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变频器逆变器损坏为什过流故障?其检测电路的原理是怎样的?

作者:沙巴体育  来源:沙巴体育官网人气:发表时间:2019-10-01 08:07

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  2012年9月入学黄河科技学院药学专业,学士学位。在校期间读过医学书籍多本,三好学生,优秀班干部。

  主回路主要由三相或单相整流桥、平滑电容器、滤波电容器、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元件组成。其中许多常见故障是由电解电容引起。电解电容的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定,在回路设计时已经选定了电容器的型号,所以内部的温度对电解电容器的寿命起决定作用。电解电容器会直接影响到变频器的使用寿命,一般温度每上升10 ℃,寿命减半。因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度,另一方面可以采取措施减少脉动电流。采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流,从而延长电解电容器的寿命。

  在电容器维护时,通常以比较轻易测量的静电容量来判定电解电容器的劣化情况,当静电容量低于额定值的80%,绝缘阻抗在5 MΩ以下时,应考虑更换电解电容器。

  首先应区分是由于负载原因,还是变频器的原因引起的。假如是变频器的故障,可通过历史记录查询在跳闸时的电流,超过了变频器的额定电流或电子热继电器的设定值,而三相电压和电流是平衡的,则应考虑是否有过载或突变,如电机堵转等。在负载惯性较大时,可适当延长加速时间,此过程对变频器本身并无损坏。若跳闸时的电流,在变频器的额定电流或在电子热继电器的设定范围内,可判定是IPM模块或相关部分发生故障。首先可以通过测量变频器的主回路输出端子U、V、W, 分别与直流侧的P、N端子之间的正反向电阻,来判定IPM模块是否损坏。如模块未损坏,则是驱动电路出了故障。假如减速时IPM模块过流或变频器对地短路跳闸,一般是逆变器的上半桥的模块或其驱动电路故障;而加速时IPM模块过流,则是下半桥的模块或其驱动电路部分故障,发生这些故障的原因,多是由于外部灰尘进入变频器内部或环境潮湿引起。

  控制回路影响变频器寿命的是电源部分,是平滑电容器和IPM电路板中的缓冲电容器,其原理与前述相同,但这里的电容器中通过的脉动电流,是基本不受主回路负载影响的定值,故其寿命主要由温度和通电时间决定。由于电容器都焊接在电路板上,通过测量静电容量来判定劣化情况比较困难,一般根据电容器环境温度以及使用时间,来推算是否接近其使用寿命。

  电源电路板给控制回路、IPM驱动电路和表面操作显示板以及风扇等提供电源,这些电源一般都是从主电路输出的直流电压,通过开关电源再分别整流而得到的。因此,某一路电源短路,除了本路的整流电路受损外,还可能影响其他部分的电源,如由于误操作而使控制电源与公共接地短接,致使电源电路板上开关电源部分损坏,风扇电源的短路导致其他电源断电等。一般通过观察电源电路板就比较轻易发现。

  逻辑控制电路板是变频器的核心,它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大规模集成电路,具有很高的可靠性,本身出现故障的概率很小,但有时会因开机而使全部控制端子同时闭合,导致变频器出现EEPROM故障,这只要对EEPROM重新复位就可以了。

  IPM电路板包含驱动和缓冲电路,以及过电压、缺相等保护电路。从逻辑控制板来的PWM信号,通过光耦合将电压驱动信号输入IPM模块,因而在检测模快的同时,还应测量IPM模块上的光耦。

  冷却系统主要包括散热片和冷却风扇。其中冷却风扇寿命较短,临近使用寿命时,风扇产生震动,噪声增大最后停转,变频器出现IPM过热跳闸。冷却风扇的寿命受限于轴承,大约为10000~35000 h。当变频器连续运转时,需要2~3年更换一次风扇或轴承。为了延长风扇的寿命,一些产品的风扇只在变频器运转时而不是电源开启时运行。

