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变频器维修10种学习方法以及事例分析

2019-7-28 10:11| 发布者: gk-auto| 查看: 1| 评论: 1|原作者: gk-auto

摘要: 前言 变频器维修学习方法有很多,但方向不对努力白费,所以抓住方向很重要,为了让大家更快的掌握变频器维修知识,这里提供变频器维修的十种学习方法给大家。 1、报警参数检查法 〖例 1〗某变频器有故障,无法运行 ...
前言

变频器维修学习方法有很多,但方向不对努力白费,所以抓住方向很重要,为了让大家更快的掌握变频器维修知识,这里提供变频器维修的十种学习方法给大家。


1、报警参数检查法

〖例 1〗某变频器有故障,无法运行并且LED显示“UV”(under voltage的缩写),说明书中该报警为直流母线欠压。因为该型号变频器的控制回路电源不是从直流母线取的,而是从交流输入端通过变压器单独整流出的控制电源。所以判断该报警应该是真实的。所以从电源入手检查,输入电源电压正确,滤波电容电压为0伏。由于充电电阻的短路接触器没动作,所以与整流桥无关。故障范围缩小到充电电阻,断电后用万用表检测发现是充电电阻断了。更换电阻马上就修好了。

〖例 2〗有一台三垦IF 11Kw的变频器用了3年多后,偶尔上电时显示“AL5”(alarm 5 的缩写),说明书中说CPU被干扰。经过多次观察发现是在充电电阻短路接触器动作时出现的。怀疑是接触器造成的干扰,在控制脚加上阻容滤波后果然故障不再发生了。

〖例 3〗一台富士E9系列3.7千瓦变频器,在现场运行中突然出现OC3(恒速中过流)报警停机,断电后重新上电运行出现OC1(加速中过流)报警停机。我先拆掉U、V、W到电机的导线,用万用表测量U、V、W之间电阻无穷大,空载运行,变频器没有报警,输出电压正常。可以初步断定变频器没有问题。原来是电机电缆的中部有个接头,用木版盖在地坑的分线槽中,绝缘胶布老化,工厂打扫卫生进水,造成输出短路。

〖例 4〗三肯SVF303,显示“5”,说明书中“5”表示直流过压。电压值是由直流母线取样后(530V左右的直流)通过分压后再由光耦进行隔离,当电压超过一定阀值时,光耦动作,给处理器一个高电平。过压报警,我们可以看一下电阻是否变值,光耦是否有短路现象等。

由以上的事例当中不难看出,变频器的报警提示对处理问题有多么重要,提示你正确的处理问题的方向。


2、类比检查法

此法可以是自身相同回路的类比,也可以是故障板与已知好板的类比。这可以帮助维修者快速缩小检查范围。

〖例 1〗 三垦MF15千瓦变频器损坏,送回来修理,用户说不清具体情况。首先用万用表测量输入端R、S、T,除R、T之间有一定的阻值以外其他端子相互之间电阻无穷大,输入端子R,S,T分别对整流桥的正极或负极之间是二极管特性。为什么R、T之间与其他两组不一样哪?原来R、T断子内部有控制电源变压器,所以有一定的阻值。以上可以看出输入部分没问题。同样用万用表去检查U、V、W之间阻值,三相平衡。接下去检查输出各相对直流正负极的二极管特性时发现U对正极正反都不通,怀疑U相IGBT有问题,拆下来检查果然是IGBT坏了。驱动电路中上桥臂控制电路三组特性一致,下桥臂控制电路三组特性一致,采用对比方法检查发现Q1损坏。更换后,触发脚阻值各组一致,上电确认PWM波形正确。重新组装,上电测试修复。

〖例 2〗有一台变频器,现象是面板显示正常,数字设定频率及运转正常,但是端子控制失灵。用万用表检查端子无10V电压。从开关电源入手,各组电源都正常,看来问题出在连接导线上。但是没有图纸的前提下在32根扁平电缆中找到10V真要花点时间,刚好有一台完好的22KW的在,所以就先记下22KW连接扁平电缆的各脚对地电压,然后再对比37KW的各脚对地电压,很快找到差异。原来插槽的管脚虚焊,变频器用一段时间后氧化的作用使之彻底不导通了,重新焊好而修复。

〖例 3〗有一毛纺厂的梳毛机设备,选用西门子440变频器,两台5.5KW一台7.5KW实现同步运转。其中一台5.5KW的运行两年后经常出现F0011或A0511停机。这两个报警都表示电机过载,脱开电机皮带用手盘动电机及设备,没有异常沉重的现象,将两台5.5KW拖动的电机互换,发现还是原来的变频器报警,则确定是变频器出了问题。 类比法,不仅可以用在检查机器内部回路,也可以用于现场问题的判别。

