变频器故障维修知识入门

  变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

  PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脉冲调幅)缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。

  变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。

  异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。

  5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加;对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加?

  频率下降(低速)时，如果输出相同的功率，则电流增加，但在转矩一定的条件下，电流几乎不变。

  采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。

  频率下降时电压V也成比例下降，这样的一个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择。

  频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/f，要使输出电压提高一些，从而方便获得一定地起动转矩，这种补偿称增强起动。能够使用很多方法实现，有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法

  9、在说明书上写着变速范围60~6Hz，即10:1，那么在6Hz以下就没有输出功率吗?

  在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电动机可输出额定转矩而不可能会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz.

  通常情况下时不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求相同转矩时，一定要注意电机与变频器容量的选择

  给所使用的电机装置设速度检出器(PG)，将实际转速反馈给控制装置来控制的，称为“闭环”，不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选件可进行PG反馈。

  开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动。对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合，可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件)。

  具有PG反馈功能的变频器，精度有提高。但速度精度的植取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。

  如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远超于转速(电角频率)的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为避免失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。

  变频器的故障率随温度上升而成指数的上升，常规使用的寿命随温度上升而成指数的下降。环境和温度升高10度，变频器平均常规使用的寿命减半。在变频器工作时，流过变频器的电流是很大的， 变频器产生的热量也是非常大的，不可以忽视其发热所产生的影响通常，变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发热量大概是多少。可以用以下公式估算：

  在这里， 如果变频器容量是以恒转矩负载为准的 (过流能力150% * 60s) 如果变频器带有直流电抗器或交流电抗器， 并且也在柜子里面， 这时发热量会更大一些。电抗器安装在变频器侧面或测上方比较好。这时可以用估算：变频器容量(KW)×60 [W] 因为各变频器厂家的硬件都差不多， 所以上式可以针对各品牌的产品。注意：如果有制动电阻的话，因为制动电阻的散热量很大，因此最好安装位置最好和变频器隔离开， 如装在柜子上面或旁边等。

  当变频器安装在控制机柜中时，要考虑变频器发热值的问题。根据机柜内产生热量值的增加，要适当地增加机柜的尺寸。因此，要使控制机柜的尺寸尽量减小，就必须要使机柜中产生的热量值尽可能地减少。如果在变频器安装时，把变频器的散热器部分放到控制机柜的外面，将会使变频器有70%的发热量释放到控制机柜的外面。由于大容量变频器有很大的发热量，所以对大容量变频器更加有效。还可以用隔离板把本体和散热器隔开， 使散热器的散热不影响到变频器本体。这样效果也很好。

  3. )关于冷却风扇一般功率稍微大一点的变频器， 都带有冷却风扇。同时，也建议在控制柜上出风口安装冷却风扇。进风口要加滤网以防止灰尘进入控制柜。注意控制柜和变频器上的风扇都是要的，不能谁替代谁。

  a、在海拔高于1000m的地方，因为空气密度降低，因此应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容，每1000m降低5%。但由于实际上因为设计上变频器的负载能力和散热能力一般比实际使用的要大，所以也要看具体应用。比方说在1500m的地方，但是周期性负载，如电梯，就不必要降容。

  b、开关频率：变频器的发热大多数来源于于IGBT， IGBT的发热有集中在开和关的瞬间。因此开关频率高时自然变频器的发热量就变大了。有的厂家宣称降低开关频率能扩容， 就是这一个道理。

  16.关于漏电流的问答Q：有那些漏电流的形式?A：有 2种：电机电缆对地漏电流和电缆Q：为何会有漏电流的问题?A：不使用变频器时，漏电流一般较小。使用变频器时，因为逆变器的功率模块高速开关，输出电流中有高次谐波的存在。有因为电缆对地、电缆之间有电感，因此产生了较大的漏电流(可达不用变频器时的10倍)。Q：漏电流和开关频率有和关系?A：开关频率越小，漏电流越小。Q：漏电流和电机功率的关系?A：功率越大，漏电流越大。Q：漏电流和接地的关系?A：无直接关系。但接地不好会增加触电的可能性。Q：漏电流对策有那些?A：降低开关频率，是电缆之间，电缆和地的距离增加，增加开关的漏电流设定水平等。Q：对变频器的漏电流水平可有什么规定? A：现在还没有。

  17. 目前，变频交流调速已遍布冶金、电力、等所有的领域。变频器是利用交流电动机的同步转速随电机电压频率变化而变化的特性而实现电动机调速运行的装置，其中，有几个参数的设定很重要，将直接影响变频器的合理使用。

  a、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-电动机系统能运行的最高频率。由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求做设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电定电压设定。转矩类型指的是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里面的V/f类型图和负载的特点，选择其中的一种类型。我们根据电机的真实的情况和实际要求，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。

  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的要求。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。针对我们所使用的变频器，转矩提升量设定为1%~5%之间比较合适。

  式中：Tt为电磁转矩;T1为负载转矩 电机加速度dw/dt取决于加速转矩(Tt，T1)，而变频器在启、制动过程中的频率变化率则由用户设定。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，应该要依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。检查此项设定是不是合理的方法是按经验选定加、减速时间设定。若在启动过程中出现过流，则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、减速时间不宜设定太长，时间太长将影响生产效率，特别是频繁启、制动时。我们将加速时间设定为15s，减速时间设定为5s。

  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。因此变通变频器均备有频率跨跳功能，用户都能够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。

  当变频器的输出电流大于过负载率设置值和电动机额定电流确定的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。2.6 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信息参数的输入，如电机的功率、标称电压额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入很重要，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。

