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变频器的控制电路及几种常见故障分析 2

xiao_xiao1  发表于 2009/5/26 19:41:37      875 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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很多人打来电话,说维修变频器用假负载保住了他们不少模块,因为维修新手一般不知道这样做,现在电灯一亮就说明原来又要坏模块了,但假负载的接法也要注意几个问题:
      1)要接在电容与模块之间,不是接在整流与电容之间,因为电容放电就足以烧坏模块。
      2)当开关电源供电是经过快熔时(如富士G9-11KW),就不能把假负载放在快熔上,不 然送电后灯泡会亮,开关电源有时不工作!
      3)假负载也要接在直流电压检测点后面,这样当变频器输出不正常电灯亮时,变频器就不会跳“低压”,你才可检查是哪一路输出有故障!
      
    
     很多人打来电话说想到我们这里学维修变频器,但我们觉得学维修变频器并不是一下子能学到的,只要你能把握几个要点,在长年累月中实践,多上来这里想信你也可学到不少东西!我们也会把知道的东西与大家在这里一起探讨!
      
        
     最近好的二手模块比较难找!假货(或维修过的)却很多,特别是价格比较高的三菱、富士模块!
    
     一体化变频器质量问题:现在有几个品牌的小功率变频器是一体化设计(输出模块、电源、推动电路固封在一起),这样只要模块有一点小故障也难以维修,换模块价格又很高(接近机价),所以只好报废!经常看到工厂的维修车间放着一大堆这样的变频器!所以希望变频器厂家在生产一体化变频器时更要关注其质量问题,充分考虑客户在使用变频器出现的各种不正常情况,对经常损坏的部分应提高其安全系数!要给代理商提供充足的配件以便能及时维修损坏的变频器!
      
      
    
    从变频器的硬件可初步判断其性能:很多人搞不清变频器价格为什么差别这么大,就是同一个牌子也有各个型号价格差别也很大,其中硬件的差别是一个主要的原因,如有的3.7KW变频器用的是25A模块,有的只用15A模块;有的11KW用75A模块,有的只用50A模块(都是通用型变频器的比较),电容量也相应减少,主板、驱动板电路简单,保护功能少,变频器容易坏!对于一些运行平稳、负载轻、简单调速的电机,用那些材料缩水的变频器倒没关系;如果是用在负载重、速度变化快、经常急刹车的电机,那你最好就不要贪便宜,否则得不偿失!
    
    
    
    关于变频供水“一拖几”要注意的几个问题:
      1)切换过程不能在变频器有输出时断开电机线,因为断开电感性负载 时, 其会产生反电动势高压,对变频器有冲击。而是让变频器惯性停车,变频器会马上停止输出再进行切换!更不能在变频器有输出时接上电机!
        2)不管是否在电机停下来才切换,切换电流有可能同样大(相位关系),所以大功率电机则最好是让其先停下来再用软启动器启动,等以后变频器相对便宜时可用“一拖一”形式,很多合资厂已把变频器当软启动器用!
      3)接触器经常动作,寿命短,如果触点打火或烧熔在一起,则容易损坏变频器,而且通常损坏严重!所以要用质量好的接触器。
       由于多种原因,恒压供水的变频器故障率相对比较高,当我们维修好变频器,一般都要到现场检查一下其切换是否有问题,不然变频器可能很快又拿回来!
    
    
    
    关于模块的容量问题:按理论计算,3.7KW的变频器用15A的模块就够了(控制性能好的变频器模块可用小一点的容量),问题是余量太小,当变频器有点过载就很容易坏模块(变频器都来不及保护),而且通常损坏严重,驱动板、整流模块都坏掉!所以有可能同一个牌子的变频器在一个厂很少坏,但在另一个厂却坏很多,就因为后者变频器负载比较重!
      
      
    
      1)在什么情况下整流模块会炸:如果只坏整流的,通常是由于电源电压波动大,有瞬间高压输入到变频器,380V输入的变频器的整流模块耐压值一般是1600V,所以能把整流模块击穿的电压是很高的;另外当整流模块后面的负载(如滤波电容、输出模块)发生短路,由于电流太大也可烧坏整流模块,所以在变频器输入端装上空气开关是很有必要的!
      2)电容器出现问题会到导致哪些故障:是指滤波电容吧!其容量变小会使变频器主回路直流电压不稳定,容易坏模块,变频器经常跳“低压”故障。
      3)制动器在什么情况下会损坏:可能是制动电流设置太大或控制失灵(电路板尘多)。
       
    
    关于变频器主板故障:变频器最怕就是坏主板,一般是难以维修,换板价格又高,有的坏主板是某个型号变频器的通病(设计有问题),有的则有其它原因,如环境温度高(如锅炉车间);静电多(如纺织厂);干扰大(如附近有经常动作的接触器);有时模块爆炸,强大的电磁波可损坏主板;被雷击中也一样;有的是开关电源故障烧坏主板。当变频器出现主板故障时,有的显示通讯故障;有的显示正常但没有输出;有的一开机就是最大输出,不受控制。可将参数恢复出厂值一次,如果这样无效或参数都打不开,则一般要换板!
      