3、备板置换检查法

利用备用的电路板或同型号的电路板确认故障,缩小检查范围是非常行之有效的方法。若是控制板出问题常常只有更换别无他法,因为大多数用户几乎不会得到原理图及布置图,从而很难作到芯片级维修。电源板及驱动板等控制板以外的电路板是可以修理的,其他章节会进一步介绍.这里主要介绍控制板的置换。


4、隔离检查法

有些故障常常难于判断发生在那个区域,采取隔离的办法就可以将复杂的问题简单化,较快地找出故障原因。

〖例 1〗维修一台英泰变频器,现象是上电后无显示,并伴有嘀--嘀的声音。凭经验可断定开关电源过载,反馈保护起作用关断开关电源输出,并且再次起振再次关断而产生的嘀—嘀声。首先去掉控制面板,上电发现依然如故,再逐个断开各组电源的二极管,最后发现风扇用的15V有问题。可是风扇并没有运转信号,不应该是风扇本身问题,看来是风扇前端的问题。最后发现15V的滤波电容特性不对,拆掉滤波电容测量,果然是老化了。换上新的电容就修复了。

5、直观检查法

就是发挥人的手、眼、耳、鼻的感知器官来寻找出故障原因。这种方法常用并且首先使用。“先外再内”的维修原则要求维修人员在遇到故障时应该先采用望、闻、问、摸的方法,由外向内逐一进行检查。有些故障采用这种直观法可以迅速找到原因,否则会浪费不少时间,甚至无从下手。利用视觉可以线路元件的连接是否松动,断线接触器触电是否烧蚀,压力是否时常,发热元件是否过热变色,电解电容是否膨胀变形,耐压元件是否有明显的击穿点。上电后闻一闻是否有焦糊的味道,用手摸发热元件是否烫手。很重要的是还要问,问用户故障发生的过程,有助于分析问题的原因,便于直接命中要害.有时问问同行也是个捷径。

〖例 2〗一台三垦IP 55KW变频器在保修期内损坏,上电无显示。打开机器盖子,仔细的观察各个部分,发现充电电阻烧坏,接触器线圈烧断而且外壳焦糊。经过追问,原来用户电源电压低,变频器常常因为欠压停机,就专门给变频器配了一个升压器。但是用户并没有注意到在夜间电压会恢复正常,结果首先烧坏接触器然后烧坏充电电阻。由于整流桥和电解电容耐压相对较高而幸免于难。更换损坏器件修复。

6、升降温检查法

此法对于一些特殊的故障非常见效。人为地给一些温度特性较差的元件加温或降温,产生“病症”或消除“病症来查找故障原因。


〖例 3〗有一台德力西变频器故障。用户反映该变频器经常参数初始化停机,一般重新设定参数后20分钟到30分钟故障重现。首先我认为该故障应该与温度有关,因为运行到这个时间后变频器温度会升高的。我用热风焊台加热热敏电阻,当加热到风扇启动的温度时,观察到控制面板的LED忽然掉电然后又亮起来接下来忽明忽暗的闪动,拿走热风30秒后控制板的LED不再闪动,而是正常的显示。采用隔离法拔掉所有的风扇插头,再次加温实验,故障消除。检查到风扇全部短路。看来是温度到了以后,控制板给出风扇运转信号,结果短路的风扇造成开关电源过载关闭输出,控制板迅速失电而参数存储错误,造成参数复位。换掉风扇,问题解决。

7、破坏检查法

就是采取某种手段,取消内部保护措施,模拟故障条件破坏有问题的器件。令故障的器件或区域凸现出来。首先声明这种方法要有十分的把握来控制事态的发展,也就是维修者心理要明了最严重的破坏程度是什么状态,能否接受最严重的进一步损坏,并且有控制手段,避免更严重的破坏。

〖例 1〗修理变频器当中,遇到一个开关电源故障的变频器,他的保护回路动作,可以断定变压器输出端有短路支路,可是静态无法测量出故障点。我们利用破坏法来找到静态无故障的器件。首先断开保护回路的反馈信号,令其失去保护功能,然后接通直流电源,要求利用调压器从0v慢慢升高直流电压,观察相关器件。发现有烟冒出,立刻关掉电源,同时利用电阻短路直流滤波电容迅速放电。冒烟的是风扇电源的整流二极管,原来风扇已经短路性损坏了,而该风扇的控制开关信号一直为开状态(器件短路造成高电平开状态),只要开关电源输出正常电压,风扇就短路风扇电源,造成开关电源保护。而在静态测量时,又测不到风扇的短路状态。

