維修變頻器

維修變頻器是一項理論知識、實踐經驗與操作水平的結合的工作，其技術水平決定著變頻器的維修質量。

基本介紹

• 中文名：維修變頻器
• 故障判斷1：整流模組損壞
• 故障判斷2：上電無顯示
• 故障判斷3：顯示過電壓或欠電壓

介紹

維修變頻器是一項理論知識、實踐經驗與操作水平的結合的工作，其技術水平決定著變頻器的維修質量。從事維修變頻器的人員需要經常學習，了解變頻器內部的電子元器件所具備的功能和特點，開拓知識面，將新學到的知識套用於實際工作中，不斷提高維修技術水平。

故障檢測方法

靜態測試

1、測試整流電路

找到變頻器內部直流電源的P端和N端，將萬用表調到電阻X10檔，紅表棒接到P，黑表棒分別依到R、S、T，正常時有幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，有一個接近於無窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重複以上步驟，都應得到相同結果。如果有以下結果，可以判定電路已出現異常，A.阻值三相不平衡，說明整流橋有故障。B.紅表棒接P端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或啟動電阻出現故障。

2、測試逆變電路

將紅表棒接到P端，黑表棒分別接U、V、W上，應該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應該為無窮大。將黑表棒N端，重複以上步驟應得到相同結果，否則可確定逆變模組有故障。

動態測試

在表態測試結果正常以後，才可進行動態測試，即上電試機。在上電前後必須注意以下幾點：

1、上電之前，須確認輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級變頻器之中會出現炸機（炸電容、壓敏電阻、模組等）。

2、檢查變頻器各接播口是否已正確連線，連線是否有鬆動，連線異常有時可能會導致變頻器出現故障，嚴重時會出炸機等情況。

3、上電後檢測故障顯示內容，並初步斷定故障及原因。

4、如未顯示故障，首先檢查參數是否有異常，如果查不出問題先把原來的參數記錄起來，再將參數恢復原廠，在空載（不接電機）情況下啟動變頻器，並測試U、V、W三相輸出電壓值。如出現缺相、三相不平衡等情況，則模組或驅動板等有故障。

5、在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下，負載測試，儘量是滿負載測試。

故障判斷

1、整流模組損壞

通常是由於電網電壓或內部短路引起。在排除內部短路情況下，更換整流橋。在現場處理故障時，應重點檢查用戶電網情況，如電網電壓，有無電焊機等對電網有污染的設備等。

2、逆變模組損壞

通常是由於電機或電纜損壞及驅動電路故障引起。在修復驅動電路之後，測驅動波形良好狀態下，更換模組。在現場服務中更換驅動板之後，須注意檢查馬達及連線電纜。在確定無任何故障下，才能運行變頻器。

3、上電無顯示

通常是由於開關電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無直流電引起，如啟動電阻損壞，操作面板損壞同樣會產生這種狀況。

4、顯示過電壓或欠電壓

通常由於輸入缺相，電路老化及電路板受潮引起。解決方法是找出其電壓檢測電路及檢測點，更換損壞的器件。

5、顯示過電流或接地短路

通常是由於電流檢測電路損壞。如霍爾元件、運放電路等。

6、電源與驅動板啟動顯示過電流

通常是由於驅動電路或逆變模組損壞引起。

7、空載輸出電壓正常，帶載後顯示過載或過電流

通常是由於參數設定不當或驅動電路老化，模組損壞引起。

開關電源

所謂兵馬未動，糧草先行。開關電源電路提供變頻器的整機控制用電，是變頻器正常工作的先決條件。變頻器套用的開關電源電路，為直一交一直型的逆變電路，是一種電壓和功率的變換器，將直流電壓和功率轉換為脈衝電壓，再整流成為另一種直流電壓。輸人、輸出電壓由開關變壓器相隔離，開關變壓器起到功率傳遞、電壓/電流變換的作用。開關變壓器為降壓變壓器。開關電源的特點如下：

1)開關電源的振盪和調壓方式是利用改變脈衝寬度或周期來調整輸出電壓的，稱為時間比例控制，又分為PWM(調寬)和PFM(調頻)兩種控制方式。

2)從電路的能量轉換特性看，可分為正激和反激兩種工作方式。開關管飽和導通時， 二次繞組連線的整流器受反偏壓而截止，開關變壓器的一次繞組流入電流而儲能〈電磁轉換）。開關管截止時，二次繞組經負載電路釋放電能（磁電轉換)。正激方式則與此相反， 實際套用不多。

3)從開關變壓器的一次電路結構來看，有分立元件構成的和集成振盪晶片構成的兩種電路形式。因而從振盪信號的來源看，又分為自激（分立零件）和他激式（IC電路）開關電源。兩種電路結構都有套用。

