,随负载电流变化而变化;若有“高温报警”通常是风机故障或测温元件损坏,测温元件一般安装在散热器上或内置于igbt模块中,其通常采用负温度系数(ntc)电阻,常温静态下测试时承高阻值;若出现“直流母线过压”信号应检查电源电压、电压和制动斩波器部分,因负载工作不稳定时常发生;有的变频器内部工作的直流电源有两路,一路由输入电压降压整流产生,另一路是采样直流母线电压经串电阻降压或直流斩波得到。
检修作业前应注意安全,可以有专人监护,确保人身、设备安全,不要人为将故障扩大。切忌将变频器的输入输出端接反,否则直接损坏变频器;在检修过程中注意变频器停电后直流母线上会有高压,应等待5分钟以上,方可触摸,或者人为对电容放电,按电容放电标准安全作业,放完电后方可继续作业;变频器在通电待机状态下或已启动在给定零转速状态下,其输出端三相对地都有直流200v左右高压,请注意人身安全;在对控制板检测时可以不要用手触摸板上集成芯片的管脚,以防静电损坏集成芯片,造成不必要的损失。
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因故障停机的时候都会有故障代码显示。最长见的原因有过电流、过电压、变频器温度高等几种。可以要找到说明书,上面有详细的故障介绍。
看变频器面板显示的报警码,根据说明书可以确定大概的故障。比如过流、过热、缺相、电机短路、过压、欠压等。
变频器过载的原因首先是机械负荷过重导致过载,机械负荷过重的主要特征是发热,于此同时并可从显示屏上读取运行电流来发现。如果三相电压不平衡,就会引起某相的运行电流过大,最终导致导致过载跳闸,特点是电动机发热不均衡。
变频器过载跳闸的原因还有可能是误动作导致,有可能是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,最终导致过载跳闸。
处理方法是怎么样的呢?首先检查电动机是否发热,然后检查变频器的热保护功能预置得是否合理,在检查的时候如果变频器尚有余量,那么处理方法是放宽电子热保护功能的预置值。
如果检查发现电动机的温升过高,但出现的过载又属于正常过载,这就说明是电动机的负荷过重。处理方法是适当加大传动比,这样来减轻电动机轴上的负荷。如果这种方法能够加大,那么则加大传动比。反之如果传动比无法加大,就需要加大电动机的容量来解决这个问题。
还需要检查电动机侧三相电压是否平衡,如果不平衡,应再检查变频器输出端的三相电压是否平衡,如果结果显示也不平衡,那么问题在变频器。这就需要检测变频器。
检查的变频器输出端的电压平衡,这就说明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,如果变频器和电动机之间有或其他电器,就需要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。
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。如果是变频器出现故障,如何去判断是哪一部分问题,在这里介绍两种测试方法:
一、静态测试
1、测试整流电路
找到变频器内部直流的P端和N端,将调到电阻X10档,红表棒接到P,黑表棒分别依到R、S、T,应该有大约几十欧的阻值,且基本平衡。相反将黑表棒接到P端,红表棒依次接到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,A.阻值三相不平衡,可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时,电阻无穷大,可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
2、测试逆变电路
将红表棒接到P端黑表棒分别接U、V、W上,应该有几十欧的阻值,且各相阻值基本相同,反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端,重复以上步骤应得到相同结果否则可确定逆变模块故障
二、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,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、压敏电阻、模块等)。
2、检查变频器各接插口是否已正确连接,是否有镙丝松动,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。
3、上电后检测故障显示内容并初步断定故障及原因。
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、三相平衡)的情况下,带载测试。测试时,可以是满负载测试。