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门子生产的变频器(7.5kVA)整流模块(椭圆形)击穿后,因无同类整 流块配件,采用三垦生产的同容量整流块(矩形)替代后,已运行多年,目前仍 然能正常使用。 中国机械资讯网|4y|(|,|4u i
(2)充电电阻易损坏
']U.I7MIy.GMo6_0导致变频器充电电阻损坏原因一般是:如主回路接触器吸合不好时,造成通流时 间过长而烧坏;或充电电流太大而烧坏电阻;或由于重载启动时,主回路通电和 RUN信号同时接通,使充电电阻既要通过充电电流,同时又要通过负载逆变电流。
        故易被烧坏。其损坏的特征,一般表现为烧毁、外壳变黑、炸裂等损坏痕迹。也 可根据万用表测量其电阻(不同容量的机器,其阻值不同。
       可参考同一种机型的 阻值大小确定)判断。
fd R?$@N~*Z fj0(3)逆变器模块烧坏 中国机械资讯网!Ji:jez%j
中、小型变频器一般用三组IGTR(大功率晶体管模块);大容量的机种均采用多 组IGTR并联,故测量检查时应分别逐一进行检测。IGTR的损坏也可引起变频器OC (+pA或+pd或+pn)保护功能动作。逆变器模块的损坏原因很多:如输出负载发生 短路;负载过大,大电流持续运行;负载波动很大,导致浪涌电流过大;冷却风 扇效果差;致使模块温度过高,导致模块烧坏、性能变差、参数变化等问题。
       引 起逆变器输出异常。如一台FRN22G11S-4CX变频器,输出电压三相差为106V,解体 在线检查逆变模块(6MBP100RS-120)外看,没发现异常,测量6路驱动电路也没 发现故障,将逆变模块拆下测量发现有一组模块不能正常导通,该模块参数变化 很大(与其它两组比较),更换之后。
       通电运行正常。又如MF-30K-380变频器在 启动时出现直流回路过压跳闸故障。这台变频器并不是每次启动时。
       都会过压跳 闸。检查时发现变频器在通电(控制面板上无通电显示信号)后,测得直流回路 电压达到500V以上,由于该型变频器直流回路的正极串接1只SK-25接触器。在有 合闸信号时经过预充电过程后吸合。
       故怀疑预充电往返路性能不良,断开预充电来回 路,情况依旧。用电容表检查滤波电容发现已失效,更换电容后。
       变频器工作正 常。
m*r)g|j8}'A E03.1.2 辅助控制电路故障 中国机械资讯网E!Z&JG [u T
变频器驱动电路、保护信号检测及处理电路、脉冲发生及信号处理电路等控制电 路称为辅助电路。辅助电路发生故障后。
       其故障原因较为复杂,除固化程序丢失 或集成块损坏(这类故障处理方法一般只能采用控制板整块更换或集成块更换) 外。
       其他故障较易判断和处理。
y-h!L9L3{i5~7x N8_0(1)驱动电路故障
B`kp.V7h:Ep+R3Z0驱动电路用于驱动逆变器IGTR,也易发生故障。一般有明显的损坏痕迹,诸如器 件(电容、电阻、三极管及印刷板等)爆裂、变色、断线等异常现象,但不会出 现驱动电路全部损坏情况。处理方法一般是按照原理图。
       每组驱动电路逐级逆向 检查、测量、替代、比较等方法;或与另一块xx(新的)驱动板对照检查、逐 级寻找故障点。处理故障步骤:首先对整块电路板清灰除污。如发现印刷电路断 线,则补线处理;查出损坏器件即更换;根据笔者实践经验分析,对怀疑的元器 件,进行测量、对比、替代等方法判断,有的器件需要离线测定。驱动电路修复 后,还要应用示波器观察各组驱动电路信号的输出波形,如果三相脉冲大小、相 位不相等,则驱动电路仍然有异常处(更换的元器件参数不匹配,也会引起这类 现象),应重复检查、处理。大功率晶体管工作的驱动电路的损坏也是导致过流 保护功能动作的原因之一。驱动电路损坏表现出来最常见的现象是缺相,或三相 输出电压不相等,三相电流不平衡等特征。 中国机械资讯网YKpv1v/mm
(2)开关电源损坏 中国机械资讯网{!JQ O+S.a`0ah
