丹佛斯5000變頻器常見故障及維修對(duì)策
1 變頻器的組成,、常見故障現(xiàn)象和故障處理
1.1 變頻器的組成
變頻器是由主回路和控制回路兩大部分組成的(見圖1)；主回路由整流器（整流模塊）,、中間電路（濾波電路）和逆變器（大功率晶體模塊）三個(gè)主要部分組成,，控制回路則由單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路和光電隔離等電路組成,。
(1)整流器它與單相或三相交流電源相連接,，產(chǎn)生脈動(dòng)的直流電壓
(2)中間電路的三種作用
● 使脈動(dòng)的直流電壓變得穩(wěn)定或平滑，供逆變器使用,；
● 通過開關(guān)電源為各個(gè)控制線路供電,；
● 可以配置濾波或制動(dòng)裝置以提高變頻器性能。
(3) 逆變器
將固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓,。
(4) 控制電路
它將信號(hào)傳送給整流器,、中間電路和逆變器，同時(shí)它也接收來自這些部分的信號(hào),。其主要組成部分是：輸出驅(qū)動(dòng)電路,、接收控制電路。
控制電路的主要功能是：
● 利用信號(hào)來開關(guān)逆變器的半導(dǎo)體器件,；
● 提供操作變頻器的各種控制信號(hào),。
當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，它的保護(hù)功能自動(dòng)運(yùn)行,，變頻器立即跳閘,，電機(jī)由運(yùn)行狀態(tài)到停止,，報(bào)警指示紅色發(fā)光二極管開始閃亮,液晶顯示部分提示報(bào)警信息代碼或故障內(nèi)容,。這時(shí)可以根據(jù)信息代碼來分析判斷變頻器的故障范圍，如果是軟性故障,，可將變頻器進(jìn)行斷電復(fù)位,。如還不能恢復(fù)正常,，只能采用手動(dòng)或自動(dòng)初始化，初始化正常后按照參數(shù)表重新將數(shù)據(jù)輸入設(shè)定,。這樣,，變頻器就可以在故障較輕的情況下恢復(fù)正常使用。若經(jīng)以上操作后變頻器仍不正常運(yùn)轉(zhuǎn),，就要根據(jù)故障現(xiàn)象來檢查變頻器損壞的部位,，更換元器件或電路板。故障查找時(shí)必須按變頻器的提示順序進(jìn)行,。在維修過程中,，根據(jù)故障情況要用數(shù)字萬用表來檢測(cè)電子元器件的好壞，如測(cè)量不正確就很可能導(dǎo)致錯(cuò)誤判斷,，這將給維修工作造成困難,，希望各位同行注意。
3 變頻器常見故障現(xiàn)象和故障處理
我公司使用的vlt5000系列變頻器在運(yùn)行中常見的故障有：多種故障錯(cuò)亂出現(xiàn)（報(bào)警5,、6,、7、8）接地故障（報(bào)警14）,、電機(jī)uvw相丟失（報(bào)警31.32.33）,、通訊故障等。
3.1 開關(guān)電源損壞
這是眾多變頻器常發(fā)生的故障,，通常是由于開關(guān)電源的元器件損壞或負(fù)載發(fā)生短路造成的,，丹佛斯變頻器采用了新型脈寬集成控制器uc2844來調(diào)整開關(guān)電源的輸出，同時(shí)uc2844還帶有電流檢測(cè),，電壓反饋等功能,。當(dāng)發(fā)生無顯示，控制端子無電壓,，24v風(fēng)扇不運(yùn)轉(zhuǎn)等現(xiàn)象時(shí)我們首先應(yīng)該考慮開關(guān)電源是否損壞（一般為uc2844或電阻損壞）,。如果不能判斷是否電源故障，可以外接24v電源進(jìn)行測(cè)試,，測(cè)試結(jié)果一切正?？梢耘卸殡娫垂收稀?/span>
3.2 丹佛斯5011變頻器的液晶顯示屏上顯示字母“14"報(bào)警
