《變頻器技術(shù)應(yīng)用與實踐》課件-情景四 項目一 變頻器主電路維修

項目一

變頻器主電路維修

在變頻器運行過程中，這經(jīng)常會出現(xiàn)元器件燒壞、老化、保護(hù)功能頻繁動作等故障現(xiàn)象，嚴(yán)重影響其正常運行。根據(jù)變頻器發(fā)生故障的現(xiàn)象或損壞的特征，一般可分為兩種；一種是在運行中頻繁出現(xiàn)的自動停機(jī)現(xiàn)象，并伴隨著一定的故障顯示代碼，其處理措施可根據(jù)隨機(jī)說明書上提供的指導(dǎo)方法，進(jìn)行處理和解決。另一種是由于使用環(huán)境惡劣，高溫、導(dǎo)電粉塵引起的短路、潮濕引起的絕緣降低或擊穿等突發(fā)故障。這類故障發(fā)生后，變頻器一般無任何顯示，其處理方法是先對變頻器電路進(jìn)行檢查測試，更換損壞的元器件，再測試運行以達(dá)到解決故障的目的。因此，維修人員必須掌握變頻器日常維護(hù)、常見故障的分析和處理的方法。一、項目背景及要求二、知識講座

（1）電力電子技術(shù)。大功率晶體管工作原理，整流電路、逆變電路的基本工作原理。（2）電動機(jī)基本工作原理。電動機(jī)的基本工作原理，電動機(jī)啟動、調(diào)速、制動等控制方法。（3）變頻器的基本結(jié)構(gòu)和功能。變頻器的基本結(jié)構(gòu)包括主回路結(jié)構(gòu)、控制電路的基本結(jié)構(gòu)等。變頻器的基本功能包括：頻率設(shè)定功能、保護(hù)功能、狀態(tài)監(jiān)測功能等。（4）控制技術(shù)：矢量控制、PWM控制等。

1、變頻器修理的基本方法

1）維修人員需要學(xué)習(xí)的相關(guān)理論知識二、知識講座變頻器維修過程中需要的最基本的檢測儀器有：指針式萬用表、數(shù)字式萬用表、頻率計、示波器、直流電壓源、驅(qū)動電路檢測儀等。

1、變頻器修理的基本方法

2）維修變頻器的主要檢測儀器3）變頻器維修的基本步驟（1）靜態(tài)測試變頻器出現(xiàn)故障后，首先對變頻器進(jìn)行靜態(tài)參數(shù)測量，確定變頻器的整流電路和逆變電路是否損壞。如果測出整流電路或逆變電路，不能再對變頻器進(jìn)行通電測試，否則會造成嚴(yán)重后果。二、知識講座

1、變頻器修理的基本方法

3）變頻器維修的基本步驟測試整流電路

首先找到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端，將萬用表調(diào)到電阻X10檔，紅表棒接到P，黑表棒依次接到R、S、T，阻值大約有幾十歐，且各相阻值基本相同。然后將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，阻值接近于無窮大。再將紅表棒接到N端，重復(fù)以上步驟，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果出現(xiàn)以下結(jié)果，可以判定電路已出現(xiàn)異常：A.阻值三相不相同，說明整流橋故障。B.紅表棒接P端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或起動電阻出現(xiàn)故障。二、知識講座

1、變頻器修理的基本方法

3）變頻器維修的基本步驟測試逆變電路

先紅表棒接到P端,黑表棒分別接U、V、W上，阻值大約有幾十歐，且各相阻值基本相同，反之應(yīng)該為無窮大。然后將黑表棒接到N端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果，否則可確定逆變模塊故障。

整流橋模塊、逆變器模塊電路

二、知識講座

1、變頻器修理的基本方法

萬用表極性測量值萬用表極性測量值+—+—整流模塊RP不導(dǎo)通RN導(dǎo)通PR導(dǎo)通NR不導(dǎo)通SP不導(dǎo)通SN導(dǎo)通PS導(dǎo)通NN不導(dǎo)通TP不導(dǎo)通TN導(dǎo)通VDPT導(dǎo)通NT不導(dǎo)通逆變模塊UP不導(dǎo)通UN導(dǎo)通PU導(dǎo)通NU不導(dǎo)通VP不導(dǎo)通VN導(dǎo)通PV導(dǎo)通NV不導(dǎo)通WP不導(dǎo)通WN導(dǎo)通PW導(dǎo)通NW不導(dǎo)通整流模塊、逆變模塊測試結(jié)果二、知識講座

1、變頻器修理的基本方法

3）變頻器維修的基本步驟（2）動態(tài)測試：變頻器在靜態(tài)測試正常以后才能進(jìn)行動態(tài)測試，即通電測試。通電之前須確認(rèn)輸入電壓是否正確，檢查變頻器各接口是否連接正確和接口連接是否有松動，連接異常有時可能導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障,嚴(yán)重時會出現(xiàn)炸機(jī)等情況。單相電源輸入變頻器的測量電路

二、知識講座

1、變頻器修理的基本方法

3）變頻器維修的基本步驟（3）故障分析與處理

根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析、檢測等工作，確定故障產(chǎn)生的原因和地方。當(dāng)確定故障發(fā)生的地方后，處理的主要方法是更換損壞的元器件，更換新的元器件最好是選用同品牌、同規(guī)格參數(shù)的產(chǎn)品。（4）試運行

變頻器維修完之后，一定通電試運行，最好是帶負(fù)載運行。在試運行中檢測各項數(shù)據(jù)和各種功能是否正常。（5）填寫維修記錄

維修記錄主要記錄變頻器的型號、故障現(xiàn)象、故障原因、處理方法（包括更換元器件的型號、數(shù)量等）和備注等。對于新問題和特殊情況，要詳細(xì)記錄故障現(xiàn)象、故障分析處理的過程和總結(jié)，以便以后遇到相同或相似的情況時參考。二、知識講座