      
    
    IGBT模块可以用指针式万用表10K档检测其是否能动作,用指针(黑—红)去触发模块的G—E,可使模块C—E导通,当G—E短接时则C—E关闭!!测耐压值可用晶体管参数测试仪,并且要短接触发端G-E才能测C-E的耐压值!
             
    
    关于变频器干扰问题:变频器在运行时就好象一台功率强劲的干扰器,干扰的源头就在输出模块的6个IGBT管上,有的变频器开关电源也会造成一定的干扰,电源线及电机线就是干扰器的天线,地线接地不良则干扰信号也可通过接在外壳的地线发出去,线路越长则干扰范围就越大,不仅干扰周围的电子设备,也可干扰变频器本身!有的变频器在防止干扰信号辐射及输入下了一定的工夫,变频器不会经常误动作,一些偷工减料的变频器则有时因干扰问题令你头痛!如果你的控制系在使用变频器的同时还有一些靠模拟信号、脉冲信号通讯的电子设备,如电脑,人机界面、感应器等,你在选购变频器及布线时就要很小心。防干扰有很多措施,如加电抗器、滤波器、控制线加磁环,用屏蔽线(没有屏蔽线的要把控制线绞在一起)、变频器放在铁柜里(变频器是铁壳比较好),进出电源线套在铁管里,控制线不要与电源线一起走线,布线纵横有序、调低载波频率、接地良好,很多变频器控制线公共端并不能接地(很多人接了)!检查变频器对周围干扰有多大也很简单,请你带上一个小收音机!防止变频器干扰有时是一个复杂的问题,还要结合现场情况,有时搞了几天都没搞好!有时搞好了还不明原因!
      
      
    
     变频器维修实例:安川616G5显示“GF”故障:有一客户安川616G5变频器在运行10分钟后显示“GF”故障,按说明书所说是电机对地故障,原理是变频器检测到输出有一相过流,但客户换了电机、输出模块、电流互感器都没用!只好送到我们这里来,由于我们的配件比较多,马上就可通过换板确定是主板检测有故障,实际输出都正常。 所以变频器在本身检测回路出现问题时(有的是受干扰)就会出现虚报故障的现象,维修者应注意这问题,使自己少走弯路!显示“GF”故障的安川变频器最后也只能换主板!
      
      
    
     用互感器与指针式的电流表测出的电流值不同应该是变频器输出端吧!指针式的电流表设计比较简单,只适用于50HZ,防高频干扰性能差,用在测量变频器输出只可判定三相是否平衡,数值则不准!
      
      
    
    很多人打来电话,说到富士G9变频器没显示确实是开关电源小电容22u/35v老化所致!并且自己维修好了,节省不少维修费(以前要外送维修)!
    
    
    
    请不要用压缩空气吹变频器:今天东莞一家塑料厂送一台F540-110KW变频器来维修,原因是电工用压缩空气给变频器吹尘,压缩空气一般含有水气,加上变频器尘比较多,开机后变频器没显示,经检查电路板有短路而损坏电源!给变频器吹尘最好用电吹风!
    
     
    
    没有经验的代价:浙江有一家厂的三菱A540-22KW变频器没有显示,电源有工作,电工就从另一台拆下主板试,还是没显示,又装回去,发现主板已坏了!后来才发现主板坏是电源不正常所致!所以维修变频器最好能找出真正故障原因,这样才能减少不必要的损失!
    
    
    
    奇怪的变频器故障:佛山市有一家包装材料厂用了20多台安川6166G-5.5KW变频器,可运行不到一年就不断出现烧模块现象,而且一直都查不出原因,虽然厂家可以给保修,但严重影响生产,成为老板一大心病.后来老板打电话来问起这问题,我们决定到现场看一下,经过仔细检查后我们才发现问题就出在变频器装在震荡很大的生产线上,紧固模块的螺丝大多松了!这样由于模块散热不好而烧掉!其实变频器说明书都有强调这问题,只不过很多人不知道其后果而没有去关注!
      