  假如变频器四周存在干扰源,它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部,引起控制回路误动作,造成工作不正常或停机,严重时甚至损坏变频器。减少噪声干扰的具体方法有:变频器四周所有继电器、接触器的控制线圈上,加装防止冲击电压的吸收装置,如RC浪涌吸收器,其接线 cm;尽量缩短控制回路的配线距离,并使其与主回路分离;变频器控制回路配线 mm以上,与主回路保持10 cm以上的间距;变频器距离电动机很远时(超过100 m),这时一方面可加大导线截面面积,保证线%以内,同时应加装变频器输出电抗器,用来补偿因长距离导线产生的分布电容的充电电流。变频器接地端子应按规定进行接地,必须在专用接地点可靠接地,不能同电焊、动力接地混用;变频器输入端安装无线电噪声滤波器,减少输入高次谐波,从而可降低从电源线到电子设备的噪声影响;同时在变频器的输出端也安装无线电噪声滤波器,以降低其输出端的线 安装环境

  变频器属于电子器件装置,对安装环境要求比较严格,在其说明书中有具体安装使用环境的要求。在非凡情况下,若确实无法满足这些要求,必须尽量采用相应抑制措施:振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因,对于振动冲击较大的场合,应采用橡胶等避振措施;潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件锈蚀、接触不良、绝缘降低而形成短路,作为防范措施,应对控制板进行防腐防尘处理,并采用封闭式结构;温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素,非凡是半导体器件,应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。

  除上述几点外,定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于非凡的高寒场合,为防止微处理器因温度过低不能正常工作,应采取设置空气加热器等必要措施。

  电源异常大致分以下3种,即缺相、低电压、停电,有时也出现它们的混合形式。这些异常现象的主要原因,多半是输电线路因风、雪、雷击造成的,有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外,有些电网或自行发电的单位,也会出现频率波动,并且这些现象有时在短时间内重复出现,为保证设备的正常运行,对变频器供电电源也提出相应要求。

  假如四周有直接启动的电动机和电磁炉等设备,为防止这些设备投入时造成的电压降低,其电源应和变频器的电源分离,减小相互影响。

  对于要求瞬时停电后仍能继续运行的设备,除选择合适价格的变频器外,还应预先考虑电机负载的降速比例。当变频器和外部控制回路都采用瞬间停电补偿方式时,失压回复后,通过测速电机测速来防止在加速中的过电流。

  对于要求必须连续运行的设备,应对变频器加装自动切换的不停电电源装置。像带有二极管输入及使用单相控制电源的变频器,虽然在缺相状态,但也能继续工作,但整流器中个别器件电流过大,及电容器的脉冲电流过大,若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响,应及早检查处理。

  雷击或感应雷击形成的冲击电压,有时也会造成变频器的损坏。此外,当电源系统一次侧带有真空断路器时,短路开闭会产生较高的冲击电压。为防止因冲击电压造成过电压损坏,通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件。真空断路器应增加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器,应在控制时序上,保证真空断路器动作前先将变频器断开。

  老型号的晶体管变频器主要有以下缺点:轻易跳闸、不轻易再启动、过负载能力低。由于IGBT及CPU的迅速发展,变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能,大幅度提高了变频器的可靠性。

  假如使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”,其中的“启动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因,将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算,计算出当前时刻所需要的转矩,迅速对输出电压进行修正和补偿,以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。

  此外,由于变频器的软件开发更加完善,可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施,并使故障化解后,仍能保持继续运行,例如:对自由停车过程中的电机进行再启动;对内部故障自动复位并保持连续运行;负载转矩过大时,能自动调整运行曲线,能够对机械系统的异常转矩进行检测。

  展开全部变频器现场调试与故障处理——经验谈一、 到福建省泉州市去调试三台用在纺织机上的15KW变频器,原因:变频器老是跳硬件保护“OCU1”故障,赶到现场后我静态测试机器无问题,主线路、控制线路也完好。我用万用表量零线和地线是通的,问电工才知道他们工厂的零地是共用的。一般变频器接地时,如果该工厂零线与地线是共用的话,最好另处取地线,把地线取下后故障解除。

