變頻器的維修與測試方法1引言變頻調(diào)速器作為一種高效節(jié)能的電機調(diào)速裝置，因其較高的性能價格比，在工廠得到了越來越廣泛的應用。維護、維修、測試變頻調(diào)速器的工作變得日趨重要，因而使變頻調(diào)速器維修測試平臺成為應用領域不可缺少的設備。萊鋼自動化部于2002年設計、組建了變頻調(diào)速器維修測試平臺。變頻調(diào)速器維修測試平臺主要由兩部分組成，維修部分和測試部分。2變頻調(diào)速器維修部分的組成從前幾次維修變頻器的經(jīng)驗來看，與強電相關的器件、大功率器件，電源部分以及相應的驅動部分電路損壞頻率較高，當然在以后的維修過程中會出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象，表現(xiàn)與其相應的電子電路有關。電子設備的維修過程就是尋找相應故障點的過程。在維修過程中，我們還是應該堅持以人為主，設備為輔的原則，充分發(fā)揮人的主觀能動性，降低維修成本，從故障現(xiàn)象入手，分析電路原理、時序關系、工作過程，找出各種可能存在的故障點，然后借助一些維修檢測設備，確定故障點，確定故障元器件，（包括定性與定量指標），然后尋找相應的器件進行替換，使設備恢復其固有的性能指標。 維修過程包括以下幾個方面：第一步，詢問用戶變頻器的故障現(xiàn)象，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、負載的變化。第二步，根據(jù)用戶的故障描述，分析可能造成此類故障的原因。第三步，打開被維修的設備，確認被損壞的程序，分析維修恢復的可行性。第四步，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，以及一些相關的電子電路。第五步，尋找相關的器件進行替換。廣州科沃一工控維修的120第六步，在確定所有可能造成故障，所有原因都排除的情況下，通電進行實驗，在做這-步的時候，一般要求所有的外部條件都具備，并且不會引起故障的進一步擴大化。第七步，在設備工作正常的情況下，就可以進入下一個程序，系統(tǒng)測試。變頻器維修方法在變頻器日常維護過程中，經(jīng)常遇到各種各樣的問題，如外圍線路問題,參數(shù)設定不良或機械故障。如果是變頻器出現(xiàn)故障，如何去判斷是哪一部分問題，在這里略作介紹。一、靜態(tài)測試：1、 測試整流電路：找到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端，將萬用表調(diào)到電阻X10檔，紅表棒接到P,黑表棒分別依到R、S、T,應該有大約幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T,有一個接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復以上步驟，都應得到相同結果。如果有以下結果，可以判定電路已出現(xiàn)異常，A.阻值三相不平衡，可以說明整流橋故障。B.紅表棒接P端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或起動電阻出現(xiàn)故障。2、 測試逆變電路：將紅表棒接到P端,黑表棒分別接U、V、W上,應該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應該為無窮大。將黑表棒接到N端，重復以上步驟應得到相同結果，否則可確定逆變模塊故障。二、 動態(tài)測試：在靜態(tài)測試結果正常以后，才可進行動態(tài)測試，即上電試機。在上電前后必須注意以下幾點:1、 上電之前，須確認輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級變頻器之中會出現(xiàn)炸（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。2、 檢查變頻器各接播口是否已正確連接，連接是否有松動，連接異常有時可能導致變頻器出現(xiàn)故障,嚴重時會出現(xiàn)炸機等情況。3、 上電后檢測故障顯示內(nèi)容，并初步斷定故障及原因。