變頻器維修檢測常用方法

變頻器維修檢測常用方法

在變頻器日常維護過程中,經常遇到各種各樣的問題,如外圍線路問題,參數設定不良或機械故障。如果是變頻器出現故障,如何去判斷是哪一部分問題,在這裡略作介紹。

一、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,應該有大約幾十歐的阻值,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,可以說明整流橋故障。B.紅表棒接P端時,電阻無窮大,可以斷定整流橋故障或起動電阻出現故障。

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。將黑表棒接到N端,重複以上步驟應得到相同結果,否則可確定逆變模塊故障。

二、動態測試

在靜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、模塊等)。

2、檢查變頻器各接播口是否已正確連接,連接是否有鬆動,連接異常有時可能導致變頻器 出現故障,嚴重時會出現炸機等情況。

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,並將參數復歸後,進行空載(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,則模塊或驅動板等有故障

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

三、故障判斷

1、整流模塊損壞

一般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汙染的設備等。

2、逆變模塊損壞

一般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,更換模塊。在現場服務中更換驅動板之後,還必須注意檢查馬達及連接電纜。在確定無任何故障下,運行變頻器。

3、上電無顯示

一般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,也有可能是面板損壞。

4、上電後顯示過電壓或欠電壓

一般由於輸入缺相,電路老化及電路板受潮引起。找出其電壓檢測電路及檢測點,更換損壞的器件。

5、上電後顯示過電流或接地短路

一般是由於電流檢測電路損壞。如霍爾元件、運放等。

6、啟動顯示過電流:一般是由於驅動電路或逆變模塊損壞引起。

7、空載輸出電壓正常,帶載後顯示過載或過電流

該種情況一般是由於參數設置不當或驅動電路老化,模塊損傷引起。

變頻器的調試及檢驗手段

一、變頻器的空載通電檢驗

1.將變頻器的接地端子接地。

2.將變頻器的電源輸入端子經過漏電保護開關接到電源上。

3.檢查變頻器顯示窗的出廠顯示是否正常,如果不正確,應復位,否則要求退換。

4.熟悉變頻器的操作鍵。

一般的變頻器均有運行(RUN)、停止(STOP)、編程(PROG)、數據/確認(DATA/ENTER)、增加(UP、▲)、減少(DOWN、▼)等6個鍵,不同變頻器操作鍵的定義基本相同。此外有的變頻器還有監視(MONTTOR/DISPLAY)、復位(RESET)、寸動(JOG)、移位(SHIFT)等功能鍵。

二、變頻器帶電機空載運行

1.設置電機的功率、極數,要綜合考慮變頻器的工作電流。

2.設定變頻器的最大輸出頻率、基頻、設置轉矩特性。V/f類型的選擇包括最高頻率、基本頻率和轉矩類型等項目。最高頻率是變頻器—電動機系統可以運行的最高頻率,由於變頻器自身的最高頻率可能較高,當電動機容許的最高頻率低於變頻器的最高頻率時,應按電動機及其負載的要求進行設定。基本頻率是變頻器對電動機進行恆功率控制和恆轉矩控制的分界線,應按電動機的額定電壓進行設定。轉矩類型指的是負載是恆轉矩負載還是變轉矩負載。用戶根據變頻器使用說明書中的V/f類型圖和負載特點,選擇其中的一種類型。通用變頻器均備有多條V/f曲線供用戶選擇,用戶在使用時應根據負載的性質選擇合適的V/f曲線。如果是風機和泵類負載,要將變頻器的轉矩運行代碼設置成變轉矩和降轉矩運行特性。為了改善變頻器啟動時的低速性能,使電機輸出的轉矩能滿足生產負載啟動的要求,要調整啟動轉矩。在異步電機變頻調速系統中,轉矩的控制較複雜。在低頻段,由於電阻、漏電抗的影響不容忽略,若仍保持V/f為常數,則磁通將減小,進而減小了電機的輸出轉矩。

3.將變頻器設置為自帶的鍵盤操作模式,按運行鍵、停止鍵,觀察電機是否能正常地啟動、停止。

4.熟悉變頻器運行發生故障時的保護代碼,觀察熱保護繼電器的出廠值,觀察過載保護的設定值,需要時可以修改。變頻器的使用人員可以按變頻器的使用說明書對變頻器的電子熱繼電器功能進行設定。電子熱繼電器的門限值定義為電動機和變頻器兩者的額定電流的比值,通常用百分數表示。當變頻器的輸出電流超過其容許電流時,變頻器的過電流保護將切斷變頻器的輸出。因此,變頻器電子熱繼電器的門限最大值不超過變頻器的最大容許輸出電流。

三、帶載試運行

1.手動操作變頻器面板的運行停止鍵,觀察電機運行停止過程及變頻器的顯示窗,看是否有異常現象。

2.如果啟動.停止電機過程中變頻器出現過流保護動作,應重新設定加速、減速時間。電機在加、減速時的加速度取決於加速轉矩,而變頻器在啟、制動過程中的頻率變化率是用戶設定的。若電機轉動慣量或電機負載變化,按預先設定的頻率變化率升速或減速時,有可能出現加速轉矩不夠從而造成電機失速,即電機轉速與變頻器輸出頻率不協調,從而造成過電流或過電壓。因此,需要根據電機轉動慣量和負載合理設定加、減速時間,使變頻器的頻率變化率能與電機轉速變化率相協調。檢查此項設定是否合理的方法是先按經驗選定加、減速時間進行設定,若在啟動過程中出現過流,則可適當延長加速時間;若在制動過程中出現過流,則適當延長減速時間。另一方面,加、減速時間不宜設定太長,時間太長將影響生產效率,特別是頻繁啟、制動時。