變頻器液晶顯示屏上出現(xiàn)“alarm 14"報(bào)警,，變頻器不能工作,，重新送電后按reset鍵能復(fù)位，再啟動(dòng)時(shí)再次報(bào)警,，查操作手冊(cè)為接地報(bào)警,，檢查電機(jī)和相關(guān)電纜并無接地故障,也就是說故障在變頻器。分析電路導(dǎo)致接地報(bào)警的原因?yàn)榛魻杺鞲衅鬏敵鲭妷盒盘?hào)到電流取樣板再送到運(yùn)算放大器進(jìn)行比較,，結(jié)果數(shù)值過大,，（見圖2）查檢測(cè)部分霍爾傳感器正常,，檢測(cè)對(duì)陶瓷基薄膜集成電阻r501時(shí)測(cè)其中的一路阻值因腐蝕已變無窮大致使接地不良，造成信號(hào)過強(qiáng),，引起報(bào)警,，無原件更換，在上面焊同阻值大功率貼片電阻,，重新啟動(dòng)后運(yùn)行正常,。接地故障是平時(shí)經(jīng)常遇到的故障，在排除電機(jī)接地存在問題的原因外,，最可能發(fā)生故障的部分就是霍爾傳感器和信號(hào)傳輸電阻,，由于它們受溫度、濕度,、腐蝕氣體等環(huán)境因素的影響較大,，工作點(diǎn)很容易發(fā)生飄移，導(dǎo)致接地報(bào)警,。
3.3 丹佛斯5016變頻器“alarm 13"過流報(bào)警
變頻器液晶顯示屏上出現(xiàn)“alarm 13"報(bào)警,，并能手動(dòng)復(fù)位，不升速時(shí)正常,，加速時(shí)就報(bào)警,，重新送電，沒有聽到內(nèi)部繼電器吸合的聲音,，懷疑為充電電阻r401并聯(lián)的接觸器km1短路導(dǎo)致電流過大引起（見圖3）,，用萬用表測(cè)km1線圈兩端電壓正常，停電測(cè)線圈直流電阻,，為無窮大,，換新線圈后上電試車，一切正常,。
圖3 接觸器km1短路導(dǎo)致電流過大
過流原因：
(1) 重新啟動(dòng)時(shí),，一升速就跳閘。這是過電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象,。主要原因有：接觸器開路,，負(fù)載過重，機(jī)械部分故障,；逆變模塊損壞,；電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩過小等。
(2) 通電后立即報(bào)警,，這種現(xiàn)象一般不能復(fù)位,。主要原因有：模塊損壞、驅(qū)動(dòng)電路損壞、電流檢測(cè)電路損壞,。
3.4 丹佛斯5006變頻器“alarm 8"低壓報(bào)警
變頻器液晶顯示屏上出現(xiàn)“alarm 8"報(bào)警不能復(fù)位，經(jīng)查線排端子104（1）為電壓檢測(cè)點(diǎn),，信號(hào)經(jīng)ic403輸送給控制板,，并在內(nèi)部與參數(shù)設(shè)定電壓做比較，如果低與參數(shù)下限,，變頻器就會(huì)停車并報(bào)警顯示故障（見圖4）,，測(cè)104（11）點(diǎn)無電壓，正常為2.3v說明故障點(diǎn)在前面,，測(cè)ic403（3）腳無電壓,，測(cè)d1負(fù)極無直流電壓，測(cè)變壓器有交流輸出,，可以判斷為4r7電阻損壞,，換電阻后通電，試運(yùn)行正常,。
3.5丹佛斯5006變頻器“alarm 29" 散熱片溫度過高報(bào)警
變頻器液晶顯示屏上出現(xiàn)“alarm 29"報(bào)警不能復(fù)位,，這是我們常碰到的一個(gè)故障。出現(xiàn)這種故障時(shí),，我們應(yīng)首先看一下面板的溫度顯示是否超出參數(shù)設(shè)置的上限,，如果超出看是否與現(xiàn)實(shí)溫度相符，如果不相符說明檢測(cè)電路出現(xiàn)故障,，經(jīng)查顯示溫度與現(xiàn)實(shí)不符,，測(cè)電路（圖5）14v正常，插頭兩端無電壓,，查電阻r207,、r208阻值為無窮大，更換新件后一切正常,。
3.6 丹佛斯5032變頻器能啟動(dòng)有頻率無電壓
變頻器顯示正常,，并能啟動(dòng)且有頻率變化但沒有交流電壓產(chǎn)生，試換控制板故障依舊,，說明故障在功率部分,，測(cè)igbt及相關(guān)電路正常，當(dāng)查到mk1-mk2的排線時(shí),，發(fā)現(xiàn)排線上有線因腐蝕造成接觸阻值過大,，用酒精、尖針修理后確切無誤后重新通電,，一切正常,。