  故障分析:因为该厂的零线与地线是共用的,变频器接地线也等于接了零线,零线一般会传播干扰信号。而我们的变频器报“OCU1”故障有如下几种情况:1。变频器三相输出侧有短路现象;2。逆变模块损坏;3。外部干扰信号进入变频器。

  由于第一与第二种原因正常排除,就只有第三种外部干扰信号,干扰信号是从地线进入的,所以把地线拆除,就切断了干扰源。这时运行变频器恢复正常。

  二、在福清市调试一台锅炉引风机55KW的机器。故障也是“OCU1”,通常我们这种“OCU1”故障是:外部干扰,三相输出有短路现象,机器内部故障问题。原因是机器一启动到运行到10HZ左右就报,(变频器是用的自由停车,风机惯性也比较大)用户要经常启停变频器。这说明机器问题不太,是干扰问题,(因为电机线放了几十M长,而且控制线和主电源线是混合在一起的)停下变频器半个小时后,观查引风机还在自转。我就把变频器参数变为“先制动,再启动”(F0-011=1 当然还有一些参数要改,这里我就不在说明了,大家可以进我们网站下载技术手册。)然后再启动变频器,故障还有是没有解除,用了几种方案后,最后我们把启动频率提高到3HZ(F0-012=3)问题就解决了。真是什么问题都有呀!

  三 、江门市一个人造板机械上覆铜箔板18层双幅真空热压机组通过变频改造后,油管振动声很大,发出的噪声也大,改用工频运行就正常。

  本机组由二台真空斜轴泵、一台充压泵、一台加压泵,(这是改造的四台机器)。上下料架各一台、一台移动式装卸机及相应的液压系统、真空系统、电控系统组成。一共用了三台55KW,一台75KW的变频器,全部采用多段速运行。

  到现场后发现是两台斜轴泵的管道发出的噪声。把下限频率提升起来到30HZ(原来20HZ)还是不行。用了好几种方案还是不能解决问题,通过观察当斜轴泵加速时就发出这种噪声,后来想到可能是多段速的加减速时间可能设置太长,把减速时间调到5HZ(原来15HZ,真空泵的负载一般不是很重),噪声也就消失了。

  四,我遇到一个难解的故障,是这样的,一个客户打电话我,说我们公司的一批机器 通过上位机控制,上位机给启动指令时能启动,但给停止指令时就不能停机。具体如下,

  40台11-22KW的风机节能改造,每台变频器都用一个上位机DDC模块控制(加拿大生产)。上位机主要是监测变频器的故障报警、过滤网报警、频率、启停、温度等。其它都正常,就是启停时有麻烦。后来到现场检测,故障真是这样,然后查看上位机DDC模块的说明书,最后发现是DDC模块的干接点不接受直流24V,只接受交流24V或者是无源信号都行,所以才会出现上面这种现象。后来加一个继电器就解决了。

  五,也是一个与上位机联机控制的变频器,故障是上位机给运行信号,变频器不接收,其它都正常,而变频器本身就能运行起来,只要一联上位机就不行。我就跟客户讲,把线路再好好的检查一下,用户硬说很好,没有问题。我就认定是线路故障,后来我们技术到现场处理时,就发现一条接24V的线没接捞搞。

  1、一用户反映PLC给信号到变频器时,经常出不必要的故障,比如给假信息,或者变频器不接收信息.由于客户比较急用,我们就赶到现场处理,检测了变频器,PLC,电源,设备均正常.初步认定是干扰引起.我们在PLC的电源模块及输入/输出的电源线上接入滤波器,问题还是得不到明显的改善,后来把变频器和PLC的电源线,控制线分开走线,这时故障才解除..