    
    
    关于主板互换问题:有几个品牌变频器(如三菱、富士)由于其检测回路与主板的通讯值大小是一样的,所以其功率不同的同型号主板是能通用的,只不过电压、电流值要按出厂值设置,如3.7KW主板用在30KW上,电机电流值只能设9A而不是66A.此时变频器显示电流值也不是真实值(按比例缩小),但其过流、过载保护功能完全一样!有的则要改写容量码!但当你不知密码或容量码时则无法使用,变频器会显示容量故障!
    
    
    关于高速电机的基频:有的人在给高速电机装上变频器后,发现变频器经常显示过流,电机容易烧掉!经检查后发现其没有把基频参数调好,因为变频器基频的出厂设置是50HZ,如果用在基频是400HZ的高速电机上,变频器会因为在低频时输出电压太高而造成电机电流太大!
      
    
    
    空气开关不能拿来当开关:昨天广州某塑料厂一台30KW变频器的空气开关跳闸,电工没查清楚就合上它,结果发出巨响,空气开关被炸烂!虽然没造成伤害,但电工吓坏了!经检查,变频器输出模块完全短路(变频器没有快熔)。空气开关的名字起得不太恰当,科学一点应叫断路器,但我看过很多电工通常拿来当开关用,这是相当危险的!
    
    
    
     关于维修过的模块:经常有人打来电话,说自己维修变频器时买了维修过的模块,不只损失金钱、信誉,还使变频器损坏更严重!更维维修!由于维修过的模块测量值完全正常,所以没经验的人是很难辨识!现在好的旧模块确实是很难找,很多型号的模块坏了我们只能用新模块更换!
       
    
    给模块测耐压值时要注意:用耐压表给IGBT模块测量耐压值时一定要同时短接各触发端G-E,否则不但测不到测压值,也有可能把模块烧坏了!因为如果G-E有残余电压,这时C-E是半导通的!
      
    
    关于富士G7变频器的一个通病:当富士G7变频器的电流互感器有故障时,一送电(未启动)就显示“OC”或“Err”,通常只坏一个电流互感器,你可轮流拨去一个再送电看是否正常,哪一个坏就不接上,非矢量控制的变频器用两个输出电流互感器都可以!
    
  
  
     关于维修变频器要注意的一些问题:经常有一些工厂自己维修变频器,烧坏了几次模块都弄不好才送到我们这里来,因为电工没经验,查到那个模块坏就换那个,根本就没查明为什么会烧模块,模块烧坏大多数与驱动不正常有关系,但驱动电路中比较容易老化或受伤小元件(小电容、光耦、稳压管)普通电工是比较难检测出来,能全都换新的是最好不过!维修变频器时还要对其作整体保养下:电路板尘多就用洒精清洗,吹干后再喷绝缘漆;散热器的铝片也要除尘,散热风扇坏了或有响声就换新的;滤波电容容量降低20%也要换(一般不超过8年);所有主回路联接螺丝再拧紧一下   
  
    关于拆装贴片集成:有的人拆装贴片集成块时经常由于电烙铁温度太高而使其损坏或性能下降,拆集成块之前可在集成块上贴一小片沾着水或洒精的纸作散热用,效果不错!
  
  
  
     关于充电接触器对变频器产生的干扰:在维修很多通讯故障的变频器后,我们发现大功率变频器里面的充电接触器与这故障有很大关系!当变频器显示通讯故障或经常误报警时,通常的解决办法是把变频器的参数恢复出厂值就可以,但变频器在运行一段时间后这问题又出现!后来我们在充电接触器线圈(控制端)并上一个滤波器,收到明显效果!同样道理,在变频器附近的接触器也会对变频器产生干扰,如果接触器经常动作则更应加上滤波器!
  
  
  
    关于松香在焊锡时的应用:有的维修新手在拆装电子元件时没有用到松香,焊点的外观很粗糙,很难看!而且容易造成虚焊!松香的作用是帮助去掉氧化皮,防止虚焊。有的锡丝里虽有松香,但还是不够。有了松香的帮助,你可做到让别人看不出更换哪些元件。松香在卖电铬铁的电子商店一般能买到!
  
  
  
    维修与教训:在我们这里购买模块给自己维修变频器的维修新手,有很大部分人的结果是没修好而且把模块搞坏!如果你对维修变频器没有什么经验,则风险会大一点,不但模块没了而且变频器损坏更严重!想学维变频器最好先维修小功率的!变频器烧掉模块时通常会损坏驱动电路,而修好驱动电路是维修变频器的重点及难点!一方面是一些损伤的元件难以用万用表测出,另一方面是有的驱动电路的小元件不容易买到(最好是从另一同型号的板拆)!
  