开关电源损坏的一个比较明显的特征就是变频器通电后无显示。如:富士G5S变频 器采用了两级开关电源,其原理是主直流回路的直流电压由500V以上降为300V左 右,然后再经过一级开关降压,电源输出5V,24V等多路电源。开关电源的损坏常 见的有开关管击穿。
       脉冲变压器烧坏,以及次级输出整流二极管损坏,滤波电容 使用时间过长,导致电容特性变化(容量降低或漏电电流较大),稳压能力下降 ,也容易引起开关电源的损坏。富士G9S则使用了一片开关电源专用的波形发生芯 片,由于受到主来回路高电压的窜入,经常会导致此芯片的损坏。
       由于此芯片市场 很少能买到。
       引起的损坏较难修复。 另外,变频器通电后无显示,也是较常见的故障现象之一,引起这类故障原因, 多数也是由于开关电源的损坏所致。如MF系列变频器的开关电源采用的是较常见 的反激式开关电源控制方式,开关电源的输出级电路发生短路也会引起开关电源 损坏,从而导致变频器无显示。
2Y9J+V:u?R }0(3)反馈、检测电路故障 中国机械资讯网B*pPA"W NX C
在使用变频器过程中,经常会碰到变频器无输出现象。驱动电路损坏、逆变模块 损坏都有可能引起变频器无输出,此外输出反馈电路出现故障也能引起此类故障 现象。有时在实际中遇到变频器有输出频率,没有输出电压(实际输出电压非常 小,可认为无输出),这时则应考虑一下是否是反馈电路出现了故障所致。在反 馈电路中用于降压的反馈电阻是较容易出现故障的元件之一;检测电路的损坏也 是导致变频器显示OC(+pA或+pd或+pn)保护功能动作的原因,检测电流的霍尔传 感器由于受温度,湿度等环境因素的影响,工作点容易发生飘移,导致OC报警。 总之,变频器常见故障有过流、过压、欠压以及过暖保护,并有相应的故障代码 ,不同的机型有不同的代码,其代码含义可查阅随机使用说明书,参考处理措施 进行解决。过流经常是由于GTR(或IGBT)功率模块的损坏而导致的,在更换功率 模块的同时,应先检查驱动电路的工作状态,以免由于驱动电路的损坏,导致GTR (或IGBT)功率模块的重复损坏;欠压故障发生的主要原因是快速熔断器或整流 模块的损坏,以及电压检测电路的损坏。
       电压检测采样信号是从主直流回路直接 取样,经高阻值电阻降压,并通过光耦隔离后送到CPU处理,由高低电平判断是欠 压还是过压;过热停机,多数原因是由意气消沉却风扇散热不足引起的。如我厂铝电解 车间环境恶劣。
       高粉尘、高温(夏季厂房上部气温高达56℃)、高氧化铝粉尘、 氟化氢腐蚀气体使多功能天车上变频器内电路板易积尘、风扇粘死、电子器件老 化迅速、GTR(或IGBT模块过热烧坏,故经常出现过热保护。
       特别是在夏季,这种 现象更加频繁。
       而且模块烧坏率很高,即使入口机型(如Siemens、senken、fuji 等)情况也是如此。为解决这个问题,我们通过加大天车上使用变频器容量,才 初步降低了变频器的故障率和报废率,但效果并不理想。 4 降低变频器故障和延长使用寿命的措施 根据实验证明,变频器的使用环境温度每升高10℃,则其使用寿命减少一半。为 此在日常使用中,应根据变频器的实际使用环境状况和负载特点,制定出合理的 检修周期和制度,在每个使用周期后,将变频器整体解体、检查、测量等全面维 护一次。
       使故障隐患在初期被发现和处理。
w7sgN~7l:ml5r9y_04.1 作好检修工作 中国机械资讯网+V)L2ds+P];^C0c
(1)定期(根据实际环境确定其周期间隔长短)对变频器入行全面检查维护,必 要时可将整流模块、逆变模块和控制柜内的线路板进行解体、检查、测量、除尘 和紧固。由于变频器下进风口、上出风口常会因积尘或因积尘过多而堵塞,其本 身散热量高,要求通风量大,故运行一定时间后,其电路板上(因静电作用)有 积尘。
       须清洁和检查。中国机械资讯网 TP+sn$O"A8d@
(2)对线路板、母排等维修后,要进行必要的防腐处理。
       涂刷绝缘漆,对已出现 局部放电、拉弧的母排须取除其毛刺,并入行绝缘处理。对已绝缘击穿的绝缘柱 ,须xx炭化或更换。 中国机械资讯网"s9\\}S9?+LN E q