  2、最近有一客户打电话来反映,由三台变频器组成的调速系统(装在同一个变频柜里),出现如下情况:用外接的电位器调频率时,发现异常使转速产生波动.然后就会报故障.到现场后检查了电源,负载,电位器,控制线路都正常.在调试变频器时,当一台单独运行时,工作正常,三台同时运行时就会出现异常.这可能是干扰引起.

  对策:将三台变频器移出变频柜,分别装在一个单独的变频柜里,电位器也分开,然后改用屏蔽线。最后干扰清除,三台都能同时运行.

  3、前几天,接到一个用户电话,说给一台印刷机做节能改造,用多段速运行。(3。7KW)变频器单独运行印刷机很正常,当与印刷机的送纸机同步运行时,报软件过流故障。代理商技术员调了一天,没有调好,就认定是我们的机器有问题,不能用要退货。

  后来到现场维护处理,检测了线路,变频器都无问题。看了一下设备,印刷机里有两台电机,一台主电机,(就是改造的3。7KW的),还有一台是给送纸机用的,起上下降作用。变频器单独运行印刷机正常,就是与送纸机同步运行时报故障。这些动做都是通过接触器,继电器工作。印刷机设备也没有接地,而我们变频器的接地也就是接在印刷机设备上,所以根本没有接地,认定是干扰故障。

  续、谈一谈现场遇到的线。在福建省出差做售后服务时,我们代理商的客户有一台伦茨5.5KW的变频器老跳故障。机器发出去检修了两次都没有问题,拿回来用就是不行,维修人员到现在也没看出什么问题,刚好碰上了客户跟我一讲,引用了我的兴趣想过去看看。到现在观看了一下现场,这台机器是接上位机控制的变频器;控制线路多;现场环境温度也很高,站一会就冒汗;机器用了好几年了。跟据这几点,我怀疑是线路有短路。我把所有的控制线路去掉,不带负载;空载运行半小时正常,接上负载后也正常,后接上控制线就报故障了。这让我心里有点低了,把所有控制线拆下测量,最后发现有两根线老化短路,其它的线也有不同的老化,只是没有这么严重。把所有控制线换掉,运行变频器一切都很正常。

  2。浙江省某纺织厂一台110KW变频器用在空压机上,用PID控制。最近上电就没有显示,没有24V,其它都正常。代理商的技术员到现场更换了电路板还是不行,变频器改造时又没有改旁路,客户急得很,打了好几个电话到公司。赶到现场后检测变频器正常,把控制线去掉后,单独运行变频器完好。不过24V电路被烧坏,这肯定也是短路造成的。用户控制线走线不是靠墙走,而是从地上走线,也很随便,地上也较乱。这是一个低极错误。把控制线拉去来测量,发现有多处损坏而短路,而且都是被硬物压坏的。

  3。上月到江西一个煤矿企业处理一台160KW国产变频器,故障原因是老跳过载保护,空载运行就没有问题,量三相也平衡。由于此机过了保修期,客户怕返回厂家麻烦,我刚好出差到了江西,受客户所托就赶过去看看,现场环境真的不敢想呀!我至今还有阴影。进到现场最多支持10分钟,带口罩也只能半小时,煤灰太多,又难闻,不好意思了,又谈起我的感受了,谈正题。

  在现场检查了外部线路,操作台都正常,变频器三相也正常,电路板上的电流检测电路也没有什么问题,那故障出在那里了,我就想到霍尔传感器,霍尔线,测量传感器阻值是正常的,可能就是霍尔线不良了,取下来用万用表测量,发现还真是有一根信号线断了,用电烙铁焊好后运行变频器就正常了。

  此变频器就安装在电机旁边,可能是振动引起的吧!当然原因是多方面的,这也只是我的个人意见了,当然变频器安装在电机旁边本来就是不合理的,希望大家注意了。

  4。曾在一台设备上用过4台18.5的变频,在我们公司出厂前都经过严格的调试,但是到了用户现场,电工接完线上电后告诉我总是对方总空开跳闸,有时是某一台变频起动就跳闸,有时是两台起动跳闸。