3.7 丹佛斯5004變頻器屏幕無顯示，燈頻閃
變頻器無顯示但燈頻閃，換控制板無變化,，懷疑電源部分有故障,，上電查功率板的電源各輸出都有明顯的閃動(dòng)，說明電源有短路故障,，斷電用手接觸各元器件,，當(dāng)接觸到圖6的ic408時(shí)，發(fā)現(xiàn)其溫度過高,，用萬用表測(cè)量?jī)?nèi)部已嚴(yán)重短路,，換新后通電測(cè)各電壓正常，帶電機(jī)試運(yùn)行,，未發(fā)現(xiàn)故障,。
3.8 丹佛斯5006變頻器面板顯示時(shí)好時(shí)壞
變頻器面板顯示時(shí)好時(shí)壞，換控制板故障依舊,，懷疑為電源接觸不良,，查各電源一切正常，測(cè)功率板到控制板之間的線排,，發(fā)現(xiàn)有線接觸不良,，換新后重新上電一切正常。
3.9 整流橋損壞
丹佛斯5004變頻器運(yùn)行時(shí)前級(jí)保險(xiǎn)燒毀,，空開跳閘,，并且聽到變頻器內(nèi)部有異常響動(dòng)，檢查過程中,，發(fā)現(xiàn)整流橋已損壞,，炸出幾條明顯裂縫，測(cè)全橋已經(jīng)短路,，經(jīng)查整流橋的型號(hào)為skb30/12參數(shù)是電流30a,、耐壓1200v完quan符合技術(shù)要求，因變頻器負(fù)載是拖輥,、刀盤而且停車慣性大,，且停車時(shí)有再生過電壓現(xiàn)象，由于再生功率使直流電路電壓升高,，有時(shí)超過允許值,，中間電壓＋再生電壓超過整流橋耐壓值，即為整流橋炸裂的原因,。根據(jù)以上原因,，我們對(duì)變頻器個(gè)別參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，如減速時(shí)間（210）由原5s延長(zhǎng)到10s,，三相輸出u,、v,、w加壓敏電阻（接法為△連接、加壓敏電阻的耐壓為1000v）,。通過以上改進(jìn)變頻器的故障率明顯降低,。
三相整流橋模塊檢測(cè)方法：將數(shù)字萬用表?yè)艿蕉O管測(cè)試檔，用紅,、黑兩表筆先后測(cè)r,、s、t相與p,、n極之間的正反向二極管特性，來檢查判斷整流橋是否完好,。所測(cè)的正反向特性相差越大越好,；如正反向?yàn)榱悖f明所檢測(cè)的一相已被擊穿短路,；如正反向均為無窮大,，說明所檢測(cè)的一相已經(jīng)斷路。整流橋模塊只要有一相損壞,，就必須更換,。
（1）igbt模塊因散熱不良導(dǎo)致其損壞
丹佛斯5006變頻器在運(yùn)轉(zhuǎn)中突然發(fā)出爆炸聲響，同時(shí)外接保險(xiǎn)燒毀,，拆機(jī)發(fā)現(xiàn)變頻器的igbt模塊損壞,。經(jīng)過對(duì)相關(guān)板卡的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)igbt觸發(fā)線路損壞,，測(cè)量其他板塊正常,。在拆卸變頻器板卡時(shí)發(fā)現(xiàn)其電源板和電流檢測(cè)板上有很多的油污和灰塵。打開變頻器的散熱片風(fēng)機(jī),，看到散熱片上也粘滿了油污和雜物,，將變頻器的散熱通道完quan堵死。由此推斷變頻器的igbt模塊因散熱不良導(dǎo)致其損壞,。
● 維修過程：首先將變頻器完quan拆開,，將散熱通道的散熱片拆下，用空壓氣體將散熱片清理干凈,， 同時(shí)將變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)件和板卡全部清理干凈,。安裝igbt模塊，安裝igbt模塊時(shí)候要按照模塊的要求,，順序安裝,，力矩適度。修理觸發(fā)線路,，然后依次安裝其他器件,。安裝結(jié)束后進(jìn)行靜態(tài)的測(cè)試，靜態(tài)測(cè)試結(jié)果良好后進(jìn)行通電測(cè)試和帶負(fù)載試驗(yàn)。帶負(fù)載試驗(yàn)合格,，順利完成維修,。