(3)对所有接线端检查、紧固。
       防止松动引起严重发热现象的发生。
6k4\\2y)L7]7t+p(b|-F0w0(4)对输入(包括输出)端、整流模块、逆变模块、直流电容和快熔等器件进行 全面检查、参数测定,发现烧毁或参数变化大的器件应及时更换。 中国机械资讯网R Q%WDYc8pM]z9x
(5)对变频器内风扇转动状况、要经常仔细检查,断电后,用手转动风叶。
       观察 轴承有无卡死或转动不灵活现象,必要时更换处理。
HTZ N~2]7f0(6)仔细检查控制电路板上电子元器件,检查和处理脱焊、变色、鼓肚、开裂、 断线(印刷板线路)等异常现象,必要时对外表异常的元器件。
       可从电路板上脱 焊测量检查或更换。 中国机械资讯网Z-z)f9Y3_6`l
(7)由于变频器在设计时其电子元器件考虑了使用老化引起的容量降低问题,故 在维修中,不必对容量降低小的电容立即更换。在实际中,电容容量降低高低与 变频器使用环境、负载大小、工作制等状况有直接的关系,恶劣环境、负载越大 、停启频繁等运行状况,会加速直流主电容老化。另外。
       定期维护时,要详细检 查主直流回路电容器有无漏液、外壳有无膨胀、鼓泡或变形,安全阀是否冲开, 并对电容容量、漏电流(漏电流大。
       会使电容器过暖,引起安全阀冲开,甚至电 容爆炸)、耐压等进行测试,对容量降低30%以上、漏电流超过70mA、耐压低于 650V的电容应及时更换。对新电容或长期闲置未使用的电容,应进行性能测试, 满足使用要求后才可替换使用。
J/m6d w{DEy0(8)对整流块、逆变GTR(或IGBT)等大载流量的器件要用万用表、电桥等仪器 、工具进行检测和耐压实验,测定其正向、反向电阻值。
       并做表格记录,对参数 相差较大的模块要更换。 中国机械资讯网Z7_.`#zrO mE"m
(9)对主接触器及其它辅助继电器入行检查,仔细观察各接触器动静触头有无拉 弧、毛刺或表面氧化、凹凸不平,发现此类问题应对其相应的动静触头进行更换 ,确保其接触安全可靠
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通用变频器维修案例
以下实例是我们公司产品在实际使用中出现的故障问题,也是我平时总结出来的果实,并且有钟对性的论述了这些实例的故障分析、故障原因、故障处理、故障维修。由于变频器的结构原理基本上差不多,当然故障处理与维修也相差不到那里去,所以通过这些实例,希望上述实例对于同仁们在传统的电气传动设备维护与维修和推进高新技术产品的普及应用工作中能有所启示和借鉴。
注:有些参数或故障可能没有讲得很明白,希望谅解!大家可以到我们公司网站下载变频器技术资料 网址:www.stardrive.com.cn
先讲解一些变频器维修用的检测仪器,最基本的仪器设备有:指针式万用表、电容表、示波器、频率表、信号发生器、直流电压源、驱动电路检测仪、电动机、代负载等
变频器无显示故障的维修
例一:一台11KW
故障现象:通电无显示故障
故障分析:变频器高压直流供电LED灯亮,说明高压直流供电正常。检测低压直流供电都没有直流电压。
       这正是开关电源电路不工作的现象。开关电源电路不工作实际上就是开关管(K1317)不工作,检测直流电压没有送过来。查出是连接高压直流电端与脉冲变压器初级端之间降压电阻损坏开路。
故障原因:降压电阻老化损坏开路,致使高压直流电未能加到脉冲变压器的初级绕组上。开关电源无法工作,整个变频器无低压直流供电,出现无显示故障。
故障处理:更换降压电阻。
例二:一台7。5KW
故障现象:没有任何显示,黑屏
故障分析:测量IGBT模块正常。
       拆开机器,发现电源电路有明显炸黑的痕迹,说明开关电源已经烧坏。测量开关管K1317损坏,Z1二极管IN4746开路,保护电阻R1,R8,1R/1/2W断路,LED灯也炸飞,只有UC3844正常。
故障原因:由于器件老化造成。
故障处理:更MOS管K1317,R1,R81R/1/2W,二极管IN4746,变频器恢复工作。
例三:一台1。5KW
故障现象:没有任何显示
