功夫在詩(shī)外！“修理高手”也“繳械投降”的變頻器維修知識(shí)！

功夫在詩(shī)外：故障還是異常？

維修中會(huì)碰到一些異�，F(xiàn)象，有的似故障而非故障，有的似非故障而實(shí)為故障。其故障成因，教科書(shū)中很難查到它們，由于變頻器電路構(gòu)成的特點(diǎn)和現(xiàn)象的特殊性，對(duì)一些老師傅也屬于“新領(lǐng)域”，咨詢老師傅也說(shuō)不出所以然。

一臺(tái)微能WIN—G9型75kW變頻器試運(yùn)行中的奇怪現(xiàn)象——空載電流竟大于額定電流，變頻器究竟是好的還是壞的，該臺(tái)維修后的變頻器能投入運(yùn)行嗎？

起因：一水泥廠用戶送修一臺(tái)75kW微能WIN—G9變頻器，故障原因是運(yùn)行中，變頻器機(jī)殼內(nèi)突然跳火冒煙，變頻器停機(jī)。檢查，該機(jī)器的電源輸入電路為三相半控橋，利用其可控整流原理，對(duì)直流主回路儲(chǔ)能電容進(jìn)行“軟充電”，省去了小功率變頻器常用的充電接觸器。實(shí)際上半控橋在這這里相當(dāng)于無(wú)觸點(diǎn)軟充電開(kāi)關(guān)。檢查發(fā)現(xiàn)，其中一只可控硅模塊的端子有明顯電弧閃絡(luò)燒灼的跡象，但測(cè)量并不短路。在拆卸中發(fā)現(xiàn)很輕易便將固定螺帽卸下，閃絡(luò)原因似乎是連接螺絲過(guò)松，引起接觸不良所致。該模塊為一只二極管和一只單向晶閘管的組合體。進(jìn)而檢查控制板和逆變主回路，無(wú)異常。將該模塊拆除后，余二相半控橋作為電源輸入，上電后，帶一只2.2kW小功率三相電機(jī)試運(yùn)行，感覺(jué)沒(méi)有什么問(wèn)題，換用了一只同型號(hào)新模塊后，便到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝了。

慎重起見(jiàn)，先將運(yùn)行頻率調(diào)至5Hz，變頻器負(fù)載為一臺(tái)風(fēng)機(jī)，先將電機(jī)的軸連接器脫開(kāi)，使電機(jī)空載運(yùn)行。這一試運(yùn)行，嚇了一跳！頻率在5Hz以下時(shí)，空載運(yùn)行電流為45A，雖感覺(jué)稍大，但考慮為可能為電機(jī)繞組進(jìn)行過(guò)修復(fù)、或變頻器的參數(shù)如起動(dòng)曲線或轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)冗M(jìn)行過(guò)調(diào)整等原因所造成，未加理會(huì)。當(dāng)升速到10Hz時(shí)，變頻器面板顯示電流和用鉗形表測(cè)量輸出電流，均達(dá)到了100A！且輸出電流的擺動(dòng)幅度極大，很不穩(wěn)定。但測(cè)三相輸出電壓，為70V左右，平衡而穩(wěn)定。將電機(jī)連接線脫開(kāi)，上電測(cè)變頻器輸出，輸出頻率10Hz時(shí)，輸出電壓為70V，20Hz時(shí)為150V，35Hz時(shí)為250V，以后隨運(yùn)行頻率上升，到50Hz時(shí)，達(dá)到400V。在此過(guò)程中，測(cè)量三相輸出電壓的平衡度很好。變頻器輸出的U/f曲線符合二次方負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性沒(méi)有問(wèn)題，輸出電壓平衡和穩(wěn)定，而輸出電流過(guò)大和電流劇烈波動(dòng)，顯然為負(fù)載異常所致。這是常規(guī)判斷引出的結(jié)論。