● 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：綜合不同型號(hào)和不同的使用環(huán)境中的數(shù)臺(tái)丹佛斯變頻器維修情況，總結(jié)出變頻器igbt模塊損壞的主要原因是使用環(huán)境的惡劣,，使得門極驅(qū)動(dòng)卡上電子元件損壞以及變頻器的散熱通道堵塞導(dǎo)致,。最容易損壞的器件是穩(wěn)壓管及光耦。檢查驅(qū)動(dòng)電路是否有問題,，可在斷電時(shí)比較一下各路觸發(fā)端電阻是否一致,。通電開機(jī)可測(cè)量觸發(fā)端的電壓波形。但是有的變頻器不裝入模塊不能開機(jī),，這時(shí)在模塊p端串入假負(fù)載防止檢查時(shí)誤碰觸發(fā)端或其他線路引起燒壞模塊,。
（2）igbt模塊的簡(jiǎn)單測(cè)量方法
變頻器輸出電壓不平衡表現(xiàn)為馬達(dá)抖動(dòng)，轉(zhuǎn)速不穩(wěn),，一般沒有經(jīng)驗(yàn)是很難判定是哪路驅(qū)動(dòng)有問題,，這時(shí)可啟動(dòng)變頻器2hz，用萬用表直流電壓檔分別測(cè)：p-u,、p-v,、p-w及u-n、v-n,、w-n的電壓值,，這6路電壓這時(shí)也會(huì)不一樣，那一路偏高則這一路有問題,，其原理大家可自己畫圖分析一下,。對(duì)于igbt模塊，我們介紹最簡(jiǎn)dan的測(cè)量方法（專業(yè)不是這樣測(cè)量）將數(shù)字萬用表?yè)艿蕉O管測(cè)試檔,，測(cè)試igbt模塊c1,、e1、c2,、e2之間以及柵極g與e1,、e2之間正反向二極管特性,來判斷igbt模塊是否完好。以六相模塊為例,。將負(fù)載側(cè)u,、v、w相的導(dǎo)線拆除,使用二極管測(cè)試檔,，黑表筆接p(集電極c1),，紅表筆依次測(cè)u、v,、w,，萬用表顯示數(shù)值為無窮大,；將表筆反過來，紅表筆接p,，黑表筆測(cè)u,、v、w,，萬用表顯示數(shù)值為400左右,。再將黑表筆接n（發(fā)射極e2），紅表筆測(cè)u,、v,、w，萬用表顯示數(shù)值為400左右,；紅表筆接p,，黑表筆測(cè)u、v,、w,，萬用表顯示數(shù)值為無窮大,。各相之間的正反向特性應(yīng)相同,，若出現(xiàn)差別說明igbt模塊性能變差，應(yīng)予更換,。
3.11 變頻器檢修順序流程圖
圖7示出變頻器檢修順序流程圖,。
圖7 變頻器檢修順序流程圖
4 日常維護(hù)
操作人員必須熟悉變頻器的基本工作原理、功能特點(diǎn),，具有電工操作基本知識(shí),。在對(duì)變頻器日常維護(hù)之前，必須保證設(shè)備總電源全部切斷,；并且在變頻器燈完quan熄滅的5-30分鐘（根據(jù)變頻器的功率）后再進(jìn)行,。應(yīng)注意檢查電網(wǎng)電壓，改善變頻器,、電機(jī)及線路的周邊環(huán)境,，定期清除變頻器內(nèi)部灰塵，通過加強(qiáng)設(shè)備管理最大限度地降低變頻器的故障率,。
(1)冷卻風(fēng)扇
變頻器的功率模塊是發(fā)熱最嚴(yán)重的器件,，其連續(xù)工作所產(chǎn)生的熱量必須要及時(shí)排出，一般風(fēng)扇的壽命大約為20kh-40kh,。按變頻器連續(xù)運(yùn)行折算為3-5年就要更換一次風(fēng)扇,，避免因散熱不良引發(fā)故障。
(2)濾波電容
中間電路濾波電容：又稱電解電容,，其主要作用就是平滑直流電壓,，吸收直流中的低頻諧波,，它連續(xù)工作產(chǎn)生的熱量加上變頻器本身產(chǎn)生的熱量都會(huì)加速其電解液的干涸，直接影響其容量的大小,。正常情況下電容的使用壽命為5年,。建議每年定期檢查電容容量一次，一般其容量減少20%以上應(yīng)更換,。
在保養(yǎng)的同時(shí)要仔細(xì)檢查變頻器,，定期送電，帶電機(jī)工作在2hz的低頻約10min,，以確保變頻器工作正常,。
(3)防腐劑的使用
因我公司的生產(chǎn)特性，各電氣mcc室的腐蝕氣體濃度過大,，致使很多電氣設(shè)備因腐蝕損壞（包括變頻器）,。