故障分析:变频器高压直流供正常,面板无任何显示,而且变频器控制电路上都没有一点电压,属于开关电源电路不正常工作。
故障原因:变频器是由UC3844损坏后输出电流高电平,使开关管长期导通状态,长时间过流导致开关管损坏。
故障处理:检测开关管K1317漏极上电压正常,测得控制极上无脉冲信号,而只有一直流电压。这说明UC3844输出信号不正常,经检查UC3844已经损坏,同时开关管K1317也损坏。更换已坏的无器件即可正常工作。
例四:一台5。5KW
故障现象:无显示
故障分析:变频器通电后,面板无显示,但高压LED指示灯亮。检测变频器无低压直流供电,开关电源也正常,直流电路也没发现什么短路,开路,断路现象,那故障会出在那里,后来就用最笨的方法——替代法,把T1变压器替换一个新的变压器,上电测试还真的有直流电压了,这说明是T1变压器损坏。
故障原因:由于变频器使用几年了。
       变压器老化损坏造成。
故障处理:更换变压器即可
例五:一台30KW
故障现象:显示不正常。
故障分析:变频器高压LED指示灯亮,主控板上的LED指示灯也亮,这说是变频器开关电源正常。主板和主控板上的直流电压也都正常如(5V、10V、15V、24V)都有。后来用示波器检测主控板,发现有一个芯片HC245有输入电压和信号。
       而无输出信号,可能就是它损坏
故障原因:用户可能在使用变频器时,经常带电扒插操作面板。
       造成主控板上的芯片HC245损坏。
故障处理:更换芯片HC245即可。
变频器功率模块损坏的维修
例一:一台5。5KW
故障现象:静态测量逆变模块正常,整流模块损坏。
故障分析:整流器损坏通常是由于直流负载过载。
       短路和元件老化引起。测量PN之间的反向电阻值,(红表笔接P,黑表笔接N)。
       可以反映直流负载是否有过载短路现象。测出PN间电阻值150R,正常值应大于几十KR,说明直流负载有过载现象。逆变模块是正常的可以排除。
       检查滤波大电容,均压电阻正常,测制动开关元件损坏短路,拆下制动开关元件测PN间电阻值正常。
故障原因:制动开关元器件的损坏可能是由于变频减速时间设定过短。
       制动过程中产生较大的制动电流而损坏。整流模块长期处于过载状况下工作而损坏。
故障处理:更换制动开关元器件和整流模块。
例二:一台11KW
故障现象:静态测量逆变模块正常。
       整流模块损坏。
故障分析:测量PN之间的反向电阻值正常。初步认定直流负载无过载、短路现象。在拆卸变频器时,发现主电路有过打火的痕迹,继而发现短接限流电阻的继电器触点打火后烧坏连接在一起,这可能就是整流器损坏的原因所在。
故障原因:变频器通电瞬间。
       充电电流经限流电阻限值后对滤波电容充电,当PN间电压升到接近额定值时,继电器动作。
       短接限流电阻(俗称软启电阻)。因继电器是常开触点。
       由于损坏而触点始终闭合,短接了限流电阻。
       导致整流器损坏。
故障处理:更换继电器,整流模块即可。
例三:一台22KW
故障现象:逆变模块正常,整流模块损坏,运行中报欠压故障。
故障分析:打开机器在主电路发现异常,整流模块的三相输入端的V 相有打火的痕迹;后来通电变频器在轻负载运行下正常,当负载加到满载时运行一会就报欠压。初步认为整流模块自然老化损坏,(已经用三年多)
故障原因:由于变频器不断的启动和停止,加之电网电压的不稳定或电压过高造成整流模块软击穿(就是处于半导通状态,没有xx坏,低电流下还可运行)。
故障处理:更换整流模块
例四:一台2。2KW
故障现象:整流模块正常,逆变模块损坏,报软件过流故障。
故障分析:拆下机器主板先测验驱动电路。
       在驱动电路上未发现异常。给直流信号,检测驱支信号。
       发现有一路驱动输出无负压值。测量波形幅真明显大于其它五路波形。检测负压上的滤波电容正常,检测稳压二极管Z2损坏。
故障原因:IGBT因驱动信号电压过高而损坏。
故障处理:更换稳压二极管。

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