变频器故障诊断与维修_ 变频器常见故障维修

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     变频器故障是不期望但又是不可避免的，分析、寻找和排除故障是变频器维修人员必备的技能二在变频器的检修过程中，要在大量的元器件和线路中迅速、准确地找出故障是不容易的。一般故障诊断过程，就是从故障现象出发，通过反复测试，在综合分析的基础上做出判断，逐步找出故障。故障产生的原因很多，情况也很复杂，有的是一种原因引起的简单故障，有的是多种原因相互作用引起的复杂故障。因此，引起故障的原因很难简单分类。

    构成变频器电路的电气电子元器件有晶体管、电阻、线圈、电容器、集成电路、功率器件等，各电路都是由这些电气电子元器件组成的。检查时只要掌握其检查方法和诊断技术，就能早发现有故障的电气电子元器件。对于L、C、R而言，应掌握每个部件在交流(AC)电路和直流(DC)电路中是怎样工作的和其在电路中的作用。

    在检修过程中，即使确定了故障电路的范围，还必须进一步将电路细分到某只电气电子元器件的前后，再使用万用表检查各个测试点，以区分和确认具体的有故障的电气电子元器件。为了迅速、准确的判断故障产生的部位和原因，必须注意区分电路的测试点和测量方法。

    对于使用一段时间后变频器出现的故障，故障原因可能是元器件损坏，连线发生短路或断路（如焊点虚焊，接插件接触不良，可变电阻器、电位器、半可变电阻等接触不良，接触面表面镀层氧化等），或使用条件发生变化（如电网电压波动，过冷或过热的工作环境等）影响变频器的正常运行。

    对于新购买的第一次使用的变频器来说，故障原因可能是：由于变频器在运输过程中，因振动等因素引起变频器内的电路插件松动或脱落，连线发生短路或断路等。在变频器仓储过程中，由于变频器内元器件或电路板受潮等因素引起的元器件失效，由于使用人员未能按变频器的使用操作步骤操作而导致的故障，也有因变频器在出厂前装配和调试时，部分存在质量问题的元器件未能检出，都能影响变频器的正常运行。变频器故障无论是发生在电路上，还是发生在电气电子元器件上，一般都是由短路或断路原因引起，其现象与产生的原因有：

    1)短路故障。当电路局部短路时，负载因短路而失效，这条负载电路的电阻小，而产生极大的短路电流，导致电源过载，导线绝缘烧坏，严重时还会引起火灾。如电源“+”、“-”极的两根导线直接接通；电源未经过负载直接接通；绝缘导线被破坏，并相互接触造成短路；接线螺钉松脱造成与线头相碰；接线时不慎，使两线头相碰；导线头碰触金属部分等。

    2)断路故障。对于断路的电路，在电路断点之后没有电源，所以在电源到负载的电路中某一点中断时，电流不通。故障原因有电路折断；导线连接端松脱；接触不良等。

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    1)系统性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障，确定性故障是指变频器中的硬件损坏或只要满足一定的条件，变频器必然会发生的故障。这一类故障现象在变频器运行中较为常见，但由于它具有一定的规律，因此也给维修带来了方便。确定性故障具有不可恢复性，故障一旦发生，如不对其进行维修处理，变频器不会自动恢复正常，但只要找出发生故障的根本原因，维修完成后变频器立即可以恢复正常。正确的使用与精心维护是杜绝或避免系统性故障发生的重要措施。
    2)随机性故障。随机性故障是指变频器在工作过程中偶然发生的故障，此类故障的发生原因较隐蔽，很难找出其规律性，故常称之为“软故障”。随机性故障的原因分析与故障诊断比较困难，一般而言，故障的发生往往与部件的安装质量、参数的设定、元器件的品质、软件设计不完善、工作环境的影响等诸多因素有关。随机性故障有可恢复性，故障发生后，通过重新开机等措施，通常可恢复正常，但在运行过程中，又可能发生同样的故障。加强变频器的维护检查，确保变频器的正确安装、可靠连接，正确的接地和屏蔽是减少、避免此类故障发生的重要措施。