與廠方的的相關(guān)技術(shù)人員一塊探討，試圖找出電機(jī)方面和機(jī)械方面的原因來(lái)。比如電機(jī)是否新修好，是否繞組繞制不良；軸承有無(wú)磨損，運(yùn)行不穩(wěn)；連接軸是否有松動(dòng)及不同心現(xiàn)象；風(fēng)葉有無(wú)變形等�；謴�(fù)原工頻啟動(dòng)柜的接線，工頻起動(dòng)電機(jī)做對(duì)比，逐一排除了上述懷疑，且據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，該電機(jī)及連接負(fù)載狀態(tài)優(yōu)良，幾乎聽(tīng)不到運(yùn)行中的電氣和機(jī)械噪聲。工頻全速運(yùn)行下的空載電流僅不足35A，三相平衡，無(wú)波動(dòng)！電機(jī)及負(fù)載無(wú)問(wèn)題，問(wèn)題還在變頻器。

那么變頻器的故障部位在哪里呢？有點(diǎn)讓人困惑。是電流檢測(cè)不準(zhǔn)造成誤輸出嗎？觀察變頻器的操作面板，顯示的電流值與鉗形電流表所測(cè)的接近，應(yīng)該是沒(méi)有問(wèn)題的。還是MCU主板有問(wèn)題，輸出的驅(qū)動(dòng)波形不對(duì)呀？沒(méi)有道理呀。全數(shù)字電路怎么會(huì)波形不對(duì)了呢？

還好，現(xiàn)場(chǎng)離此不遠(yuǎn)有另一臺(tái)同型號(hào)同功率的變頗器，帶的負(fù)載也是一樣的，這給對(duì)比試驗(yàn)帶來(lái)了極大的方便。廠方急著將機(jī)器開(kāi)起來(lái)，也給予了積極的配合。將兩臺(tái)變頻器的電流互感器互換，無(wú)效；將兩機(jī)的MCU主板互換，無(wú)效。調(diào)出主回路直流電壓顯示，為550V，電壓采樣電路也無(wú)問(wèn)題。再也琢磨不出故障在哪塊電路。對(duì)比機(jī)在帶載情況下，10Hz時(shí)運(yùn)行電流為75A，到達(dá)35Hz以上時(shí)，運(yùn)行電流才到達(dá)100A，比這臺(tái)帶空載電機(jī)的電流還小呀�？蛰d電流竟然遠(yuǎn)遠(yuǎn)大過(guò)了負(fù)載電流，變頻器肯定是有問(wèn)題。

在試機(jī)過(guò)程中，偶爾用鉗形電流表測(cè)了一下該變頻器的三相輸入電流，更發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不可思議的現(xiàn)象！該臺(tái)變頻器的輸入、輸出電流完全不成比例，有10倍以上的差距！

在輸出40A電流時(shí)，輸入電流為幾個(gè)安培，幾乎測(cè)不出來(lái)；在輸出100A電流時(shí)，測(cè)輸入電流僅為8A以下！這就不符合能量守恒定律了。100A輸出電流從哪里變出來(lái)的呢？仿佛一根不漏的水管，進(jìn)了1方水，而流出來(lái)10方水，水管子里面不能變出水來(lái)呀。

我們都知道，在一般情況下，變頻器的輸入電流總是要小于輸出電流的。其原因?yàn)橹绷骰芈返膬?chǔ)能電容產(chǎn)生作用，仿佛在電機(jī)端安裝了一臺(tái)無(wú)功功率補(bǔ)償柜一樣。在變頻器空載或輕載時(shí)，由儲(chǔ)能電容提供一部分電流給負(fù)載，使變頻器從電網(wǎng)吸取的無(wú)功電流減小。而隨著負(fù)荷的加大，其輸入電流按比例增加，當(dāng)投入額定負(fù)載后，變頻器輸入電流與輸出電流應(yīng)近于相等了。如輸出40A時(shí)，輸入才幾個(gè)安培；輸出100A時(shí)，輸入電流已達(dá)70A；輸出電流達(dá)140A時(shí)，輸入電流也差不多到達(dá)此值了。正常情況下，輸入、輸出電流有差異，在輸出電流幅度較小時(shí)，其差異較大，輸出電流較大時(shí)，其差異較小。但如上述的極其懸殊的差異，還是第一次碰到。懷疑是不是測(cè)量?jī)x表壞掉了。換了表，再測(cè)一遍，也還是同上結(jié)果。