  
  
    关于贴片三极管的替代件:维修变频器经常碰到驱动电路的小贴片三极对管烧坏(如富士G9、安川616G5),市面上难以买到,可用A950及C1815小三极顶替,不过你要分清贴片三极管哪个是NPN、PNP!
  
  
  
    今天是星期天,早上4点钟我接到一个电话,说有一个电梯用的安川616G5-22KW变频器有故障,显示“UV”,要求马上帮忙维修,因为电梯比较急用!找了很多公司都找不到人,最后才找到我们这里!我们也急客户所急,立即进行检修,发现只是充电电阻断了!马上就修好了,所以维修电梯的如果懂一点变频器的原理,这小问题完全可自己解决。客户也对我们的服务态度表示赞赏,但这个是我们对客户永远的承诺!
    
    
  
    电解电容是比较容易老化的元件,老化的一个特征是容量隆低,如果你身边没有电容表测量,你可用比较法测量,另拿一个容量相同(耐压可以不同)的电容来比较,用指针万用表的电阻档测量电容的电阻,万用表的指针会摆动一个角度,容量越大这角度就越大!第二次测量时要把电容放电(两个脚短路一下)!
  
  
  
    关于用光耦PC929作驱动的电路特点:因为这电路带有反馈检测回路,就是分别从输出三相(Eu、Ev、Ew)取回信号与驱动信号进行比较,当检测到变频器输出不正常时,则通过一个光耦向主板发出一个高电平信号,变频器马上切断驱动信号并显示“过流”或“IGBT短路”故障,这个保护相当快,有这电路的变频器不太容易烧模块,但问题是当这变频器的驱动元件性能不稳定,如小电容、光耦老化、开关电源有轻微不正常而影响驱动工作时,变频器总是误报警(SC),由于故障不明显,有时要检查大半天才找出原因,所以用PC929作驱动时一定要保证驱动电路小元件的的质量,不然变频器使用一段时间后会出现这通病!我看过有几个牌子的变频器就是这样的!
  
  
  
    很多人打来电话,说到安川616G5(616P5)-22KW以上功率的变频器,有时会跳“OH1”故障,变频器不能运行,按说明书检查了风扇及变频器的温度、电流都是正常的,弄不清是什么原因!其实是位于变频器里面(模块上头)的一个三线(带有检测线)风扇坏了,有时这风扇能运转但尘多也会使变频器显示这故障!由于变频器散热器的风扇是正常的,一般人又不知变频器里面还有这风扇!造成很多人的迷惑!所以请安川公司应在说明书里面讲清楚点,告知客户碰到这问题应先检查变频器里面(而不是外面所看到的)的风扇!
  
  
  
    很多人在计算变频器(节能用)的投资回收期时,没有把变频器寿命成本及维修成本很好地算上去!不同品牌变频器的使用寿命差别很大,有的使用5-6年后才第一次维修,有的刚过保修期就开始要频繁的维修!有的性能差的变频器一损坏就几乎没维修价值!变频器有故障一般都是模块烧坏,而这模块价钱通常不低!维修费会使你大吃一惊!所以在选购变频器时品牌及维修是要重点考虑的问题!
  
  
    松下DV-707变频器开关电源没安装保险管,一当开关管损坏短路时,经常也把开关电源变压器初级线圈烧断,这变压器不容易找到,价格又高!为了保护变压器,我们的做法是在电路板上切断开关管与初级线圈的回路,在切口焊上一个保险管(1A)或一个(0.6-1)Ω/0.25W的电阻,这样如果开关管短路,变压器也平安无事!
  
  
  
    维修变频器的电路板时,由于拆装元件,原来电路板的绝缘漆受到破坏,很多人修好变频器后没有在电路板上再喷一下绝缘漆,结果当电路板受潮或尘多,则其容易又出故障!特别是开关电源等强电部分!没有绝缘漆也可用松香溶于洒精刷到电路板上,再用电吹风吹干!
  
  
  
    最近又有很多变频器被雷电光顾,损坏严重!大多主板也坏掉,会被雷光顾的变频器多数是没接地或接地不良!当老板看到维修报价单才知道地线的重要性!检查地线接地是否良好也很简单,用一个100W/220V的灯泡接到相线与地线试一下,看其亮度就知道!
  
  
    刚维修一台电梯用的安川616G5-22KW变频器,由于散热风扇短路而烧坏380/220变压器,这变压器不仅难找而且要整台机拆散才能换(装在最底层,拆下来很麻烦),变频器也比较急用!由于这变压器只单独给风扇供220V电压,我们干脆把这变压器取消,直接从外面供220V的电压给风扇,这也是一个应急的办法!


 

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