  介绍一种对变频器的关键电量进行监测和记录的系统的设计，本系统已经在某钢厂的轧钢生产线上应用，帮助在线监控主轧辊的变频器运作状况、分析信号，如分析谐波等。 关键词：变频器；信号采集；信号分析；故障监测；LabVIEW Signal Collection、 Analyzing and Faults Inspecting System of th e Inverters HUANG Lingzhi, LIU Yujun (Dept. of Automatic Control, Liaoning Institute of Science and Techno logy, Benxi 117022, China) Key w

  监测系统 /

  带有360-900V直流输入、可以直接由变频器中间直流总线供电，这样的电源听起来非常令人心动。但是这样的电源却有着特别的设计的基本要求。 用于控制系统和其它应用的电源传统上都是直接由单相或三相电网供电的。然而，由于慢慢的变多的变频器以及伺服电机放大器的应用，新的供电可能出现了：由变频器的中间直流总线）。这种供电的优点是，可通过运转的电机中储存的、“免费”的动能来为控制管理系统供电。如果这种可能成为现实，将大幅度的提升电源相对电网波动的稳健性，而不必使用需要经常性维护的蓄电池缓冲系统。     为了理解这种应用，可以以吊车为例：当吊车刚刚向上吊起货物时，如果供电电网突然中断，会发生啥呢？通常，控制系统

  变频器是把工频 电源 (50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后，电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电

  1 系统要求 • PC机：安装STEP7和Starter软件 • G120装置：选择支持PROFINET的控制单元，CU240S PN 或CU240S PN F • S7-300机架：要选择支持PROFINET的CPU，本实验使用CPU317-2DP/PN • PROFINET 连接电缆 网络连接如下图所示： 2 G120和S7-300之间的PN连接和设置 2.1 设置通讯接口 • 选择TCP/IP接口 • 分配IP地址 2.2设置PG/PC 2.3分别对CPU和驱动装置G120分配相应的网络地址 • 点击 Edit Ethernet Node编辑站点信息 • G

  一、负载特点： 拉丝机也被叫做拔丝机，大范围的应用于机械制造，五金加工，石油化学工业，塑料，竹木制品，电线电缆等行业。拉丝机按其用途可分为金属拉丝机和竹木拉丝机；金属拉丝机包括倒立式拉丝机、水箱式拉丝机、直进式拉丝机、卧式拉丝机、滑轮式拉丝机；其中滑轮式拉丝机通常厂家按照每个用户拉拔直径大小配置机组，每台机器齿轮比不一，启动力矩大。 二、对变频器应用要求： 低频力矩大；工作速度精度高；过载能力强；模拟信号输入控制响应快。 三、调试指南： 滑轮式拉丝机应用现场图片 1、参数说明（以功率15KW滑轮式拉丝机为例）： 序号 参数功能码 出厂默认值 调试设定值 补充说明 1 F0-01 2 0 无速度传感器矢量控制（SVC） 2 F

  的调试指南 /

  1引言 高压同步电动机以其功率因数高、运行转速稳定、低转速设计简单等优点在高压大功率电气驱动领域有着大量的应用，如大功率风机、水泵、油泵等。对于大功率低速负载，如磨机、往复式压缩机等，使用多极同步电动机不但可以提高系统功率因数，更可以省去变速机构，如齿轮变速箱，降低系统故障率，简化系统维护。 由于同步电机物理过程复杂、控制难度高，以往的高压同步电机调速系统一定得安装速度/位置传感器，增加了故障率，系统的可靠性较低。 单元串联多电平型变频器由于具有成本低，网侧功率因数高，网侧电流谐波小，输出电压波形正弦、基本无畸变，可靠性高等特点，在高压大容量异步电机变频调速领域取得了十分普遍的应用。将单元串联多电平型变

  在同步电动机上的应用 /

  目前，由于变频器具有较高的性价比，因此，变频器在经济型数字控制机床和普通机床的数控化改造中使用非常普遍，并且具有这些优点： 一、调试方便 变频器的各种运行参数调试通过智能化键盘和显示器来完成，设置方便、更改灵活、调试时间短。传统的直流调速系统调试涉及到触发脉冲相位调整，转速负反馈调试等多项参数的综合统调，调试难度大、时间长，且不易达到最优控制。 二、简化控制线路 变频器的使用极为方便、可通过其外围的少数几个端子进行全范围的控制。变频器内部有完善的保护的方法，勿需在其外围线路中设计各种保护电路。由于变频器的正反向运行是经过控制端子来改变逆变器的输出相位来实现。因此，可以比原直流调速系统少两个大型直流接触器。（ht

  过载，是一个时间概念，是指负载在连续时间内超过额定负载一定的倍数。 过载，最重要的概念就是连续时间。 比如，某变频器过载能力160%一分钟，就是指，负载连续一分钟达到额定负载的1.6倍是没有一点问题的。 假如在59秒的时候，负载突然变小，那么是不会触发过载报警的。 只有在60秒刚过的时候，才会触发过载报警。 过流，是一个数量概念，是指负载突然超过额定负载多少倍。 过流的时间很短，而且超过的倍数非常大，通常都是十几甚至几十倍。 比如，电机在运转时，机械轴突然堵转 ，那么此时电机的电流在短时间内会极速上升，导致过流故障。 过流和过载属于变频器最常见的故障，要区别变频器到底是过流跳闸还是过载跳闸，首先就要搞清楚他们之间的区别，一般

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