為了解決以上問題我公司專門安裝了一套空調(diào)系統(tǒng)，用正壓新鮮風(fēng)來改善環(huán)境條件,。為減少腐蝕性氣體對(duì)電路板上元器件的腐蝕,，我們還要求變頻器生產(chǎn)廠家對(duì)線路板進(jìn)行防腐加工，維修后也要噴涂防腐劑,，有效地降低了變頻器的故障率,，提高了使用效率。
5 結(jié)束語
變頻器的科技含量較高,，是強(qiáng)電與弱電相結(jié)合的,，但是如果使用不當(dāng)或偶然事件也會(huì)造成變頻器的損壞。要想使變頻器正常的運(yùn)行少出故障,，這對(duì)維修人員技術(shù)水平要求極gao,，同時(shí)維修技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、設(shè)備,、工藝等的充分了解也是十分必要的,。以上是本人在變頻器使用與維修中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和心得，本文測(cè)試儀表均為fluke177型萬用表,，如用指針表個(gè)別參數(shù)可能不一樣,。希望與各位同行共同討論希望能給大家提供一些參考，如有不妥之處,，請(qǐng)批評(píng)指正,。
VLT 2008 ERR7 故障的解釋：
丹佛斯VLT2800系列變頻器ERR7故障的代碼為：（DC LINK VOLTAGE HIGH ）過壓。若變頻器中間直流電壓UDC高于逆變器的過壓極限,，逆變器將關(guān)斷,，直到UDC重新講到過壓極限一下為止。若UDC持續(xù)過壓一段時(shí)間,，逆變器將跳閘,。時(shí)間長(zhǎng)短取決于變頻器設(shè)置,，設(shè)置范圍是5-10秒。
二 ERR7故障的產(chǎn)生和解決辦法,。
1）,、直流電壓檢測(cè)值大于直流電壓過壓極限值。表現(xiàn)情況有：
輸入電源電壓值大于變頻器的輸入電壓額定值,，導(dǎo)致直流電壓值高于極限值,。比如有些客戶將380VA,輸入到額定電壓為220VAC的變頻器上，直接導(dǎo)致變頻器顯示過壓報(bào)警,，這是非常嚴(yán)重的事情,，有可能導(dǎo)致變頻器嚴(yán)重?fù)p壞。解決方法：保證變頻器的輸入電壓在應(yīng)許的范圍內(nèi),。?
負(fù)載慣性太大,，運(yùn)行時(shí)導(dǎo)致變頻器內(nèi)部直流電壓值偏高，大于直流電壓極限值,，導(dǎo)致變頻器過壓報(bào)警,。比如說凸輪式負(fù)載，起重行業(yè),，解決的辦法是：此類場(chǎng)合要選擇帶制動(dòng)功能的變頻器,。?
直流電壓檢測(cè)線路損壞。變頻器內(nèi)部的直流電壓檢測(cè)是采用的直接降壓采樣的方式,，取信號(hào)后進(jìn)行處理,。如果這部分線路損壞則需要送交丹佛斯指的維修中心維修,。?
2）,、變頻器型號(hào)不能識(shí)別。有些變頻器只要上電就顯示ERR7,這時(shí)候讀取變頻器型號(hào)參數(shù)P621,發(fā)現(xiàn)參數(shù)值為：VLT2800 200-240V,，說明該機(jī)器已不能正確地讀取自己的身份,，正確的應(yīng)該是變頻器本身型號(hào)，比如：VLT2875 380V-480V,。出現(xiàn)此類現(xiàn)象則需要送交丹佛斯指的維修中心維修,。
三 ERR7故障原因總結(jié)：
1、產(chǎn)生ERR7故障不一定是變頻器損壞,、也有可能是選型和使用中出現(xiàn)了問題,。
2、對(duì)于出現(xiàn)變頻器身份不能識(shí)別和電壓檢測(cè)損壞的情況,，經(jīng)過不同的送修單位和不同的使用環(huán)境下,，對(duì)數(shù)臺(tái)VLT2800系列變頻器ERR7故障分析，總結(jié)出現(xiàn)故障機(jī)器產(chǎn)生的主要原因是：使用環(huán)境的惡劣,，電路板太臟,，有些電路板上有很多的油污,，甚至有水分?！?/span>
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