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    按故障出现时有无指示分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。当今变频器都设计有完善的自诊断程序，实时监控整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即报警或还有简要文字说明在液晶屏上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示。变频器制造者也会针对具体变频器设计相关的故障指示及诊断说明书，结合显示的故障信息加上变频器上的各类指示灯使得绝大多数故障的排除较为容易。
    无诊断指示故障是变频器故障诊断程序存在不完整性所致，这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果，并依靠维修人员对变频器的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。
    变频器的故障显示可分为指示灯显示与显示器显示两种情况：
    1)指示灯显示报警。指示灯显示报警是指通过变频器的状态指示灯（一般由LED发光管或小型指示灯组成）显示报警信息。根据变频器的运行状态指示灯、故障状态指示灯，可大致分析判断出故障发生的部位与性质。因此，在维修、排除故障过程中应认真检查这些状态指示灯的状态。
    2)显示器显示报警。显示器显示报警是指可以通过显示器显示故障报警信息，由于变频器一般都具有较强的自诊断功能，如果变频器的诊断软件以及显示电路工作正常，一旦系统出现故障，可以在显示器上以报警符号及文本的形式显示故障信息。变频器能进行显示的报警少则几十种，多则上千种，它是故障诊断的重要信息。

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    变频器按产生故障的原因分为自身故障和外部故障，这也是按照相对于故障所发生的位置来分类的方法。
    1)变频器自身故障。变频器自身故障是由于变频器自身的原因所引起的，与外部使用环境条件无关，变频器所发生的极大多数故障均属此类故障。
    2)变频器外部故障。外部故障是指与变频器相关的与外部器件性能改变及环境条件变化而引发的故障，如测速传感器、限位开关、机械装置等相关联器件发生故障。或由于三相电源的电压不稳定、三相电流不平衡、外界的电磁干扰、环境温度过高、有害气体、潮气、粉尘侵入、外来振动等引起的变频器故障。

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    以变频器故障发生的部位分为硬故障和软故障。硬故障是指变频器硬件的物理损坏：一是人为和环境原因，如环境恶劣、供电不良、静电破坏或违反操作规程等原因造成；二是变频器构件原因，如元器件、接插件、印制电路、电线电缆等损坏造成，这是需要修理甚至更换才可排除的故障。
    软故障是指由于软件系统错误而引发的故障，常见的软故障有程序错误、操作失误以及设置错误和盲目操作等。软故障需要输入或修改某些数据甚至修改程序方可排除故障。

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    按故障出现时有无破坏性分为破坏性故障和菲破坏性故障。破坏性故障是指变频器以及电气电路由于自身缺陷或环境影响而使电气电子元器件功能丧失而无法正常工作。此类故障大多无法通过简单的方法修复或根本无法修复，对于此类故障需要进行更换，对于破坏性故障，维修时不允许重演，这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除，技术难度较高且有一定风险。并且一定要将产生故障的原因查出排除后，才能更换损坏的电气电子元器件，进行必要的测试后，变频器才能上电运行。
    对于如电动机转速达不到预定的转速、电动机温升过高、电气设备运行时发出异常响声等非破坏性故障，一般还可以运行但是长期运行会发展为破坏性故障或更严重的故障。发生此类事故后应立即停止变频器运行进行必要检修，排除故障后方可运行。

