变频器常见故障及处理方法
摘要:
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动作及发生故障，或者无法满足预期的运 行效果。为防 ...
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动作及发生故障，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 5 MΩ 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。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。 3、控制回路故障分析
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。 1）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。
2）逻辑控制电路板是变频器的核心，它集中了 CPU、MPU 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。
3）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。 4、冷却系统
冷却系统主要包括散热片和冷却风扇。其中冷却风扇寿命较短，临近使用 寿命时，风扇产生震动，噪声增大最后停转，变频器出现 IPM 过热跳闸。冷 却风扇的寿命受陷于轴承，大约为 10000～35000 h。当变频器连续运转时， 需要 2～3 年更换一次风扇或轴承。为了延长风扇的寿命，一些产品的风扇只 在变频器运转时而不是电源开启时运行。 5、外部的电磁感应干扰
如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内
部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频 器。减少噪声干扰的具体方法有：变频器周围所有继电器、接触器的控制线 圈上，加装防止冲击电压的吸收装置，如 RC 浪涌吸收器，其接线不能超过 20 cm；尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主回路分离；变频器控制回 路配线绞合节距离应在 15 mm 以上，与主回路保持 10 cm 以上的间距；变频 器距离电动机很远时，这时一方面可加大导线截面面积，保证线路压降在 2% 以内，同时应加装变频器输出电抗器，用来补偿因长距离导线产生的分布电 容的充电电流。变频器接地端子应按规定进行接地，必须在专用接地点可靠 接地，不能同电焊、动力接地混用；变频器输入端安装无线电噪声滤波器， 减少输入高次谐波，从而可降低从电源线到电子设备的噪声影响；同时在变
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