  我到现场后,检查所有接线、变频参数设定及硬件都没用问题,到厂家总空开处看发现他们的空开是临时借用的,地线和中线短接且有漏电保护作用,只有30mA。而技术使用手册上标明每台变频器都应不大于30mA的漏电流。将对地漏电保护线拆除故障就没了。

  跟据这几个现场经验,建议我们的用户在安装变频器时,对线路走线,安装都要考虑是否符合安全规范,有条件最好套PV管或铜、铝、铁管,这样即可保护好线路又可以屏蔽,如有条件建议安装旁路,这样就避免不少麻烦。

  一、今年六月接到一个客户的电线KW的变频器带负载时变频器发热严重,(此机已用了一年多了),想返回公司维修。我就问他,电机有没有发热,他说没注意到,他观查了以后打电话说电机也发热。我要求他把变频器更换到另一台电机上面用,看有没有这种现象,后来说没有很正常,还是带的18.5KW 的。最后不用我说用户就知道怎么做了,这说明电机存在问题。所以我们在遇到问题时,就不要急,静下心来慢慢查原因。一切故障都有因果是不是!

  二、今天修了一台110KW的变频器,故障原因是温度过高引起变频器炸,电解电容炸爆,现在是夏天来了,好多地方高温不断,我们应该多注意呀!如果自己的变频器是用在温度过高的地方,想法改善一下要作环境为上策。

  具体内容如下,他在给客户一台18.5KW锅炉引风机安装一台18。5KW的变频器,变频器安装好后一启动,配电房分闸就跳,原来配电房每路都安装了漏电保护器(200mA动作,30mA脉冲)。要求客户拆除漏电保护遭拒绝,后将载波频率调到1KHz,改变变频器启动方式仍未能解决,最后怀疑电机的电源线米左右且埋于地下,但要求客户更换也有困难(其原先工频使用正常)。请问有没有什么简单有效的解决方法?请您帮忙解答,不胜感激!

  解答;漏电保护器一般检测到三相不平衡度为%20以上就会跳保护,当安装变频器后三相不平衡度一般会超过%50以上,所以漏电保护器肯定会跳。下面我给出几种方法,希望能帮到你。

  方法二:把漏电保护器更换为变频器专用漏电保护器,市面上有卖变频器专用漏电保护器的。

  五、最近我遇到一个现场变频器调试问题,这个问题很值得我们借鉴,所以我就发上来和大家一起分享!

  具体问题如下:一个山东的客户打电线KW变频器在运行中老是跳过流“OC”保护故障,根据经验这个故障是比较难处理的,因为“OC”故障有几下几种情况:1。机器负载输出侧有短路;2。负载太重,加速时间太短;3。变频器模块损坏;4。外部干扰信号等。

  这几个现象用户说有考虑到,负载工频用没有关系,加速时间已设定到60S,变频器也加装了电抗器,最重要的一点就是变频器不带负载运行正常。听到这些我郁闷半天,最后我就问用户自己有没有维修过变频器,或者说运行过变频器没有。过了一会儿用户回电给我说,这台变频器被电工换过主控板,由于这种75KW的变频器显示不正常,电工就从一台备用机37KW变频器机器上拆下来的更换上去的。由于我们公司变频器37KW和75KW的主控板是一样的,只是参数设定不一样,电工就很自信的更换上去,37KW的变频器参数与37KW电机参数相符合,与75KW电机参数肯定不相符如(电流、功率、极对数、转数、电流采样等)。所以用在75KW上肯定会报“OC”故障。建议用户在没有搞清状况下,不要轻易维修变频器,如果维修而又对变频器不是很了解,可以先找一下这方面的技术员了解一些情况,也可以直接找厂家。