8、敲击检查法

变频器是由各种电路板和模块用接插件组成,各个电路板都很多焊点,任何虚焊和接触不良都会出现故障。用绝缘的橡胶棒敲击有可疑的不良部位,如果变频器的故障消失或再现则很可能问题就出在那里。

〖例 1〗某厂的变频器正常运行了3年多,在没有任何征兆的情况下忽然停机,而且没有任何故障信息显示,启动后会时转时停。仔细观察,没有发现任何异样,静态测量也没发现问题。上电后,敲击变频器的壳体,发现运行信号会随着敲击有变化。经检查发现外部端子FR接线端螺钉松动,而且运行信号线端没有压接U型端子,直接连接在端子上,接线处压到了导线的线皮,导致螺钉由于震动松动后,控制线导线与端子虚连。压接U型端子,重新拧紧螺钉故障排除。

9、刷洗检查法

很多特殊的故障,时有时无,若隐若现,令人无法判断和处理。这时就可以用清水或酒精清洗电路板,同时用软毛刷刷去电路板上的灰尘,锈迹,尤其注意焊点密集的地方,过孔和与0伏铜层接近的电路也要清洗干净,然后用热风吹干。往往会达到意想不到的效果。至少有助于观察法的应用。

〖例 1〗某变频器故障是无显示,经过初步检测,整流部分及逆变部分完好,所以通电检察。直流母线电压正常,可是开关电源控制芯片3844的启动的电压只有2v。分压电阻的阻值在线检测小很多,离线检测正常。采用洗刷法处理后,问题解决。原来是一个电容的正极管脚焊盘与0v层的很近,残留的助焊剂使之处于半导通状态。

〖例 2〗变频器被送来时,有若干不同的报警记录。在通电测试过程中同样出现各种虚假的报警。认真清洗控制板与驱动板连接扁平电缆插座焊点后,问题解决。

10、原理分析检查法

原理分析是故障排除的最根本方法,其他检查方法难以奏效时,可以从电路的基本原理出发,一步一步地进行检查,最终查出故障原因。运用这种方法必须对电路的原理有清楚的了解,掌握各个时刻各点的逻辑电平和特征参数(如电压值、波形),然后用万用表、示波器测量,并与正常情况相比较,分析判断故障原因,缩小故障范围,直至找到故障。

〖例 1〗送修的一台变频器同时失去充电电阻短路电器、风扇运转、变频器状态继电器信号。经过对比试验,证实问题出在控制板。经过分析,问题可能出在锁存器上,因为这些信号都由这个芯片控制。更换后果然修复。

总的来说,故障变频器的检查要从外到内,由表及里,由静态到动态,有主回路到控制回路。以下三个检查一般是必须进行的。

用万用表检测输出端子分别对直流正极和负极的二极管特性和三相平衡特性。这步可以初步断定逆变模块的好坏,从而决定是否可以空载输出。如果出现相间短路或不平衡状态,就不可以空载输出。

