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变频器维修故障的流程与处理方法

作者:众享自动化来源:众享自动化网址:http://www.nicezdh.com/

目前人们所说的交流调速系统,主要指电子式电力变换器对交流电动机的变频调速系统。变频调速系统以其优越于直流传动的特点,在很多场合中都被作为首选的传动方案,现代变频调速基本都采用16位或32位单片机作为控制核心,从而实现全数字化控制,调速性能与直流调速基本相近,但使用变频器时,其维护工作要比直流复杂,一旦发生故障,企业的普通电气人员就很难处理,这里就变频器维修常见的故障分析一下故障产生的原因及处理方法。  

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一、参数设置类故障  

  常用变频器在使用中,是否能满足传动系统的要求,变频器维修的参数设置非常重要,如果参数设置不正确,会导致变频器不能正常工作。  

1、参数设置  

  常用变频器,一般出厂时,厂家对每一个参数都有一个默认值,这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下,用户能以面板操作方式正常运行的,但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求。所以,用户在正确使用变频器之前,要对变频器参数时从以下几个方面进行:  (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,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。  

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(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。  

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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。  

3、其他情况  如硬件故障,通讯故障等,可以同供应商联系!

1OC   直流母线过电流         

变器显示OC即过流,其具有瞬间记忆功能,人为不可设定,主要用于逆变器负载侧短路等,流过逆变器器件的电流达到额定电流2.7~3倍时,瞬时停止逆变器运转,并切断电源;变流器的输出电流达到异常值,也将同样停止逆变器运转。

具体处理可按以下逐项检查:         

A 加速时间是否太短;         

B 力矩提升参数是否太大;          

C负载外部是否短路、是否过重。比如小车机构有两台电机拖动,其中一台坏了,另一台就可能出现过流;         

D PG检测回路是否异常,包括PG卡及脉冲编码器;         

E 电流互感器是否异常;         

F 主功率器件IGBT是否异常;         

G 如果以上都没问题,可以断开输出侧的电流负感器和直流检测点,复位后运行,还出现过流,很可能是主控板或触发板出现故障。  

2OV   直流母线过电压  

A.减速时间设置过短  

B.无变流器装置的系统中,制动电阻接线处接触电阻过大

C.有变流器装置的系统中,电源侧变压器容量偏小,当多台岸桥同时工作时,能量不能及时回馈到网侧(变流器报OV,电网容量较小,达不到要求)  

D.制动单元的硬件跳线设置不正确,造成制动过早。

3OS   变频器监测电机超速  

A.减速箱侧制动器失灵  

B.电机轴端编码器故障(如光栅盘裂纹)  

C.编码器与PG卡接线松脱,PG卡与主控板接线松脱  

D.编码器回路接地线松脱,引入干扰电流   

4、UV欠电压故障   变频器显示UV即欠压,也就是说检测出直流母线电压故障。一般设计者在设计变频器的启动电路时,为了减少变频器的体积而选择小限流电阻R1,其阻值在10~50Ω、功率为10~50W。当变频器的交流侧输入电源频繁接通或者旁路接触器MC的触点接触不良,都会导致限流电阻R1烧坏而出现欠压故障。另外还有其它可能:   

A.直流母线侧接触器不能正常工作   a)线圈无电压(接触器不吸合)   b)接触器反馈触点不良(接触器吸合后又脱开)  

B.控制电源电压低(接入变频器的控制电源)  

C.控制电源的外部控制,接触器吸合过早(要先送主电源,后送控制电源,设定时间继电器的延时要合适,否则,报故障)  

5、PGO   编码器断线   A.编码器至PG卡之间的连接线松动。   B.制动器未能按时打开。  

6、 OL   过载   变频器显示OL即过载,主要用于逆变器输出电流超过额定值,且持续流通超过规定的时间,为了防止逆变器器件、电线等损坏,要停止变频器工作。具体分以下三种:

          A 电流超过额定电流150%且持续60s,就报OL1故障,说明电机过载;

          B 电流超过额定电流180%且持续10s,就报OL2故障,说明变频器过载;

          C电流超过额定电流200%且持续5s,就报OL3故障,说明系统过载,也就是钢结构力矩保护。

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 不管哪一种过载,都是由于负载的

变频器维修硬件更换注意事项  

A.IGBT的更换。要测量各路阻值是否平衡。  

B.驱动板的更换,需仔细核对插头与插座的编号是否一致,是否有插座是的。

C.主控板的更换。更换主控板后,需设置变频器的应用参数,电机参数,保 护参数。  

DPG卡的更换。需核对接线端子是否正常。如果换卡后电机启动有震动,不能正常旋转,则需将AB相对调。  

EG5G7系列通讯般的更换,只需核对变频器硬件站号设置的拨码开关。   检查通讯指示灯是否正常。  

F676H5系列变频器,通讯板CP916A是一单独CPU,更换后,需上传配置程   序(无硬件站号开关)


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