变频器常见故障诊断及维修对策

变频器常见故障诊断及维修对策
频器在正常使用5年后，便进入故障高发阶段。如果使用环境恶劣、操作失当、维护不及时，则会导致故障发生率剧增，大大缩短设备使用寿命。因此，研究各式变频器工作特点，并进行定期的日常维护、正确的故障诊断、合理的变频器维修十分必要。变频器的常见故障点主要出现在整流电路、滤波电路、控制电路、逆变电路等变频器的重要构成部分。

1 整流电路 　　
整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。按使用的器件不同，有可控整流电路和不可控整流电路之分，前者使用器件为晶闸管，后者为二极管。整流模块损坏是变频器常见故障。判断整流模块是否损坏，可以在静态中通过万用表电阻挡测量正反向或使用耐压表来完成。对于大功率的丹佛斯、台达等上半桥为可控硅、下半桥为二极管的变频器整流电路，可通过在控制极加上10 V左右直流电压，试其能否正向导通，来判断可控硅的好坏。而集成晶闸管与开关管于一体的小功率变频器富士，例如G9S，其整流模块的损坏常与外部电源关系密切。 　　
对于采用三相全波整流的中大功率变频器而言，整流器件发热量大，极易导致过热，发生击穿，进而快速熔断器发生熔断，造成整机停机。维修时应选整流模块，首选同型号的整流模块，次选同容量其他类型的整流模块，安装时在与散热片接触的面上均匀地涂抹适当厚度的硅脂，再紧固安装螺丝。 　　
2 滤波电路 　　
为了减少电压或电流的波动，必须对整流电路的输出进行滤波，主要通过采用大容量电容对整流电路输出电压和大容量电感对输出电流进行滤波，前者称为电容滤波，后者称为电感滤波。目前，主流变频器以电容滤波为主；通用变频器直流侧的滤波电容容量较大，在接入电源瞬间常产生大电流值充电电流，容易导致电源开关跳闸。此外，起动电阻被烧坏也是常发故障之一。以ABB的ACS300为例，其开关电源的损坏，正是因为变频器开关电源采用了LT1244集成块，受工作电压的突变和自身所带负载的原因，使得用于滤波的电容成为开关电源损坏的“罪魁祸首”。正常使用情况下，电容的使用寿命为5年。日常检修中，建议电容容量的检查周期为1年，若容量超过20%应及时更换。除检查容量外，滤波电容还要进行耐压测试，通过观察电容上的安全阀是否爆开和有无漏液现象来判断电容的好坏。 　3 控制电路 　　
控制电路给控制回路提供控制信号，主要由运算电路、电压、电流检测电路、速度检测电路4部分构成。变频器在使用中，应当首先对参数进行正确的设置，比如确认电机参数、变频器采用的控制方式、变频器的启动方式、给定信号频率的选择，排除参数问题导致的故障后，着手进行障碍诊断。 　　
以OC（超频）故障为例，在FVR075G7S-4EX系列中，首先确定是否由电流限制造成过电流的产生，再判断是否属于电流检测电路，最后测试霍尔传感器，检查是否由传感器损坏造成电流产生，按照此次序基本可以排除OC故障。再如，台安变频器N2系列的产生过电流OC故障原因：电机故障（首先确定是否属于故障，余下原因均属于变频器故障），PIM模块的损坏（通过万用表测量并加测驱动电路波形进行确定），加速时间过短，驱动电路上的短路，检测CT损坏，大功率晶体管的损坏。而三菱Z024的OC故障则主要由驱动电路老化或IPM模块的损坏引起；A200系列驱动电路是采用陶瓷封装的厚膜电路，其OC故障主要由驱动电路的损坏造成；小功率三垦IF/IHF系列的OC故障也主要来自于IPM模块和驱动光耦的损坏。 　　
再以OV为例，三肯SVF303系列中，主要通过检查电阻是否氧化变值或光耦是否有短路来确定症结所在等。而对富士G5S变频器而言，因为主电源因素引起的故障或因检测电路损坏而引起的故障可能性较大。对于常见品牌的控制电路故障还有：ACS500驱动厚膜的损坏和散热风扇故障（一般更换偏转电容即可恢复）；SJ300系列变频器的E30报警（功率模块损坏或上桥驱动电路故障）和无显示故障（一般由开关电源厚膜的损坏引起）；A200的LV故障（母线检测电路故障是主因）；A500系列的UV故障，开关电源损坏，CPU板的损坏等；西门子6SE70系列则有直流电压低故障（采样电阻的损坏而导致），该系列常见故障现象还有F025、F026、F027等；对于ECO的变频器，最常见故障有电源板的烧坏和功率模块的损坏；安川616G545P5则频发SC故障、开关电源损坏、过热和欠压；LG-IG5系列变频器因散热风扇的损坏、内置的温度检测电路损坏和主板故障造成HW故障；丹佛斯系列变频器多发开关电源损坏、IGBT模块损坏、ALARM29、限流运行和欠压等故障。 　　
4 逆变电路 　　
逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，其故障形式主要是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏容易直接导致驱动元件损坏，尤其容易损坏稳压管和光耦。反之，驱动电路故障也经常导致IGBT模块烧坏。以VF-7F系列变频器为例，其逆变模块的故障有变频器在正常运行中突然失电，即使重新上电仍无法启动。此类故障多数是由PWM调制波信号变化、功率模块的损坏造成的，通过更换逆变模块即可恢复正常运行。DV707系列变频器则常常出现逆变模块和驱动电路同时损坏的现象，主要是IGBT大功率晶体管在无负压下，出现无效关断，产生误导通，此类故障只能通过更换元件来完成维修。 　　
在使用变频器的过程中我们发现，变频器故障形式是多种多样的。但只要深刻理解变频器的工作原理，在故障诊断和维护中大胆探索、积累经验，就一定能总结出一套行之有效的故障处理办法。