2、主電路變頻器的主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測取樣電路部分組成

變頻器主回路圖

二、知識講座

2、主電路1）整流電路故障損壞診斷流程

否否否否是是是是是是否整流模塊損壞主電路是否短路整流模塊自然老化損壞，更換是否有導(dǎo)電異物入內(nèi)清理異物更換整流模塊濾波電路是否短路更換濾波電解電容或均壓電阻更換整流模塊逆變模塊是否損壞短路更換逆變模塊更換整流模塊壓敏電阻是否損壞短路更換壓敏電阻更換整流模塊增長減速時間或增設(shè)制動電阻減速時間太短，未接觸制動電阻更換整流模塊二、知識講座

2、主電路2）逆變模塊損壞故障診斷流程圖否否否是是是是逆變模塊損壞驅(qū)動電路是否損壞修復(fù)驅(qū)動電路更換逆變模塊是否冷卻風(fēng)機(jī)損壞或工作環(huán)境溫度過高更換冷卻風(fēng)機(jī)或改善工作環(huán)境更換逆變模塊負(fù)載是否長期過載運行減輕負(fù)載或更換大功率變頻器更換逆變模塊負(fù)載過重或異常，電動機(jī)是否有堵死現(xiàn)象負(fù)載過重，更換電動機(jī)和變頻器或排除異常更換逆變模塊逆變模塊自然老化損壞更換逆變模塊否二、知識講座

3、主電路常見故障現(xiàn)象、原因和處理方法現(xiàn)象一：變頻器無顯示原因1：限流電阻損壞開路，整流電路的脈動直流電壓無法送到濾波電路，使主回路無直流電壓輸出，從而變頻器無顯示。處理方法：（1）檢查限流電路中的繼電器或可控硅是否損壞；（2）更換限流電阻。二、知識講座

3、主電路常見故障現(xiàn)象、原因和處理方法現(xiàn)象一：變頻器無顯示原因2：整流模塊損壞整流模塊自然老化或主回路有短路現(xiàn)象而使整流模塊損壞，造成整流電路無脈動直流電壓輸出導(dǎo)致變頻器無顯示。故障診斷和處理方法：故障1：整流模塊自然老化

處理方法：更換整流模塊故障2：逆變模塊中，至少有一個橋臂上下兩個開關(guān)器件短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。處理方法：1、檢查電動機(jī)是否有過載或堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象,若有則消除相應(yīng)現(xiàn)象即可；2、檢查驅(qū)動信號是否正常，若不正常則處理即可；3、更換整流模塊和逆變模塊二、知識講座

3、主電路常見故障現(xiàn)象、原因和處理方法現(xiàn)象二：變頻器輸出電壓缺相原因：變頻器輸出電壓缺相，由于逆變電路中有1個橋臂不工作或驅(qū)動電路有一組無輸出信號，使逆變電路有一個橋臂不工作所致。處理方法：更換逆變電路或者更換損壞的驅(qū)動電路。二、知識講座

3、主電路常見故障現(xiàn)象、原因和處理方法現(xiàn)象三：電動機(jī)運行抖動原因：電動機(jī)抖動運行是由于變頻器的輸出電壓值忽大忽小地波動造成，而電壓波動是由于變頻器逆變電路的六個開關(guān)元件中，有一個或不在同一橋臂的一個以上的開關(guān)器件不工作（或驅(qū)動信號不正常導(dǎo)致開關(guān)器件不工作）造成的。處理方法：開關(guān)器件不工作更換逆變電路，驅(qū)動信號不正常則更換驅(qū)動電路。

二、知識講座

3、主電路常見故障現(xiàn)象、原因和處理方法現(xiàn)象四：變頻器輸出電壓偏低

原因：輸出電壓偏低是因為主回路直流電壓低于正常值造成。另外還有逆變模塊老化，驅(qū)動信號幅值較低造成。首先，用萬用表測量直流高壓值，確定二個原因中的那一個原因。處理方法：1、若是整流模塊有一個以上整流二極管損壞，導(dǎo)致整流電路缺相整流，輸出的脈動直流電壓低于正常值，使主回路直流電壓低于正常值，造成變頻器輸出電壓偏低，則更換整流模塊即可。2、若是由于濾波電容老化，使容量下降。在帶動電動機(jī)運行過程中，充放電量不足，造成變頻器輸出電壓偏低，則更換濾波電容即可。3、若是由于逆變模塊老化而導(dǎo)致開關(guān)元件在導(dǎo)通狀態(tài)時，有較高的電壓降，造成變頻器輸出電壓偏低，則更換逆變模塊即可。三、案例分析

一、三菱變頻器主電路檢修故障現(xiàn)象：一臺三菱FR540變頻器，3.7KW，開機(jī)運行時變頻器無任何顯示。

故障檢測與分析：經(jīng)靜態(tài)檢測，變頻器整流電路損壞，逆變電路正常。此變頻器使用時間較長，內(nèi)部灰塵較多，初步判定整流電路是由于自然老化而損壞的。但在清理灰塵和進(jìn)一步的檢查過程中發(fā)現(xiàn)主回路電路板有跳火痕跡，進(jìn)一步清理發(fā)現(xiàn)限流電路中限流電阻和短路繼電器觸點因跳火而燒在一起，導(dǎo)致整流模塊損壞。處理方法：更換整流模塊和限流電路后，變頻器正常運行。三、案例分析

二、西門子變頻器主電路檢修故障現(xiàn)象：一臺西門子MM4