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    变频器故障按故障产生原因分为使用性和元器件性故障，使用性故障是指因为现场工作人员操作不当或错误操作而引起的故障，防止这种故障一般要求现场工作人员在操作前应正确阅读变频器的操作说明书，学会正确地使用变频器，以免导致不必要的安全事故和经济损失。
    元器件性故障一般为电气电子元器件本身有质量缺陷所导致，在这里应当指出的是在变频器需要更换电气电子元器件时，应该确定所用电气电子元器件的电气规格参数准确无误，保证产品完好无损。
   显性故障是指故障部位有明显的异常现象，即明显的外部表征，很容易被人发现。此类故障可以通过看、闻、听等来判断，比如元器件被烧毁时会冒烟，闻有烧焦的味道、有放电声和放电痕迹等。而隐性故障是指故障部位没有明显的异常，即无明显的外部特征，无法通过主观判断出故障部位，一定要借助一定的辅助手段，如仪表仪器等，而有一些则需要依赖于一定的工作经验来判别。隐性故障查找起来往往需要花费很长的时间和精力，并要根据电路原理系统地分析和判断。

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    根据变频器发生故障或损坏的特征，一般可分为两种；一种是在运行中频繁出现的自动停机现象，并伴随着一定的故障信息显示，其处理措施可根据变频器随机说明书上提供的方法进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适，或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象。另一类是由于使用环境恶劣，高温、导电粉尘引起的短路；潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障（严重时，会出现打火、爆炸等异常现象）。这类故障发生后，先对变频器解体检查，重点查找损坏元器件，根据故障发生区域，进行清理、测量、更换，然后全面测试，再恢复空载运行，对变频器进行综合性能测试后，再加载运行，以达到排除故障的目的。

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    按故障影响范围和程度分为以下几类：
    1)全局性故障，是指影响到整个系统正常工作的故障。
    2)相关性故障，是指某一故障与其他故障之间有着因果或关联关系二
    3)局部性故障，是指故障只影响了系统的某一项或几项功能。
    4)独立性故障，特指某一元器件发生的故障。
    如电源熔断器熔丝熔断，使设备不能起动则属全局性故障，而造成的原因可能是相关的某一部件短路，即故障的相关性。

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    技术资料是维修工作的指南，它在维修工作中起着至关重要的作用，借助于技术资料可以大大提高维修工作的效率与维修的准确性。一般来说，对于变频器故障的维修，在理想状态下，应具备以下技术资料：
    (1)变频器使用说明书
    它是由变频器生产厂家编制并随变频器提供的随机资料。变频器使用说明书通常包括以下与维修有关的内容：
    1)变频器的操作过程和步骤。
    2)变频器主要部件的结构原理示意图。
    3)变频器安装和调整的方法与步骤。
    4)变频器电气控制原理图。
    5)变频器使用的特殊功能及其说明等。
    (2)变频器的操作使用手册
    它是由变频器生产厂家编制的，通常包括以下内容：
    1)变频器面板操作说明。
    2)变频器的具体操作步骤（包括手动自动、试运行等方式的操作步骤，以及程序、参数等的输入、编辑、设置和显示方法）。
    3)系统调试、维修用的大量信息，如：“变频器参数”的说明、报警显示信息及处理方法以及系统的连接图等。它是维修变频器中必须参考的技术资料之一。
    (3)变频器的参数清单
    它是由变频器生产厂根据变频器的实际情况，对变频器进行的设置与调整。它不仅直接决定了系统的配置和功能，而且也关系到变频器的动、静态性能和精度，因此也是维修变频器的重要依据与参考。在维修时，应随时参考“变频器参数”的设置情况来调整、维修变频器；特别是在更换变频器模块时，一定要记录变频器的原始设置参数，以便变频器功能的恢复。
    (4)变频器的功能说明
    该资料由变频器生产厂家编制，功能说明书不仅包含了比电气原理图更为详细的变频器各部分之间的连接要求与说明，而且还包括了原理图中未反映的信号功能描述，是维修变频器、尤其是检查电气接线的重要参考资料。
    (5)维修记录
    这是维修人员对变频器维修过程的记录与维修工作的总结。最理想的情况是：维修人员应对自己所进行的每一步维修都进行详细的记录，不管当时的判断是否正确，这样不仅有助于今后进一步维修，而且也有助于维修人员的经验总结与水平提高。