通常,变频器在规定条件下使用6~10年后,将进入故障高发期,会出现元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作等故障现象,严重影响其正常运行。变频器异常故障可分为软故障和硬故障两大类,前者多因操作或参数设置不当造成,后者是因使用环境恶劣造成的变频器本身器件损坏,维修起来比较麻烦。硬故障发生后,一般会使变频器无任何显示,其处理步骤是首先解体检查,重点查找损坏件,对故障发生区进行清理、测量、更换;然后全面测试、恢复系统、空载试运行,观察触发回路输出侧的波形;最后把六组波形大小、相位差调试到相等后,再加载运行无问题,才能说明故障得到了解决。下面就具体过程进行阐述。
一、变频器硬故障的检测分析方法
1.静态测试
(1)测试整流电路。找到变频器内部直流电源的P端和N端,将万用表调到电阻×10档,将红表棒接到P,黑表棒分别接到R、S、T,可测得大约几十欧的阻值,且基本平衡。互换表棒将测得一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端,重复以上步骤应得到相同结果。如果有以下结果,可以判定电路出现异常,A:阻值三相不平衡,可以说明整流桥故障;B:红表棒接P端时,电阻无穷大,可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
(2)测试逆变电路。采用与整流电路同样的测量步骤来测量P(N)端与U、V、W,应得到相同结果,否则可确定逆变模块故障。
2.变频器动态测试
在静态测试结果正常以后,才可进行动态测试,即上电试机,必须注意的是:
(1)上电前应确认输入电压是否有误。将380V电源接入220V级变频器会出现“炸机”,如炸电容、压敏电阻、模块等。
(2)检查变频器各接插口是否正确连接,连接是否松动。连接异常可能导致变频器出现故障,甚至出现“炸机”等情况。
(3)上电后要检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。
(4)如未显示故障,首先检查参数是否异常,然后复位参数空载启动变频器,并测试三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况,说明模块或驱动板等有故障。
(5)在输出电压正常的情况下带载测试,最好是满负载测试。
二、变频器硬故障的处理方法
1.主电路故障
此类故障发生必然造成元器件的损坏和报废,是变频器维修费用的主要部分。
(1)整流块损坏。这是变频器的常见故障,一般会出现变频器不能送电、保险熔断等现象,三相输入或输出端呈低阻值(正常时其阻值达到兆欧以上)或短路。在更换整流块时,要求在其与散热片接触面上均匀涂抹一层硅导热膏,再紧固螺丝。如果无同型号整流块,可用同容量其它类型的整流块替代。
(2)充电电阻损坏。其损坏一般表现为烧毁、外壳变黑、炸裂等损坏痕迹,也可根据万用表测量其电阻判断。不同机型阻值也不尽相同,可参考同机型的阻值来确定。
(3)逆变器模块烧坏。进行模块检查时应分别逐一检测,IGTR的损坏也可引起变频器OC保护功能动作。
2.辅助控制电路故障
此类故障原因比较复杂,其中固化程序丢失或集成块损坏较难处理,一般只能更换整块控制板或集成块。
(1)驱动电路故障。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。处理时一般或是按照原理图每组驱动电路逐级逆向检查、测量、替代、比较,或是与另一块完好驱动板对照检查、逐级寻找故障点。
(2)开关电源损坏。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,将导致电容特性变化(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。
(3)反馈、检测电路故障。在变频器使用过程中,经常会碰到变频器无输出现象。原因可能是驱动电路损坏、逆变模块损坏、输出反馈电路出现故障。遇到变频器有输出频率而没有输出电压时(实际输出电压非常小可认为无输出),可以考虑是否反馈电路出现了故障。
变频器硬故障的出现有一定的共性和规律,在实践过程中加强学习和认真研究,有助于做好变频器的维修工作,及时处理和解决各种故障。当然,在变频器应用中,首先要满足其工作要求和正常使用的各项条件,才能保证其长期、安全、稳定的运行,从而达到调速运行、节约电能和降低维修费用的目的。