咨詢廠家，變頻器廠家技術(shù)人員給予答復(fù)：該型號(hào)變頻器為最早生產(chǎn)的變頻器，存在空載電流稍大、電流波動(dòng)的問(wèn)題，但屬正�，F(xiàn)象不影響使用。帶載后電流會(huì)穩(wěn)定下來(lái)。最好接入一臺(tái)同功率電機(jī)試驗(yàn)一下，是不是電機(jī)的問(wèn)題，或負(fù)載的問(wèn)題。如電機(jī)軸承的問(wèn)題。如電機(jī)及負(fù)載問(wèn)題全都排除，只要變頻器輸出三相電壓平衡，輸出電流不超過(guò)變頻器額定電流，可以空載或帶載試機(jī)。至于輸入、輸出電流的比例問(wèn)題，因負(fù)載情況不一樣，是很難有固定比例的。

想想也是嘛。只要是輸出三相電壓平衡，只要是在不超過(guò)額定電流的情況下，可以帶載試驗(yàn)。變頻器壞不掉。也許是帶載以后，輸出電流便不會(huì)有大的波動(dòng)了。也許就正常了呢。

只好帶載試驗(yàn)，出現(xiàn)奇跡（讓人大跌眼鏡）：10Hz運(yùn)行時(shí)，在輸出40A電流時(shí)，輸入電流僅7個(gè)8個(gè)安培。30赫茲運(yùn)行時(shí)，輸出電流60A，輸入電流25A；40赫茲運(yùn)行時(shí)，在輸出100A電流時(shí)，輸入電流70安培。運(yùn)行電流小了，波動(dòng)小了，基本上是穩(wěn)定的。三相電壓和三相電流都是平衡和比較穩(wěn)定的。問(wèn)題莫名其妙地消失了。

感謝廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)，但由于初次碰到這種情況，空載即出現(xiàn)異常電流，不敢升至全速運(yùn)行。帶載試運(yùn)行就更不敢了，總以為這是變頻器異常。

變頻器投入運(yùn)行后，從現(xiàn)場(chǎng)回來(lái)，仍在琢磨這個(gè)問(wèn)題。

聯(lián)想起檢修一個(gè)發(fā)電站零線電流大的問(wèn)題，為線路中的諧波分量造成，是諧波電流呀。在空載或輕載運(yùn)行時(shí)，該臺(tái)變頻器的輸出線路中，是否也存在著極大的諧波分量呢？測(cè)量得出的結(jié)果是不是真的呢？

分析原因?yàn)榭蛰d時(shí)輸出電流中有較大諧波分量造成。諧波電流大可能有以下兩個(gè)原因：

1、該變頻器輸出PWM波不夠理想，調(diào)制方式未達(dá)到最佳。即在軟件控制思路上未達(dá)到優(yōu)化（新型機(jī)器肯定已經(jīng)改進(jìn)了）；

2、當(dāng)空載時(shí)，相當(dāng)于電源容量與負(fù)載容量嚴(yán)重不匹配，電源容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于變頻器容量，這也是產(chǎn)生諧波電流的一大原因。而帶載運(yùn)行時(shí)，容量匹配情況好轉(zhuǎn)，諧波分量倒被大大削減了。

此兩種原因的合成，導(dǎo)致變頻器的空載電流大過(guò)了帶載電流。

功夫在詩(shī)外：故障并不怪

奇怪的“故障字符”