4、 如未顯示故障，首先檢查參數(shù)是否有異常，并將參數(shù)復歸后，進行空載（不接電機）情況下啟動變頻器,并測試U、V、W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情況，則模塊或驅動板等有故障。5、 在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下，帶載測試。測試時，最好是滿負載測試。三、故障判斷：廣州科沃一電梯維修的1201、 整流模塊損壞：一般是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。在現(xiàn)場處理故障時，應重點檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無電焊機等對電網(wǎng)有污染的設備等。2、 逆變模塊損壞：一般是由于電機或電纜損壞及驅動電路故障引起。在修復驅動電路之后，測驅動波形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場服務中更換驅動板之后，還必須注意檢查馬達及連接電纜。在確定無任何故障下，運行變頻器。3、 上電無顯示：一般是由于開關電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無直流電引起，如啟動電阻損壞，也有可能是面板損壞。4、 上電后顯示過電壓或欠電壓：一般由于輸入缺相，電路老化及電路板受潮引起。找出其電壓檢測電路及檢測點，更換損壞的器件。5、 上電后顯示過電流或接地短路：一般是由于電流檢測電路損壞。如霍爾元件、運放等。6、 啟動顯示過電流：一般是由于驅動電路或逆變模塊損壞引起。7、 空載輸出電壓正常,帶載后顯示過載或過電流：該種情況一般是由于參數(shù)設置不當或驅動電路老化，模塊損傷引起。變頻器維修高級知識之維修方法往往變頻器的故障只有一點，而對于維修者最重要的就是找到故障點，有針對性地處理問題，盡量減少無用的拆卸，尤其是要盡量減少使用烙鐵的次數(shù)。除了經(jīng)驗，掌握正確的檢查方法是非常必要的。正確的方法可以幫助維修者由表及里，由繁到簡，快速的縮小檢測范圍，最終查出故障并適當處理而修復。首先談談故障的檢查方法廣州科沃一工控維修的120報警參數(shù)檢查法：所有的變頻器都以不同的方式給出故障指示，對于維修者來說是非常重要的信息。通常情況下，變頻器會針對電壓、電流、溫度、通訊等故障給出相應的報錯信息，而且大部分采用微處理器或DSP處理器的變頻器會有專門的參數(shù)保存3次以上的報警記錄。〖例1〗某變頻器有故障，無法運行并且LED顯示“UV”（undervoltage的縮寫），說明書中該報警為直流母線欠壓。因為該型號變頻器的控制回路電源不是從直流母線取的，而是從交流輸入端通過變壓器單獨整流出的控制電源。所以判斷該報警應該是真實的。所以從電源入手檢查，輸入電源電壓正確，濾波電容電壓為0伏。由于充電電阻的短路接觸器沒動作，所以與整流橋無關。故障范圍縮小到充電電阻，斷電后用萬用表檢測發(fā)現(xiàn)是充電電阻斷了。更換電阻馬上就修好了?！祭?〗有一臺三墾IF11Kw的變頻器用了3年多后，偶爾上電時顯示“AL5”（alarm5的縮寫），說明書中說CPU被干擾。經(jīng)過多次觀察發(fā)現(xiàn)是在充電電阻短路接觸器動作時出現(xiàn)的。懷疑是接觸器造成的干擾，在控制腳加上阻容濾波后果然故障不再發(fā)生了?！祭?〗一臺富士E9系列3.7千瓦變頻器，在現(xiàn)場運行中突然出現(xiàn)OC3（恒速中過流）報警停機，斷電后重新上電運行出現(xiàn)OC1（加速中過流）報警停機。我先拆掉U、V、W到電機的導線，用萬用表測量U、V、W之間電阻無窮大，空載運行，變頻器沒有報警，輸出電壓正常?？梢猿醪綌喽ㄗ冾l器沒有問題。原來是電機電纜的中部有個接頭，用木版蓋在地坑的分線槽中，絕緣膠布老化，工廠打掃衛(wèi)生進水，造成輸出短路。〖例4〗三肯SVF303，顯示“5”，說明書中“5”表示直流過壓。電壓值是由直流母線取樣后（530V左右的直流）通過分壓后再由光耦進行隔離，當電壓超過一定閥值時，光耦動作，給處理器一個高電平。過壓報警,我們可以看一下電阻是否變值，光耦是否有短路現(xiàn)象等。由以上的事例當中不難看出，變頻器的報警提示對處理問題有多么重要，提示你正確的處理問題的方向。類比檢査法：此法可以是自身相同回路的類比，也可以是故障板與已知好板的類比。這可以幫助維修者快速縮小檢查范圍?！