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各个品牌变频器的11类变频器故障产生原因通用

2018-5-20 09:57| 发布者: 南召修电视| 查看: 537| 评论: 0

摘要: 目前市场上流行的变频器有一百多个品牌,你很难将所有品牌的变频器出现的故障都罗列出来,一是做不到,二是也没有太大的必要,因为变频器的故障是有共性的。如过电流、过载、接地、过电压、欠电压、过热、电磁干扰、 ...
各个品牌变频器的11类变频器故障产生原因通用


2)变频器整流模块断相。假如变频器内部的整流模块有一个桥臂损坏,变频器也会出现断相故障。在下图中,假如VD1和VD2损坏,和R相断相的故障表现是一样的。所以变频器报断相故障,我们首先要测量三相电源是否断相,假如电源正常,就要检查整流模块。



2.欠电压分析


欠电压是指变频器的直流母线电压低于了下限电压值,变频器报欠电压故障。变频器报欠电压也分外电路欠电压和变频器内部电路损坏欠电压。


三相电源欠电压主要是因为电压低于下限值,220V系列低于200V,380V系列低于350V。


变频器内部损坏造成的欠电压原因有:整流模块某一路损坏(VD1~VD6),滤波电容容量不足;主回路继电器SL损坏或不闭合,导致直流母线始终串联RL限流电阻,导致直流母线电压低报欠电压。限流电阻断变频器直流母线没电压,变频器没有输出。再有就是电压检测电路发生故障变频器出现欠电压误报。


变频器无论出现断相还是欠电压报警跳闸,首先要检查三相输入电压是否正常,即先区别是电源问题还是变频器问题;然后再测量变频器的直流母线电压,分析问题出在那一块电路。测量时可以分为空载测量和负载测量,根据测量值,可作出以下判断:


①如直流母线电压空载在500V以上,负载时在500V左右,整流滤波电路都没问题,问题出在检测电路(误报)。可以结合测量相同功率的变频器,进行比较,判断变频器是误报还是别的原因。

②如空载正常(电压在500V以上),负载时电压明显下降,一直下降到报警跳闸,是整流模块损坏,造成内部断相。

③如空载电压较低,负载电动机不转,电压下降到十几伏,是主继电器SL不闭合。

④ 直流母线无电压,限流电阻断。


在大型企业,当有大型电器启动时,会造成电压的瞬时下降,当电压下降到变频器的欠电压保护值时,变频器便报欠电压跳闸。遇此情况,可设置瞬时停电再启动。


变频器的整流模块、滤波电容、限流电阻RL和主回路继电器SL等损坏,如有一定的电路维修经验,是可以自己维修的,因为这些器件在电路中的作用是独立的,和其他器件没有相关关系,把故障器件换掉变频器就可以正常工作。但整流二极管损坏和变频器工作过电流有关系,当整流二极管损坏,要检查一下主电路是否短路。


过电压故障分析


1.输入电压高


输入电压高形成的过电压主要原因是三相电源故障或夏天雷击过电压。


变频器厂家在变频器设计时,因为不同的设计理念,有的对雷电反应灵敏度高,有的对雷电反应灵敏度低。对雷电反应灵敏度高的表现为在雷雨天气跳闸较频繁,影响正常生产;对雷电反应灵敏度低的则在一般雷雨天气不跳闸,对生产影响小,但会遭到雷击损坏。


解决雷击的方法可以在三相输入端安装避雷器或压敏电阻。避雷器或压敏电阻的电压等级为250V,安装在三条相线和接地端之间。下图是连接图。



2.电动机回馈电能变频器过电压


电动机在工作中,假如出现了负负载,负载拉着电动机转动,转子的转速大于了定子旋转磁场的转速,电动机变为发电机,向变频器回馈电能。


电能回馈如下图所示,电动机发出的三相交流电通过二极管VD7~VD12整流,加在直流母线上,使直流母线电压升高,当直流母线电压上升到760V以上,制动单元VTB导通,回馈电流通过制动电阻RB放电,将回馈电能消耗掉。因为电动机产生的回馈电能被制动电阻所消耗,电动机得到制动力矩而制动。



假如变频器没有加装制动电阻,当出现了回馈电能,会造成变频器过电压跳闸;变频器加装了制动电阻,因为制动电阻的制动能力不够,变频器也会过电压跳闸。


变频器在工作中报过电压的几种现象:


