变频器常见故障原因及防范措施

变频器由主回路、电源回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成 。 其结构多为单元化或模块化形式 。 由于使用方法不正确或设置环境不合理, 将容易造成变频器误操作及发生故障, 或者无法满足预期的运行效果 。 为防患于未然, 事先对故障原因进行认真分析尤为重要 。
1、主回路常见故障分析:
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, 通常以比较容易测量的静电容量来判断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5MΩ以下时, 应考虑更换电解电容器 。
2、主回路典型故障分析:
故障现象:变频器在加速、减速或正常运行时出现过电流跳闸 。
首先应区分是由于负载原因, 还是变频器的原因引起的 。 如果是变频器的故障, 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, 可判断是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, 来判断IPM模块是否损坏 。 如模块未损坏, 则是驱动电路出了故障 。 (http://www.diangon.com版权所有)如果减速时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 。 进口泵 。
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断劣化情况比较困难, 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容易发现 。
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 。