变频器的故障诊断与排除

1 引言

在现代工业和经济生活中，随着电力电子技术、微电子技术、现代控制理论及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。如何在工业控制中选择性能好的变频器和迅速排除生产中变频器的故障，是专业技术人员共同追求的目标。下面结合笔者的工作经验谈谈变频器的工作原理极其故障与诊断。 信息来自:输配电设备网

2 变频器的工作原理

由变频器的工作原理可以知道，三相交流异步电动机的同步转速表达式为：

n=60 f(1-s)/p (1)

式中: n—异步电动机的转速;

f—异步电动机的频率;

s—电动机转差率;

p—电动机极对数。

由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

3 变频器的组成

变频器是把工频电源(50hz或60hz)变换成频率可调的交流电源，以实现控制电动机的变速运行的设备，其主要由主电路和控制电路组成，主电路包括：整流电路、直流中间、电路逆变电路等;整流电路的作用是把三相或单相交流电变换成直流电，为逆变电路提供所需的直流电源。直流中间电路通过大容量的电容对输出电压进行滤波对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路的功能是在控制电路的控制下将直流中间电路输出的直流电压转换为电压频率可调的交流电压，实现对异步电动机的变频调速的控制将直流电再逆成交流电。控制电路由运算电路、检测电路、控制信号的输入/输出电路和驱动电路组成。

控制电路是给异步电动机供电 (电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路。控制电路由以下电路组成：频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路。

4 变频器常见故障与分析

由于变频器内部是大功率的电子元器件，因此对其工作的物理环境和电气环境具有很高的要求，若物理环境和电气环境达不到其要求，变频器常常会以故障的方式反馈出来。下面就变频器常见故障作简单的介绍与分析。

4.1变频器过温故障

(1) 故障的原因分析

在炎热的夏季过温是变频器经常发生的故障，引起故障可能的原因是变频器工作的环境温度过高，导致变频器的散热器温度超过报警电平，将使调制脉冲的开关的频率降低或者输出频率降低。

(2) 故障诊断和应采取的措施

环境温度必须在规定的范围内，在变频器工作的房间内安装制冷风机，当变频器运行时，制冷风机必须投入运行，使变频器工作在恒温的环境中，减少过温故障的发生;变频器的负载状态和工作/停止周期时间必须适当;变频器的脉冲频率必须设定为缺省值。

4.2 电流限幅故障

(1) 故障的原因分析

由于负载电动机的功率与变频器的功率不匹配或者负载电动机的连接导线太短常常会导致变频器发生电流限幅故障。

(2) 故障诊断和应采取的措施

为了防止变频器发生电流限幅故障，负载电动机的功率必须和变频器的功率相呼应;连接负载电动机和变频器的电缆长度不得超过最大允许值;负载电动机电缆和电动机内部不得有短路或接地故障;输入变频器的负载电动机参数必须与实际使用的电动机一致;负载电动机的定子电阻值必须正确无误;检查负载电动机的冷却风道是否堵塞和负载电机是否发生过载。

4.3 过电压限幅故障

(1) 故障的原因分析

由于变频器达到了过电压限幅值或者当变频器斜坡下降时如果其直流回路控制无效，可能出现过电压限幅这一报警信号。

(2) 故障诊断和应采取的措施

电源电压必须在变频器铭牌数据限的数值以内;禁止直流回路电压控制器(p1240=0)，并正确的进行参数化;变频器的斜坡下降时间必须与负载的惯性相匹配;要求变频器的制动功率必须在限定的限幅以内。

4.4 欠电压限幅故障

(1) 故障的原因分析

由于电网的供电电源发生故障，或者供电电源电压和与之相应的直流回路电压低于规定的限定值，以及变频器使能动态缓冲都是发生欠电压限幅故障的根本原因。

(2) 故障诊断和应采取的措施

故障诊断和应采取的措施，是用户必须保证使用的电源电压必须在变频器铭牌数据限定的数值以内。

4.5 变频器i2t过温故障

(1) 故障的原因分析

引起变频器i2t过温故障的主要原因，是变频器的温度超过报警电平，如果进行了参数化，输出频率或脉冲频率降低。

(2) 故障诊断和应采取的措施

检查变频器的工作/停止周期的时间，工作时间应在规定的范围内;负载电动机的功率是否与变频器的功率相匹配。

4.6 变频器的工作/停