  六、接到一个代理客户的投诉电线的变频器,代理商把变频器在家里都把参数都试好,也运行了变频器正常,但是到了用户现场,电工把变频器接完线后,通交流电源总是对方总空开跳闸,有时是某一台变频起动就跳闸,有时是两台起动跳闸。

  我到现场后,检查所有接线、变频参数设定及硬件都没用问题,到厂家总空开处看发现他们的空开是临时借用的,地线和中线短接且有漏电保护作用,只有30mA。而MM440使用手册上标明每台变频都会有不大于30mA的漏电流(因为改用变频器后漏电流可以会达到50MA以上)。将对地漏电保护线拆除就好了。

  七。最近去河北调试一批变频器,主要是用在炼胶机上,炼出来的胶用于电缆上。刚开时我不知道是用在炼胶机,客户说是用在风机水泵类负载上。所以定的变频器也就是风机水泵型的,我一赶到现在一看原来如此!这那里是风机水泵负载,这不是在忽悠人吗!!客户的技术员还说这就是轻载呀,还要求用闭环控制,我说有反馈过来吗,有压力有流量吗?他说没有,反正要用闭环才能节能。把我气晕了。后来在领导安排下安装了一台一试,根本就启动不起来,一按运行就保过流保护,已经达到180%的过载率。这种现场就不太适合做变频改造,后来客户要求改造,只好全部更换重载型的变频器才能解决问题!真的是磨人呀!!

  昨天接到一个代理商技术支持电线KW的钟织纺织机上,运行几个小时后,电机不转;但变频器还有频率显示,而且还不报故障,就是电机不转。以为是变频器有问题,后又更换了一台新的,故障依然如此。

  以前是装的‘XX’的变频器损坏了,现改装我们的变频器遇到这种情况,真是难见的问题呀!后来发现按正转按钮变频器运行时,正转和反转指示灯都亮;这就奇怪了,难道又是干扰引起,我们换成屏蔽线后,一切正常。

  九。最近接到一个做机械配套的用户电话,反映我们的变频器对他机械设备上的触摸屏产生干扰.具体故障如下:

  用户说设备使用中触摸屏经常花屏或变成蓝色.看不到数据,只要重新断电再送电,故障就没有了,过十几分钟故障又开始出现,用户要求技术支持现场处理.

  故障分析与处理:我们到现场后,发现变频器是由触摸屏控制,检查了变频器,外部控制线路,设备都正常.换上新的变频器后试了一会儿,故障依然存在.后把控制线换成屏蔽线加磁环,故障还是没有得到解决.

  最后,我怀疑是触摸屏上有问题,我把触摸屏上的电源线扒掉再重新插上,故障就没了.一会儿又出现故障,后把所有的信号线插头都扒掉,还是有问题.

  真是奇怪了,是那里干扰呢!在这时我突然想到触摸屏后的接地线,把接地线取下.设备正常运行了一小时都没出现故障.后来检测是因为接地不良,接地电阻比较大引起.

  十。去年(2007)12月份,我到淅江一个现场处理了一个很有意思的故障,相信这个故障对大家有所帮助.

  该用户用了我们公司一台160KW的变频器,操作面板采用远程监控,接线M.

  故障现象:变频器在启动时操作面板显示模糊,数字不停的跳动。运行到正常频率后,有时会跳动,有时会闪烁。严重影响用户的操作与使用,要求我们公司派技术人员现场处理。

  处理分析:到达现场后观看了整个操作程序,还真是客户所说不停的闪烁。依具经验这种故障肯定出在线路上,由于接线比较长,存在损耗,机器是代理安装,150M的远程线也是代理自己做的线。查看面板线是采用屏蔽线,而且另一端是屏蔽接地了。按照标准这应用是正常的接法,但我用了好几种方法都不见效,如加磁环,重新走线等,最后我采用了两端屏蔽接地的方法,效果显著,而且跳动与闪烁故障完全解除。

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