祭?〗三墾MF15千瓦變頻器損壞，送回來修理，用戶說不清具體情況。首先用萬用表測量輸入端R、S、T,除R、T之間有一定的阻值以外其他端子相互之間電阻無窮大，輸入端子R,S,T分別對整流橋的正極或負極之間是二極管特性。為什么R、T之間與其他兩組不一樣哪？原來R、T斷子內(nèi)部有控制電源變壓器，所以有一定的阻值。以上可以看出輸入部分沒問題。同樣用萬用表去檢查U、V、W之間阻值，三相平衡。接下去檢查輸出各相對直流正負極的二極管特性時發(fā)現(xiàn)U對正極正反都不通，懷疑U相IGBT有問題，拆下來檢查果然是IGBT壞了。驅動電路中上橋臂控制電路三組特性一致，下橋臂控制電路三組特性一致，采用對比方法檢查發(fā)現(xiàn)Q1損壞。更換后,觸發(fā)腳阻值各組一致，上電確認PWM波形正確。重新組裝，上電測試修復。〖例2〗有一臺變頻器，現(xiàn)象是面板顯示正常，數(shù)字設定頻率及運轉正常，但是端子控制失靈。用萬用表檢查端子無10V電壓。從開關電源入手，各組電源都正常，看來問題出在連接導線上。但是沒有圖紙的前提下在32根扁平電纜中找到10V真要花點時間，剛好有一臺完好的22KW的在，所以就先記下22KW連接扁平電纜的各腳對地電壓，然后再對比37KW的各腳對地電壓，很快找到差異。原來插槽的管腳虛焊，變頻器用一段時間后氧化的作用使之徹底不導通了，重新焊好而修復?！祭?〗有一毛紡廠的梳毛機設備，選用西門子440變頻器，兩臺5.5KW一臺7.5KW實現(xiàn)同步運轉。其中一臺5.5KW的運行兩年后經(jīng)常出現(xiàn)F0011或A0511停機。這兩個報警都表示電機過載，脫開電機皮帶用手盤動電機及設備，沒有異常沉重的現(xiàn)象，將兩臺5.5KW拖動的電機互換，發(fā)現(xiàn)還是原來的變頻器報警，則確定是變頻器出了問題。類比法，不僅可以用在檢查機器內(nèi)部回路，也可以用于現(xiàn)場問題的判別.備板置換檢査法：利用備用的電路板或同型號的電路板確認故障，縮小檢查范圍是非常行之有效的方法。若是控制板出問題常常只有更換別無他法，因為大多數(shù)用戶幾乎不會得到原理圖及布置圖，從而很難作到芯片級維修。電源板及驅動板等控制板以外的電路板是可以修理的，其他章節(jié)會進一步介紹?這里主要介紹控制板的置換?！祭?〗三墾MF15KW變頻器確認控制板損壞，手頭沒有15KW的主控板，于是將一臺主回路報廢的MF2.2KW的主控板換上，但是必須要進行參數(shù)設定。首先打開參數(shù)90，寫入“7831”，確認后，變頻器顯示“PASS”，再確認，寫入“28”（28代表15KW），再把參數(shù)恢復出廠值（參數(shù)36寫入1），這樣控制板就換完了。F面介紹幾個品牌控制板容量的改寫方法僅供參考品牌及型號密碼參數(shù)密碼容量參數(shù)三墾MF無783190=(2.2KW23,3.7KW-24,7.5KW-26….15KW-28,22KW-30,30KW-3145KW-33,75KW-35,110KW-37…)三墾IHCD900=1365CD202極數(shù)功率富士G9P9無StopProgReset同時按C050=G91=P9C07電壓等級C08=(5.5KW—10,15KW—13,18.5KW—14…30KW——16,45KW—17,55KW—18…西門子MDV復合參數(shù)密碼P12=196.5P13=41.2P99=1P85015KW=1218.5KW=1322KW=14隔離檢査法：有些故障常常難于判斷發(fā)生在那個區(qū)域，采取隔離的辦法就可以將復雜的問題簡單化，較快地找出故障原因?！祭?〗維修一臺英泰變頻器，現(xiàn)象是上電后無顯示，并伴有嘀嘀的聲音。憑經(jīng)驗可斷定開關電源過載，反饋保護起作用關斷開關電源輸出，并且再次起振再次關斷而產(chǎn)生的嘀一嘀聲。首先去掉控制面板，上電發(fā)現(xiàn)依然如故，再逐個斷開各組電源的二極管，最后發(fā)現(xiàn)風扇用的15V有問題?？墒秋L扇并沒有運轉信號，不應該是風扇本身問題，看來是風扇前端的問題。最后發(fā)現(xiàn)15V的濾波電容特性不對，拆掉濾波電容測量，果然是老化了。換上新的電容就修復了。直觀檢査法：就是發(fā)揮人的手、眼、耳、鼻的感知器官來尋找出故障原因。這種方法常用并且首先使用?！