开盖观察,如果上面两步没有发现问题,可以打开机壳,清除灰尘,认真观察变频器内部有无破损,是否有焦黑的部件,电容是否漏液等等。


详细剖析变频器6个重要参数的设定

1.V/f类型的选择
V/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等。最高频率是变频器—电机系统可以运行的最高频率,由于变频器自身的最高频率可能较高,当电机容许的最高频率低于变频器的最高频率时,应按电机及其负载的要求进行设定;基本频率是变频器对电机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线,应按电机的额定电压设定;转矩类型是指负载是恒转矩负载还是变转矩负载,用户根据变频器使用说明书中的V/f类型图和负载特点,选择其中一种类型。根据电机的实际情况和实际要求,最高频率设定为83.4Hz,基本频率设定为工频50Hz。负载类型:50Hz以下为恒转矩负载,50~83.4Hz为恒功率负载。
2.如何调整启动转矩
调整启动转矩是为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产启动要求。在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂,在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略,若仍保持V/f为常数,则磁通将减小,进而减小了电机的输出转矩。为此,在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。可是,漏阻抗的影响不仅与频率有关,还和电机电流的大小有关,准确补偿是很困难的。近年来国外开发了一些能自行补偿的变频器,但所需计算量大,硬件软件都较复杂,因此一般变频器均由用户进行人工设定补偿。
3. 如何设定加、减速时间
变频器在启、制动过程中的频率变化率由用户设定。若电机转动惯量J、电机负载变化按预先设定的频率变化率升速或减速时,有可能出现加速转矩不够,从而造成电机失速,即电机转速与变频器输出频率不协调,从而造成过电流或过电压。因此,需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间,使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是按经验选定加、减速时间。若在启动过程中出现过流,可适当延长加速时间;若在制动过程中出现过流,则适当延长减速时间;另一方面,加、减速时间不宜设定过长,否则将影响生产效率,特别是频繁启、制动的情况。
4.频率跨跳
V/f控制的变频器驱动异步电机时,在某些频率段,电机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动,在电机轻载或转动量较小时更为严重。普通变频器均备有频率跨跳功能,用户可以根据系统出现振荡的频率点,在V/f曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统正常运行。
5.过负载率设置
该设置用于变频器和电机过负载保护。当变频器的输出电流大于过负载率设置值和电机额定电流确定的OL设定值时,变频器则以反时限特性进行过负载保护(OL),过负载保护动作时变频器停止输出。
6.电机参数的输入
变频器的参数输入项目中有一些是电机基本参数的输入,如电机的功率、额定电压、额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入非常重要,将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥,一定要根据电机的实际参数正确输入,以确保变频器的正常使用。


工业控制变频器干扰问题的四种解决方案
在现场,变频器的干扰问题出现的比较多,且比较严重,甚至导致控制系统无法投入使用,这一直是个很让人头痛的问题,今天小编就和大家聊聊要如何处理变频器的干扰问题!
变频器干扰的常见现象
1.换热站变频器一开,压力变送器就乱跳;
2.用变频器控制供水当中,压变作为采集压力的信号,压变受变频器干扰;
3.当变频器启动电机时,压变信号不稳,跳动厉害;
4.压变(4-20mA)在变频器启动后乱跳,而附近的一体化热电阻(4-20mA)却不受影响,信号线都没有屏蔽;
出现这些现象,都是由于受到了变频器的干扰。
为什么变频器会产生干扰?
首先,大家应该知道变频器是用来改变频率的。变频器包括整流电路和逆变电路,输入的交流电经过整流电路和平波回路,转换成直流电压,再通过逆变器把直流电压变换成不同宽度的脉冲电压(称为脉宽调制电压,PWM)。用这个PWM电压驱动电机,就可以起到调整电机力矩和速度的目的。
这种工作原理会导致以下三种电磁干扰:
1、谐波干扰
整流电路会产生谐波电流,这种谐波电流在供电系统的阻抗上产生电压降,导致电压波型发生畸变,这种畸变的电压对于许多仪表形成干扰,常见的电压畸变是正弦波的顶部变平。谐波电流一定时,电压畸变在弱电源的情况下更加严重,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与变频器之间的距离无关。
2、射频传导发射干扰
由于负载电压为脉冲状,因此变频器从电网吸取电流也是脉冲状,这种脉冲电流中包含了大量的高频成分,形成射频干扰,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的仪表形成干扰,而与仪表与变频器之间的距离无关。
3、射频辐射干扰
射频辐射干扰来自变频器的输入电缆和输出电缆。变频器的输入输出电缆上有射频干扰电流时,由于电缆相当于天线,必然会产生电磁波辐射,产生辐射干扰。变频器输出电缆上传输的PWM电压,同样包含丰富的高频的成分,会产生电磁波辐射,形成辐射干扰。辐射干扰的特征是,当其他电子设备靠近变频器时,干扰现象变得严重。
如何解决干扰问题呢?
变频器干扰处理方法
1、变频器要采用单点接地,最好是短而粗的线进行接地;
2、传感器的信号线,采用双脚屏蔽线,并将屏蔽层用电缆夹进行接地。
3、在传感器的电源上加装电源滤波器、滤波磁环,或者是隔离器等进行隔离。
4、对变频器产生的谐波进行抑制处理,可选的滤波产品有:变频器输入滤波器、变频器输出滤波器、变频器输入电抗器、变频器输出电抗器等。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。
此外,为防止变频器干扰信号和控制回路,需要给控制器、仪表和工控机采用单独的隔离电源进行供电。
其实在现场最简单方法是:
将仪表远离变频器!但是也不一定都能排除干扰,方法还是要一个个试的。

路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

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最新评论

Kevin 2019-7-28 10:11
无私奉献,好工控人,32个赞送给你!!

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