①变频器停机时,设置了频率下降时间,因电动机的惯性大,转子的转速高于其定子旋转磁场的转速,电动机产生回馈电能,变频器过电压跳闸。如风机停机时过电压跳闸。

②变频器闭环自动控制,如PID控制,矢量控制等,电动机的转速由控制信号自动控制,当控制信号下降太快,电动机出现回馈现象,变频器过电压跳闸。

③变频器在工作中,因为负载具有冲击性,当瞬时出现负负载,电动机发电,造成变频器过电压跳闸。

④升降设备,下降时负载超载,制动电阻不能将回馈电能完全消耗掉,变频器过电压跳闸。

⑤变频器检测电路损坏,出现误报。


出现电磁干扰的判断


电磁干扰分为传导干扰、辐射干扰和感应干扰。


传导干扰是因为变频器工作时在输入输出相线上产生了大量的高次谐波,谐波通过电源线传播,凡是连接到同一变压器上的电器,都会受到干扰,具有远距离干扰的特点。传导干扰又分为共模干扰和差模干扰。


辐射干扰是通过变频器的相线产生的电磁波辐射形成的干扰,该辐射信号被变频器的控制信号线接收,产生感应电压,使变频器的控制失控。辐射干扰类似无线电的发射与接收。电源线和信号线没有进行良好的屏蔽,接地不良,容易产生辐射干扰。


感应干扰是变频器的相线中出现了变化的电流,在相线的周围产生变化的磁场,该磁场穿过变频器的信号线时,在信号线中产生感应电流,形成干扰。感应干扰是基于法拉第电磁感应定律形成的干扰,电源线和信号线距离比较近、又平行敷设,容易产生感应干扰。


1.受干扰的原因


1)屏蔽不良。电源线屏蔽不良,PWM波辐射严重;控制系统、信号线屏蔽不良,感应进了干扰信号;接地不合理,信号屏蔽线接地、变频器外壳接地、电动机外壳接地等。合理、牢固的接地是防止干扰的重要环节,特别是大功率变频器,接地电阻要小、接地母排要有足够截面积,接地螺栓要拧紧、防锈、防腐蚀。


2)出现共模干扰。共模干扰的特点是沿着电源线传播。假如工作在同一变压器上的电器出现干扰现象,如变压器保护装置误动作、电子称称重不准、变频器的控制信号出现误差等,均为共模干扰。因为这些受干扰电器相距较远,又都工作在同一电源。


消除共模干扰的方法就是在变频器的输入端加装磁环或加装电磁滤波器。具体型号可向厂家咨询。也可以在受干扰电器的电源输入端套磁环,可将电源线在磁环上绕几匝,加大滤波效果。


2.受到干扰的现象


变频器在安装时,一般外壳都会妥善接地,这就屏蔽了变频器外部对变频器内部的干扰。变频器出现干扰一般都是由外端子引入的。变频器外端子有速度控制、运行控制、通信控制等。当这些端子受到干扰,干扰信号和控制信号相叠加,进行变频器的控制,使变频器出现误动作或失控现象。


1)安装在同一电源上的电器出现异常。当变频器安装完毕,发现整个厂区或部分区域电器工作不正常。如计算机、保护装置、信号系统等。这就是出现了共模干扰;当工作在同一变压器的电动机声音异常、发热严重;功率因数补偿器电容发热鼓包等,这是出现了差模干扰,一般发生在大功率的变频器接入时。消除的方法就是在变频器的输入端安装交流电抗器和加装直流电抗器。


2)变频器不能正常工作。因为干扰信号和控制信号相叠加,进行变频器的控制。因此,电磁干扰多反映在变频器的运行控制上。如电动机在运行过程中突然停机,电动机运行时快时慢,运行速度不稳定,电动机停不下来,按钮不起作用、控制压力不准、变频器反映迟钝等,这些都是变频器可能受到电磁干扰的具体体现。当变频器出现上述现象,如变频器的信号线、电源线屏蔽良好,走线正确,就要考虑共模干扰;假如屏蔽不良,安装不规范,首先考虑辐射或感应干扰。


3.干扰的排除


当判断变频器出现了电磁干扰,首先检查变频器的接地情况,信号线的屏蔽情况和走向,电源线是否进行了屏蔽,是否套入共轭磁环,是否接入滤波器等。可用示波器进行控制信号的观察,从而发现干扰途径。


当发现了干扰途径,再按照要求进行处理。


变频器过热跳闸原因


1.变频器工作电流大


当变频器工作时工作电流超过了额定电流,模块的电损增加,温度上升,散热器的温度随之上升,变频器出现过热跳闸。


2.环境温度过高引起变频器过热


当环境温度超过40℃,变频器要降额使用,否则因为热量散不出去变频器报过热故障。


3.变频器散热不良


变频器因为应用时间较长,灰尘堵塞风道、散热风机运行缓慢等,造成变频器的散热能力下降,变频器报过热故障。


4.变频器的检测电路误报


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