用戶送修一臺(tái)國(guó)產(chǎn)變頻器，是安邦信AMB-G9/P9型22kW的變頻器，依照常規(guī)，先將損壞模塊拆掉，上電檢查驅(qū)動(dòng)電路是否正常；上電，操作面板顯示OC故障代碼；短接故障信號(hào)返回光耦合器后，不再跳OC故障。按操作控制面板RUN鍵時(shí)，充電繼電器瞬時(shí)斷開(kāi)（聽(tīng)到“啪噠”一聲），面板指示燈也同時(shí)熄滅，顯示屏在閃爍后，顯示一串在故障代碼表中查不到的一串“故障字符”。懷疑仍有別的故障信號(hào)存在，檢測(cè)三相輸出電流檢測(cè)的信號(hào)輸出端，皆為0V，正常。對(duì)其它信號(hào)，不測(cè)繪電路，一時(shí)很難找出其來(lái)龍去脈。

偶爾斷電再啟動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)上述所謂的“故障字符”竟為開(kāi)機(jī)字符（初次檢修該型機(jī)器，未引起注意）！其故障實(shí)質(zhì)是：可能開(kāi)關(guān)電源的負(fù)載側(cè)有短路性故障，尤其是驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)起動(dòng)信號(hào)投入時(shí)，將電源電壓拉至極低，甚而開(kāi)關(guān)電源會(huì)因此而停振，除充電繼電器因吸合電壓不足而釋放外，MCU判斷為重新上電，而顯示開(kāi)機(jī)字符！實(shí)際上起動(dòng)信號(hào)的投入造成了一個(gè)相當(dāng)于重新上電開(kāi)機(jī)的過(guò)程。

查驅(qū)動(dòng)回路，驅(qū)動(dòng)IC后面加有兩只接成推挽形式的兩只功率放大管，用于將驅(qū)動(dòng)IC輸出的脈沖放大后，再驅(qū)動(dòng)逆變模塊。其中U相的上、下臂驅(qū)動(dòng)功放電路，都有一只晶體管因模塊損壞和沖擊而損壞，在無(wú)觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，單管擊穿短路形不成對(duì)驅(qū)動(dòng)供電電源的短路。而脈沖信號(hào)的到來(lái)，好管的“導(dǎo)通”與壞管的“直通”造成了造成了對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的瞬時(shí)短路，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源瞬時(shí)停振而斷電，起動(dòng)信號(hào)也因斷電而中斷，驅(qū)動(dòng)IC后功放對(duì)管的短路狀態(tài)，也因斷電而解除。然后開(kāi)關(guān)電源重新起振，MCU判斷變頻器為重新上電，故操作面板顯示上電字符。

拆除模塊后，便急著上電檢查驅(qū)動(dòng)電路的好壞，未將電路進(jìn)行細(xì)致的測(cè)量與判斷，故在此開(kāi)機(jī)字符上浪費(fèi)了一定的時(shí)間。拆除模塊后應(yīng)先徹底檢查一下，再將驅(qū)動(dòng)板上電的。

這個(gè)故障并不怪，但把開(kāi)機(jī)字符誤當(dāng)作故障字符就怪了。

報(bào)警代碼表中也無(wú)的故障字符

安裝新模塊后，先不接直流回路的530V直流電壓，對(duì)功率逆變電路先加入24V直流電源進(jìn)行試驗(yàn)。起動(dòng)后，又跳B(niǎo)r Tr FeiLuRe字符，但可以按復(fù)位鍵進(jìn)行復(fù)位；若斷開(kāi)24V電源，仍跳此故障，但不能復(fù)位。查說(shuō)明書(shū)故障代碼無(wú)有此項(xiàng)，一時(shí)不明白故障的起因了。不得已咨詢廠家，回答說(shuō)是制動(dòng)回路故障，感覺(jué)不對(duì)呀。端子外電路未接入制動(dòng)電阻，測(cè)量端子內(nèi)部的制動(dòng)元件也無(wú)短路�？赡苣孀儾糠蛛娫赐５艉螅�由控制電源（開(kāi)關(guān)電源的供電）串入，造成檢測(cè)電路返回故障信號(hào)。