跋韧庠賰?nèi)”的維修原則要求維修人員在遇到故障時應該先采用望、聞、問、摸的方法，由外向內(nèi)逐一進行檢查。有些故障采用這種直觀法可以迅速找到原因，否則會浪費不少時間，甚至無從下手。利用視覺可以線路元件的連接是否松動，斷線接觸器觸電是否燒蝕，壓力是否時常，發(fā)熱元件是否過熱變色，電解電容是否膨脹變形，耐壓元件是否有明顯的擊穿點。上電后聞一聞是否有焦糊的味道，用手摸發(fā)熱元件是否燙手。很重要的是還要問，問用戶故障發(fā)生的過程，有助于分析問題的原因，便于直接命中要害?有時問問同行也是個捷徑?！祭?〗一臺三墾IP55KW變頻器在保修期內(nèi)損壞，上電無顯示。打開機器蓋子，仔細的觀察各個部分，發(fā)現(xiàn)充電電阻燒壞，接觸器線圈燒斷而且外殼焦糊。經(jīng)過追問，原來用戶電源電壓低，變頻器常常因為欠壓停機，就專門給變頻器配了一個升壓器。但是用戶并沒有注意到在夜間電壓會恢復正常，結果首先燒壞接觸器然后燒壞充電電阻。由于整流橋和電解電容耐壓相對較高而幸免于難。更換損壞器件修復。升降溫檢査法：此法對于一些特殊的故障非常見效。人為地給一些溫度特性較差的元件加溫或降溫，產(chǎn)生“病癥”或消除“病癥來查找故障原因〖例3〗有一臺英泰變頻器故障。用戶反映該變頻器經(jīng)常參數(shù)初始化停機，一般重新設定參數(shù)后20分鐘到30分鐘故障重現(xiàn)。首先我認為該故障應該與溫度有關，因為運行到這個時間后變頻器溫度會升高的。我用熱風焊臺加熱熱敏電阻，當加熱到風扇啟動的溫度時，觀察到控制面板的LED忽然掉電然后又亮起來接下來忽明忽暗的閃動，拿走熱風30秒后控制板的LED不再閃動，而是正常的顯示。采用隔離法拔掉所有的風扇插頭，再次加溫實驗，故障消除。檢查到風扇全部短路。看來是溫度到了以后，控制板給出風扇運轉信號，結果短路的風扇造成開關電源過載關閉輸出，控制板迅速失電而參數(shù)存儲錯誤，造成參數(shù)復位。換掉風扇，問題解決。破壞檢查法：就是采取某種手段，取消內(nèi)部保護措施，模擬故障條件破壞有問題的器件。令故障的器件或區(qū)域凸現(xiàn)出來。首先聲明這種方法要有十分的把握來控制事態(tài)的發(fā)展，也就是維修者心理要明了最嚴重的破壞程度是什么狀態(tài)，能否接受最嚴重的進一步損壞，并且有控制手段，避免更嚴重的破壞?！祭?〗修理變頻器當中，遇到一個開關電源故障的變頻器，他的保護回路動作，可以斷定變壓器輸出端有短路支路，可是靜態(tài)無法測量出故障點。我們利用破壞法來找到靜態(tài)無故障的器件。首先斷開保護回路的反饋信號,令其失去保護功能，然后接通直流電源，要求利用調(diào)壓器從0v慢慢升高直流電壓，觀察相關器件。發(fā)現(xiàn)有煙冒出，立刻關掉電源，同時利用電阻短路直流濾波電容迅速放電。冒煙的是風扇電源的整流二極管，原來風扇已經(jīng)短路性損壞了，而該風扇的控制開關信號一直為開狀態(tài)（器件短路造成高電平開狀態(tài)），只要開關電源輸出正常電壓，風扇就短路風扇電源，造成開關電源保護。而在靜態(tài)測量時，又測不到風扇的短路狀態(tài)。敲擊檢查法：變頻器是由各種電路板和模塊用接插件組成，各個電路板都很多焊點，任何虛焊和接觸不良都會出現(xiàn)故障。用絕緣的橡膠棒敲擊有可疑的不良部位，如果變頻器的故障消失或再現(xiàn)則很可能問題就出在那里?！祭?〗某廠的變頻器正常運行了3年多，在沒有任何征兆的情況下忽然停機，而且沒有任何故障信息顯示，啟動后會時轉時停。仔細觀察，沒有發(fā)現(xiàn)任何異樣，靜態(tài)測量也沒發(fā)現(xiàn)問題。上電后，敲擊變頻器的殼體，發(fā)現(xiàn)運行信號會隨著敲擊有變化。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)外部端子FR接線端螺釘松動，而且運行信號線端沒有壓接U型端子，直接連接在端子上，接線處壓到了導線的線皮，導致螺釘由于震動松動后，控制線導線與端子虛連。壓接U型端子，重新擰緊螺釘故障排除。刷洗檢查法：很多特殊的故障，時有時無，若隱若現(xiàn)，令人無法判斷和處理。這時就可以用清水或酒精清洗電路板，同時用軟毛刷刷去電路板上的灰塵，銹跡，尤其注意焊點密集的地方，過孔和與0伏銅層接近的電路也要清洗干凈，然后用熱風吹干。往往會達到意想不到的效果。至少有助于觀察法的應用。〖例1〗某變頻器故障是無顯示，經(jīng)過初步檢測，整流