1  引言

    變頻調(diào)速器作為一種高效節(jié)能的電機(jī)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(yīng)用。維護(hù)、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(yīng)用領(lǐng)域不可缺少的設(shè)備。萊鋼自動化部于2002年設(shè)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(qiáng)電相關(guān)的器件、大功率器件，電源部分以及相應(yīng)的驅(qū)動部分電路損壞頻率較高，當(dāng)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(yīng)的電子電路有關(guān)。電子設(shè)備的維修過程就是尋找相應(yīng)故障點的過程。在維修過程中，我們還是應(yīng)該堅持以人為主，設(shè)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(guān)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(shè)備，確定故障點，確定故障元器件，(包括定性與定量指標(biāo))，然后尋找相應(yīng)的器件進(jìn)行替換，使設(shè)備恢復(fù)其固有的性能指標(biāo)。     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(fù)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(shè)備，確認(rèn)被損壞的程序，分析維修恢復(fù)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(guān)的電子電路。 

    第五步，尋找相關(guān)的器件進(jìn)行替換。 

    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(jìn)行實驗，在做這一步的時候，一般要求所有的外部條件都具備，并且不會引起故障的進(jìn)一步擴(kuò)大化。

    第七步，在設(shè)備工作正常的情況下，就可以進(jìn)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(hù)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(shè)定不良或機(jī)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(yīng)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(fù)以上步驟，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以下結(jié)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(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應(yīng)該為無窮大。將黑表棒接到N端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)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(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動態(tài)測試，即上電試機(jī)。在上電前后必須注意以下幾點:
1、上電之前，須確認(rèn)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(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障,嚴(yán)重時會出現(xiàn)炸機(jī)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(fù)歸后,進(jìn)行空載(不接電機(jī))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(qū)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(fù)載測試。

三、故障判斷： 

1、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(yīng)重點檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無電焊機(jī)等對電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。
2、逆變模塊損壞：
    一般是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動電路之后，測驅(qū)動波形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場服務(wù)中更換驅(qū)動板之后，還必須注意檢查馬達(dá)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(guān)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(qū)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(shè)置不當(dāng)或驅(qū)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(dāng)處理而修復(fù)。

首先談?wù)劰收系臋z查方法

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(yīng)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”（under voltage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(yīng)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(guān)。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。

〖例 2〗有一臺三墾IF 11Kw的變頻器用了3年多后，偶爾上電時顯示“AL5”(alarm 5 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。

〖例 3〗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(jī)，斷電后重新上電運行出現(xiàn)OC1（加速中過流）報警停機(jī)。我先拆掉U、V、W到電機(jī)的導(dǎo)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(jī)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(jìn)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(jìn)行隔離，當(dāng)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(dāng)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。

類比檢查法：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。

〖例 1〗 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(fù)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(fù)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(qū)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(rèn)PWM波形正確。重新組裝，上電測試修復(fù)。

〖例 2〗有一臺變頻器，現(xiàn)象是面板顯示正常，數(shù)字設(shè)定頻率及運轉(zhuǎn)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(guān)電源入手，各組電源都正常，看來問題出在連接導(dǎo)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(dǎo)通了，重新焊好而修復(fù)。

〖例 3〗有一毛紡廠的梳毛機(jī)設(shè)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(zhuǎn)。其中一臺5.5KW的運行兩年后經(jīng)常出現(xiàn)F0011或A0511停機(jī)。這兩個報警都表示電機(jī)過載，脫開電機(jī)皮帶用手盤動電機(jī)及設(shè)備，沒有異常沉重的現(xiàn)象，將兩臺5.5KW拖動的電機(jī)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(jī)器內(nèi)部回路,也可以用于現(xiàn)場問題的判別.

備板置換檢查法：利用備用的電路板或同型號的電路板確認(rèn)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(qū)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(jìn)一步介紹.這里主要介紹控制板的置換。

〖例 1〗三墾MF15KW變頻器確認(rèn)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(jìn)行參數(shù)設(shè)定。首先打開參數(shù)90，寫入“7831”，確認(rèn)后，變頻器顯示“PASS”，再確認(rèn)，寫入“28”（28代表15KW），再把參數(shù)恢復(fù)出廠值（參數(shù)36寫入1），這樣控制板就換完了。

下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 7831 90 =(2.2KW 23, 3.7KW-24, 7.5KW-26 ….

15KW-28 ,22KW-30 ,30KW-31 45KW-33 ,75KW-35, 110KW-37…）

三墾 IH CD900=1 365 CD202 極數(shù) 功率

富士 G9 P9 無 Stop Prog Reset 同時按 C05 0=G9 1=P9 C07 電壓等級

C08=（5.5KW—10,15KW—13,18.5KW—14… 30KW－－16, 45KW—17,55KW—18…

西門子MDV 復(fù)合參數(shù)密碼 P12=196.5 P13=41.2 P99=1

P850 15KW=12 18.5KW=13 22KW=14

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隔離檢查法：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(fù)雜的問題簡單化，較快地找出故障原因。