停掉24V電源后，逆變模塊的P供電端子仍有約6V左右的電壓，也許此電壓再經(jīng)某些環(huán)節(jié)進(jìn)入故障檢測(cè)電路，恰達(dá)到Br Tr FeiLuRe的報(bào)警電平，或是充當(dāng)了Br Tr FeiLuRe故障信號(hào)。是不是呢？

測(cè)6路驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)壓和脈沖正壓均正常，因有截止負(fù)壓的保障，可以送入直流回路的530V直流供電。保險(xiǎn)起見(jiàn)，先將原75A快溶保險(xiǎn)換為2A的，直接上電試之，一切正常。

可見(jiàn)：若75A快溶保險(xiǎn)斷掉，或模塊內(nèi)部的剎車(chē)控制的IGBT短路（有可能引起直流回路的電壓跌落）時(shí)，均有可能產(chǎn)生Br Tr FeiLuRe的報(bào)警信號(hào)。此信號(hào)的來(lái)源，可能為故障檢測(cè)電路檢測(cè)到IGBT模塊供電電壓異常低落后，報(bào)與MCU的。但將其定義制動(dòng)回路的故障，一時(shí)讓檢修者無(wú)法“對(duì)號(hào)入座”了。

因該“故障”的產(chǎn)生，使采用直流低壓供電檢測(cè)逆變電路的這一手段不能實(shí)施了。也使維修費(fèi)了點(diǎn)周折。

遇有此種情況，可在530V供電回路中串燈泡或加接2A熔斷器進(jìn)行上電試驗(yàn)。千萬(wàn)不能直接供530V直流電壓，以免因驅(qū)動(dòng)電路不良造成模塊的損壞。

功夫在詩(shī)外：整流模塊壞得不講道理

通常，逆變模塊的故障率要比整流模塊的故障率高許多。由負(fù)載短路和驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)壓丟失造成的逆變模塊的損壞是不可避免的，尤其是全速（全壓）輸出下的負(fù)載瞬間短路，沒(méi)有哪種保護(hù)電路能打“包票”，可以保證逆變模塊不被損壞。而整流模塊的損壞機(jī)率就要小得多，直流回路的儲(chǔ)能電容突然徹底擊穿短路的情況極為少見(jiàn)，電容的短路有噴液、鼓頂、爆裂等，似乎有一個(gè)漸變過(guò)程，而整流電路的過(guò)電流能力往往要大于逆變模塊。整流模塊的損壞除了抗不住雷擊的入侵，由輸出過(guò)流引起的損壞較少，因?yàn)槟孀冸娐罚ㄘ?fù)載路）還串有快熔熔斷器，變頻器內(nèi)部的保護(hù)電路也會(huì)提供及時(shí)的停機(jī)保護(hù)。當(dāng)然也存在器件本身質(zhì)量缺陷引起損壞，保護(hù)電路對(duì)此無(wú)能為力的極少情況。

變頻器的直流回路和逆變回路無(wú)故障，負(fù)載電流又在額定電流以下，三相輸入電壓又在額定值以內(nèi)，整流模塊似乎就沒(méi)有損壞的理由。

簡(jiǎn)單的三相整流電路，在維修上卻碰到難題了。下面以故障實(shí)例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明問(wèn)題。

故障實(shí)例1

在某地安裝了一臺(tái)小功率變頻器，先后出現(xiàn)了三次燒毀三相整流橋的故障。變頻器功率為2.2kW，所配電動(dòng)機(jī)為1.1kW，且負(fù)載較輕，運(yùn)行電流約為2A，電源電壓在380V左右，很穩(wěn)定，三相電壓平衡度較好。因而現(xiàn)場(chǎng)看不出什么異常。但先后更換了3臺(tái)變頻器，運(yùn)行時(shí)間均不足2個(gè)月，檢查都是三相整流橋燒毀，原因何在呢？現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，輸入、輸出電壓、電流情況都正常，屬于輕載運(yùn)行。到用戶生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)去找故障原因，徹底解決此事。幾次到現(xiàn)場(chǎng)的安裝人員都反映：這事情有點(diǎn)奇怪。