4)開關管有採用雙極型器件和採用場效應電晶體的。

5)小功率變頻器採用單端正激式電路，大、中功率變頻器常採用雙端正激式電路。一般變頻器的開關電源，常提供以下幾種電壓輸出：CPU及附屬電路、控制電路、操作顯示面板的+5V供電；電流、電壓、溫度等故障檢測電路、控制電路的±15V供電；控制端子、工作繼電器線圈的24V供電。四路相互隔離的約為22V的驅動電路的供電，該四路供電往往又經穩壓電路處理成+15V、 -7.5V的正、負電源供驅動電路，為IGBT逆變輸出電路提供激勵電流。

任何電子設備，電源電路的故障率總是相當高的一因其要提供整機的電源供應，負擔最重。變頻器的開關電源電路，形式上比較單一，結構上也比較簡單。但是簡單電路也可能會產生疑難故障。開關電源的檢修不像線性電源那么直觀，電路的任一個小環節一振盪、穩壓、保護、負載等出現異常，都會使電路出現各種各樣的故障現象。

上電後無反應，操作顯示面板無顯示，變頻器好像沒通電一樣。測量控制端子的控制電壓和10V頻率調整電壓都為0，測量變頻器主接線端子電阻正常，那么大致上可以斷定問題是出在開關電源電路了。

故障監測劃分

1、狀態故障監測：直流過/久壓、直流過流、交流過流、速度偏差過大、接地故障、缺相等。

2、硬體故障檢測：電流板故障、觸發板故障、IGBT故障、脈衝發生器故障等。

3、系統故障監測：Watchdog故障、系統參數異常、時鐘故障等。

4、通訊故障監測：TIMEOUT、OVERRUN等。

5、電源故障監測：當控制電源過高/過低時報警。

維修變頻器書

概述

本書主要內容為變頻器選型、套用，變頻器現場在線上檢修與調試，繪製維修電路原理圖的方法與技巧，變頻器常見故障的診斷，變頻器的維護與保養，變頻器內部板卡（CPU板，觸發板，電源板）的維修方法與技巧，大功率變頻器維修注意事項及性能調試，基本繼電器電路及電動機拖動系統，IC、模組及其它元件的拆焊，變頻器的典型維修案例分析。

目錄

第1章：變頻器的概念及原理

第2章：變頻器套用與選型

第3章：變頻器現場在線上檢修及調試

第4章：變頻器的維護與保養

第5章：變頻器常見故障及修復

第6章：繪製維修電路原理圖的方法與技巧

第7章：CPU板的維修

第8章：變頻器主迴路的維修

第9章：常用IC及模組的測量與更換

第10章：觸發板的維修

第11章：感測電路的維修

第12章：電源板的維修

第13章：大功率變頻器維修注意事項及性能調試

第14章：基本繼電器電路及電動機拖動系統

第15章：IC、模組及其他元件拆焊

第16章：富士變頻器的維修

第17章：日立變頻器的維修

第18章：三菱變頻器的維修

第19章：西門子變頻器的維修

第20章：安川變頻器的維修

第21章：其他變頻器的維修

附錄 工控常用英語辭彙及短語

課程設定

變頻器原理與維修

1、 電力電子技術的發展概況及套用

2、 電力電子器件結構，原理及特性（GTR，FETMOS，IGBT，GTO）及測量方法

3、 變頻器概念及原理結構方框圖

4、 繪製電路圖的方法與技巧

5、 變頻器常見故障及檢修

6、 主迴路的維修

7、 觸發板的維修

8、 檢測、感測電路維修

9、 電源板維修

10、CPU板的維修

11、大功率變頻器維修時注意事項

12、多種品牌變頻器檢修，如三墾、西門子

伺服驅動器維修

1、 伺服的概念及驅動器的原理結構方框圖的講解

2、 編碼器的原理，分類及連線測試方法

3、 常見伺服驅動器的連線使用實例，如三菱、松下

觸控螢幕原理與維修

1、 觸控螢幕的原理

2、 觸控螢幕的分類

3、 常見故障及檢修

PLC的檢修

1、 PLC的結構原理

2、 常見故障及檢修

發展過程

直流電動拖動和交流電動機拖動先後生於19世紀，距今已有100多年的歷史，並已成為動力機械的主要驅動裝置。由於當時的技術問題，在很長的一個時間內，需要進行調速控制的拖動系統中則基本上採用的是直流電動機。

直流電動機存在以下缺點是由於結構上的原因：

1、由於直流電動機存在換向火花，難以套用於存在易燃易爆氣體的惡劣環境;

2、需要定期更換電刷和換向器，維護保養困難，壽命較短;

3、結構複雜，難以製造大容量、高轉速和高電壓的直流電動機。

而與直流電動機相比，交流電動機則具有以下優點：

1、不存在換向火花，可以套用於存在易燃易火暴氣體的惡劣環境;

2、容易製造出大容量、高轉速和高電壓的交流電動機;

3、結構堅固，工作可靠，易於維護保養。

就是因為這樣，限制了交流高速系統的推廣套用。經過20世紀70年代中期的第二次石油危機之後和電子技術的發展，交流高速系統的變頻器技術得到了高速的發展。