〖例 1〗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(guān)電源過載，反饋保護(hù)起作用關(guān)斷開關(guān)電源輸出，并且再次起振再次關(guān)斷而產(chǎn)生的嘀—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(fēng)扇用的15V有問題?？墒秋L(fēng)扇并沒有運轉(zhuǎn)信號，不應(yīng)該是風(fēng)扇本身問題，看來是風(fēng)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(fù)了。

直觀檢查法：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。“先外再內(nèi)”的維修原則要求維修人員在遇到故障時應(yīng)該先采用望、聞、問、摸的方法，由外向內(nèi)逐一進(jìn)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。

〖例 2〗一臺三墾IP 55KW變頻器在保修期內(nèi)損壞，上電無顯示。打開機(jī)器蓋子，仔細(xì)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(jī)，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(fù)正常，結(jié)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(fù)。

升降溫檢查法：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(jī)，一般重新設(shè)定參數(shù)后20分鐘到30分鐘故障重現(xiàn)。首先我認(rèn)為該故障應(yīng)該與溫度有關(guān)，因為運行到這個時間后變頻器溫度會升高的。我用熱風(fēng)焊臺加熱熱敏電阻，當(dāng)加熱到風(fēng)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(fēng)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(fēng)扇插頭，再次加溫實驗，故障消除。檢查到風(fēng)扇全部短路。看來是溫度到了以后，控制板給出風(fēng)扇運轉(zhuǎn)信號，結(jié)果短路的風(fēng)扇造成開關(guān)電源過載關(guān)閉輸出，控制板迅速失電而參數(shù)存儲錯誤，造成參數(shù)復(fù)位。換掉風(fēng)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(hù)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(yán)重的破壞程度是什么狀態(tài)，能否接受最嚴(yán)重的進(jìn)一步損壞，并且有控制手段，避免更嚴(yán)重的破壞。

〖例 1〗修理變頻器當(dāng)中，遇到一個開關(guān)電源故障的變頻器，他的保護(hù)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(hù)回路的反饋信號，令其失去保護(hù)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(guān)器件。發(fā)現(xiàn)有煙冒出，立刻關(guān)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(fēng)扇電源的整流二極管，原來風(fēng)扇已經(jīng)短路性損壞了，而該風(fēng)扇的控制開關(guān)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(guān)電源輸出正常電壓，風(fēng)扇就短路風(fēng)扇電源，造成開關(guān)電源保護(hù)。而在靜態(tài)測量時,又測不到風(fēng)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。

〖例 1〗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(jī)，而且沒有任何故障信息顯示，啟動后會時轉(zhuǎn)時停。仔細(xì)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(dǎo)線的線皮，導(dǎo)致螺釘由于震動松動后，控制線導(dǎo)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(fēng)吹干。往往會達(dá)到意想不到的效果。至少有助于觀察法的應(yīng)用。

〖例 1〗某變頻器故障是無顯示，經(jīng)過初步檢測，整流部分及逆變部分完好，所以通電檢察。直流母線電壓正常，可是開關(guān)電源控制芯片3844的啟動的電壓只有2v。分壓電阻的阻值在線檢測小很多，離線檢測正常。采用洗刷法處理后，問題解決。原來是一個電容的正極管腳焊盤與0v層的很近，殘留的助焊劑使之處于半導(dǎo)通狀態(tài)。

〖例 2〗變頻器被送來時，有若干不同的報警記錄。在通電測試過程中同樣出現(xiàn)各種虛假的報警。認(rèn)真清洗控制板與驅(qū)動板連接扁平電纜插座焊點后，問題解決。

原理分析檢查法：原理分析是故障排除的最根本方法，其他檢查方法難以奏效時，可以從電路的基本原理出發(fā)，一步一步地進(jìn)行檢查，最終查出故障原因。運用這種方法必須對電路的原理有清楚的了解，掌握各個時刻各點的邏輯電平和特征參數(shù)（如電壓值、波形），然后用萬用表、示波器測量，并與正常情況相比較，分析判斷故障原因，縮小故障范圍，直至找到故障。

〖例 1〗送修的一臺變頻器同時失去充電電阻短路繼電器、風(fēng)扇運轉(zhuǎn)、變頻器狀態(tài)繼電器信號。經(jīng)過對比試驗，證實問題出在控制板。經(jīng)過分析，問題可能出在鎖存器上，因為這些信號都由這個芯片控制。更換后果然修復(fù)。

總的來說，故障變頻器的檢查要從外到內(nèi)，由表及里，由靜態(tài)到動態(tài)，有主回路到控制回路。以下三個檢查一般是必須進(jìn)行的。

用萬用表檢測輸入端子分別對直流正極和負(fù)極的二極管特性和三相平衡特性。這步可以讓你斷定整流橋的好壞，

用萬用表檢測輸出端子分別對直流正極和負(fù)極的二極管特性和三相平衡特性。這步可以初步斷定逆變模塊的好壞，從而決定是否可以空載輸出。如果出現(xiàn)相間短路或不平衡狀態(tài)，就不可以空載輸出。

開蓋觀察，如果上面兩步?jīng)]有發(fā)現(xiàn)問題，可以打開機(jī)殼，清除灰塵，認(rèn)真觀察變頻器內(nèi)部有無破損，是否有焦黑的部件，電容是否漏液等等。

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