趕赴現(xiàn)場(chǎng)全面檢查，發(fā)現(xiàn)在同一車(chē)間、同一供電線路上還安裝了另兩臺(tái)大功率（其中一臺(tái)為45kW）變頻器，3臺(tái)變頻器既有同時(shí)運(yùn)行、也有不同時(shí)起/停的可能。我隱約感到：大功率變頻器的運(yùn)行與起停，也許就是小功率變頻器損壞的元兇！

原因何在？因變頻器的三相整流電路為非線性元件，而直流回路又接有容量較大的儲(chǔ)能電容，流入兩臺(tái)大功率變頻器的的整流電流，是為直流回路電容器充電的非線性浪涌電流，使得電源側(cè)電壓（電流）波型的畸變分量大大增加（相當(dāng)于在現(xiàn)場(chǎng)安裝了兩臺(tái)電容補(bǔ)償柜，因而形成了波蕩的電容投切電流），但對(duì)于大功率變頻器而言，由于其內(nèi)部空間較大，輸入電路的絕緣處理易于加強(qiáng)，所以不易造成過(guò)電壓擊穿，但小功率變頻器，因內(nèi)部空間較小，絕緣耐壓是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，電源側(cè)的浪涌電壓沖擊，便使其在劫難逃了。

另外，相對(duì)于電源容量而言，小功率變頻器的功率顯然太不匹配。尤其是當(dāng)兩臺(tái)大功率變頻器停機(jī)，只有小功率變頻器運(yùn)行時(shí)，當(dāng)供電變壓器容量數(shù)倍于變頻器功率容量時(shí)，變頻器輸入側(cè)的諧波分量則大為增強(qiáng)，這種能量會(huì)使小功率變頻器形成過(guò)大的浪涌整流電流，也是危及變頻器內(nèi)三相整流橋的一個(gè)不容忽視的因素。

該例故障如果單從變頻器本身做文章，換新整流模塊后，結(jié)局仍然是可以預(yù)料的：在變頻器運(yùn)行中還會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)性損壞。問(wèn)題的關(guān)鍵是：三相整流橋的損壞，應(yīng)為外在因素引起，不在變頻器電路本身。單純的更換損壞整流模塊，解決不了根本問(wèn)題。

故障實(shí)例2

無(wú)獨(dú)有偶。某化工廠安裝了數(shù)臺(tái)進(jìn)口變頻器，工作電流和運(yùn)行狀態(tài)都正常，但也屢次出現(xiàn)炸毀三相整流橋的故障，往往在運(yùn)行中毫無(wú)征兆地就爆裂了。變頻器在跳閘后，再合閘卻合不上，一合就跳，肯定就是變頻器內(nèi)整流橋擊穿了。電工師傅都摸出了這一規(guī)律。電工師傅曾將電機(jī)換新試驗(yàn)，也無(wú)效果。將變頻器進(jìn)行了多次維修和品牌更換，都沒(méi)有徹底解決問(wèn)題。幾年來(lái)這種故障一直讓人困惑。據(jù)本人現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和分析：該廠為補(bǔ)償無(wú)功功耗，在電控室安裝了數(shù)臺(tái)電容補(bǔ)償柜，變頻器距離電控室距離很近。大容量電容器的投、切動(dòng)作在電網(wǎng)中形成了幅值極高的浪涌電壓和浪涌電流。觀察電容補(bǔ)償柜中的電容進(jìn)線，并未按常規(guī)要求加裝浪涌抑制電抗器，此電抗器的作用實(shí)質(zhì)上不但抑制了進(jìn)入電容器的浪涌電流，也同時(shí)改善了整個(gè)電網(wǎng)內(nèi)的電壓波形畸變，對(duì)減緩浪涌電流的沖擊有一定作用。

另外，車(chē)間電機(jī)安裝量比較多，因生產(chǎn)工藝要求，電機(jī)起停頻繁，負(fù)荷變動(dòng)較大。由切換負(fù)荷引起電網(wǎng)中的浪涌電流，對(duì)小功率變頻器內(nèi)的整流模塊也造成了一定沖擊。

當(dāng)生產(chǎn)線進(jìn)行了變頻改造后，補(bǔ)償電容的投、切（充、放電）電流、電機(jī)起停造成的浪涌沖擊，與變頻器整流造成的諧波電流互相放大，在電網(wǎng)系統(tǒng)中形成了瞬時(shí)的動(dòng)蕩的電壓尖峰與浪涌電流，擊穿變頻器中的整流模塊也就順理成章了。

必須解決整流模塊屢次壞掉的問(wèn)題了。

上述兩個(gè)故障實(shí)例其實(shí)只是一個(gè)問(wèn)題，即電網(wǎng)電壓波形的畸變形成了電壓尖峰和浪涌電流，使變頻器中的整流模塊不堪其沖擊而損壞，因而處理的措施也很簡(jiǎn)單。

如圖所示，在小功率變頻器的電源輸入側(cè)，串入了由XD1電容浪涌抑制線圈（扼流圈）改做的三只“電抗器”；為現(xiàn)場(chǎng)無(wú)功功率補(bǔ)償柜中的電容器加裝了XD1電容浪涌電流抑制器。經(jīng)上述處理后，整流模塊不明不白損壞的現(xiàn)象未再出現(xiàn)過(guò)。使用效果還是可以的，改造成本是低廉的。且免去了外地加工購(gòu)料的麻煩，縮短了改造工期。如果處理得再理想一點(diǎn)，為變頻器加裝正宗的輸入電抗器當(dāng)然是一個(gè)更好的舉措，但需要用戶承擔(dān)改造費(fèi)用了。而XD1浪涌電流抑制器，10元左右一只，在變頻器維修完畢后，可順便為用戶備好，以杜絕后患。在實(shí)際安裝應(yīng)用中，變頻器產(chǎn)品供應(yīng)商及用戶往往出于降低成本的考慮，省掉了輸入電抗器。但輸入電抗器的配置，確是很有必要的。

檢修變頻器也要配合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的分析，有時(shí)候應(yīng)在變頻器以外下點(diǎn)功夫。否則看似簡(jiǎn)單故障有可能會(huì)把一個(gè)“修理高手”搞得要“繳械投降”了。

圖 為易壞整流模塊的變頻器加裝三相“電抗器”

功夫在詩(shī)外：輸出頻率不穩(wěn)的處理

科姆龍變頻器操作面板頻率值波動(dòng)及誤停機(jī)原因與解決措施。

將4臺(tái)小功率科姆龍牌KV2000型變頻器安裝于1個(gè)控制柜中，采用比例同步調(diào)速控制方式，用于石膏板生產(chǎn)線下料、供水、走帶的同步調(diào)速控制。為了操作與監(jiān)控方便，將變頻器的控制面板安裝在柜體正面，用廠家配套的信號(hào)電纜連接起來(lái)。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中，在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)，各臺(tái)變頻器的轉(zhuǎn)速顯示值的波動(dòng)達(dá)±30轉(zhuǎn)以上！用戶懷疑轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，變頻器不能正常工作，要求處理。

首先將主電路G端子進(jìn)行了獨(dú)立接地處理，將調(diào)速信號(hào)線進(jìn)行了屏蔽單邊接地處理，轉(zhuǎn)速值波動(dòng)現(xiàn)象有所改善，但仍未根除。詢問(wèn)廠家，回答是干擾造成，建議進(jìn)行接地處理。無(wú)效后，廠家也提不出更好的解決方案。在試轉(zhuǎn)中，發(fā)現(xiàn)單臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，仍舊有波動(dòng)。運(yùn)行的臺(tái)數(shù)多，波動(dòng)就大一些。4臺(tái)機(jī)器有的波動(dòng)大一些，有的波動(dòng)小一些，但畢竟轉(zhuǎn)速值不能穩(wěn)定下來(lái)。此一問(wèn)題終究未能得以徹底解決，但對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)看起來(lái)影響不大，也就不了了之了。

后來(lái)在另一家石膏板廠安裝了一臺(tái)同類設(shè)備，運(yùn)行幾個(gè)月后，用戶反映其中一臺(tái)3.7kW供水的變頻器屢有停機(jī)現(xiàn)象，發(fā)展到一天內(nèi)停機(jī)次數(shù)達(dá)十幾次，用戶要求必須現(xiàn)場(chǎng)維修解決。

現(xiàn)場(chǎng)觀察：運(yùn)行中該變頻器的操作面板上轉(zhuǎn)速顯示值波動(dòng)較大，三位數(shù)碼都有閃爍現(xiàn)象，F(xiàn)WD指示燈也跟隨閃動(dòng)：運(yùn)行中轉(zhuǎn)速值突然降到零值，也可能隨即轉(zhuǎn)速上升，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，也可能須重新起動(dòng)才能運(yùn)轉(zhuǎn)。有時(shí)候停機(jī)后顯示F000，無(wú)緣無(wú)故地進(jìn)入了參數(shù)設(shè)置狀態(tài)，仿佛有人進(jìn)行了停機(jī)操作和參數(shù)調(diào)整操作，但這個(gè)“人”肯定是干擾信號(hào)，使變頻器的MCU接收了停機(jī)指令或其它操作指令。測(cè)3kW電機(jī)運(yùn)行電流僅2.6A，停機(jī)時(shí)變頻器過(guò)壓、欠電壓、過(guò)載等故障代碼均不出現(xiàn)，顯然電動(dòng)機(jī)與變頻器都非故障保護(hù)停機(jī)。將變頻器單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，現(xiàn)象依舊；將起/停端子連線、調(diào)速端子連線全部拆除，現(xiàn)象依舊；改用操作面板控制起/停與調(diào)速，現(xiàn)象依舊；換用一臺(tái)5.5kW變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，現(xiàn)象依舊！

判斷為信號(hào)干擾造成上述現(xiàn)象：首先也進(jìn)行了常規(guī)的接地處理；無(wú)效后又調(diào)整了變頻器的載波頻率，將其調(diào)整為最低載波頻率2kHz后，略有改善；將操作面板至變頻器的連接電纜包一層錫箔后，停機(jī)次數(shù)減少，似有改善；購(gòu)得直徑適度的磁環(huán)，在連接線的兩端各穿繞2-3匝后，轉(zhuǎn)速顯示值及FWD指示燈的閃爍現(xiàn)象沒(méi)有了，轉(zhuǎn)速值不可思議地穩(wěn)定，連1轉(zhuǎn)的波動(dòng)也沒(méi)有了！

干擾是變頻器自身運(yùn)轉(zhuǎn)后輸出端的載波，經(jīng)由操作面板的連接電纜竄入MCU的I/O口的！干擾程度較輕的，輸入頻率及顯示值有波動(dòng)現(xiàn)象；干擾程度重的，則出現(xiàn)隨機(jī)性停機(jī)現(xiàn)象。實(shí)踐證明，在信號(hào)線上套繞磁環(huán)抑制干擾的效果是最好的。

本例故障出在抗干擾性能不佳上（或是PMW波不夠優(yōu)化），但從變頻器電路本身，無(wú)從下手，須從外部采取措施來(lái)解決。有時(shí)候一個(gè)貌似小小的問(wèn)題，處理起來(lái)卻大費(fèi)周折。變頻器的現(xiàn)場(chǎng)安裝，很少有嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行的。如在變頻器的輸入端、輸出端均串有電抗器或噪聲濾波器，因而現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中產(chǎn)生的種種干擾對(duì)維修和使用者提出了更高的要求。維修的內(nèi)容也從維修門(mén)頭延伸到了工作現(xiàn)場(chǎng)，或者說(shuō)，有時(shí)候安裝調(diào)試也成為了維修的一個(gè)內(nèi)容。

來(lái)源：《變頻器電路維修與故障實(shí)例分析》咸慶信著

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