3.如果變頻器在限定的時間內仍然保護,應改變啟動/停止的運行曲線,從直線改為S形、U形線或反S形、反U形線。電機負載慣性較大時,應該採用更長的啟動停止時間,並且根據其負載特性設置運行曲線類型。

4.如果變頻器仍然存在運行故障,應嘗試增加最大電流的保護值,但是不能取消保護,應留有至少10%-20%的保護餘量。

5.如果變頻器運行故障還是發生,應更換更大一級功率的變頻器。

6.如果變頻器帶動電機在啟動過程中達不到預設速度,可能有兩種情況:

(1)系統發生機電共振,可以從電機運轉的聲音進行判斷。採用設置頻率跳躍值的方法,可以避開共振點。一般變頻器能設定三級跳躍點。V/f控制的變頻器驅動異步電機時,在某些頻率段,電機的電流、轉速會發生振盪,嚴重時系統無法運行,甚至在加速過程中出現過電流保護使得電機不能正常啟動,在電機輕載或轉動慣量較小時更為嚴重。普通變頻器均備有頻率跨跳功能,用戶可以根據系統出現振盪的頻率點,在V/f曲線上設置跨跳點及跨跳寬度。當電機加速時可以自動跳過這些頻率段,保證系統能夠正常運行。

(2)電機的轉矩輸出能力不夠,不同品牌的變頻器出廠參數設置不同,在相同的條件下,帶載能力不同,也可能因變頻器控制方法不同,造成電機的帶載能力不同;或因系統的輸出效率不同,造成帶載能力會有所差異。對於這種情況,可以增加轉矩提升量的值。如果達不到,可用手動轉矩提升功能,不要設定過大,電機這時的溫升會增加。如果仍然不行,應改用新的控制方法,比如日立變頻器採用V/f比值恆定的方法,啟動達不到要求時,改用無速度傳感器空間矢量控制方法,它具有更大的轉矩輸出能力。

變頻調速器維修部分的組成

從維修變頻器的經驗來看,與強電相關的器件、大功率器件,電源部分以及相應的驅動部分電路損壞頻率較高,當然在以後的維修過程中會出現各種各樣的故障現象,表現與其相應的電子電路有關。電子設備的維修過程就是尋找相應故障點的過程。

維修過程包括以下幾個方面:

第一步:詢問用戶變頻器的故障現象,包括故障發生前後外部環境的變化。例如,電源的異常波動、負載的變化。

第二步:根據用戶的故障描述,分析可能造成此類故障的原因。

第三步:打開被維修的設備,確認被損壞的程序,分析維修恢復的可行性。

第四步:根據被損壞器件的工作位置,通過閱讀電路,分析電路工作原理,從中找出損壞器件的原因,以及一些相關的電子電路。

第五步:尋找相關的器件進行替換。

第六步:在確定所有可能造成故障,所有原因都排除的情況下,通電進行實驗,在做這一步的時候,一般要求所有的外部條件都具備,並且不會引起故障的進一步擴大化。

第七步:在設備工作正常的情況下,就可以進入下一個程序,系統測試。

變頻器維修平臺的組成

1、邏輯分析儀:邏輯分析儀具有多個輸入通道,反映被測信號電平的邏輯狀態和相應時間,即被測點的二進制編碼,邏輯分析儀可同時對邏輯電平信號,數據總線信號,地址總線信號,芯片的輸入輸出等多路數字信號的邏輯關係進行測試和比較,利用測試儀器本身的瞬態定時測試功能,來捕捉窄脈衝的干擾和測試點前後的波形,邏輯分析儀特別適合對數字邏輯電路進行測試和分析。

2、模擬示波器:示波器是用來“凍結”一個模擬信號或隨時間變化信號的有效工具,可根據顯示屏上的靜態波形分析其特性,並根據熒光屏上的方格和選用檔次來測量其參數值,通過使用示波器,可以把被測信號十分真實、直觀的反映在熒屏上,便於維修人員對被測信號進行定量和定性的分析。

3、晶體管圖示儀:用途:測試選配大功率管,維修大功率電源,UPS等。

4、圖示儀:測試GTR模塊等。

5、線性集成電路智能參數分析儀:選配測試運放等線性電路,維修稱重儀表,信號處理板。

6、臺式數字電橋:測試精密R、C、L,維修精密儀器,通訊裝置等。

7、通用編程器:修改拷貝各種程序存儲器、維修計算機、智能儀器儀表以及智能儀器儀表數據的備份。

8、集成電路測試儀:測試各類數字集成電路, 主要參數:帶RS232接口及編程解密軟件。

9、智能校驗信號發生器:校驗測量儀表等, 日本白光。

變頻調速器測試部分的組成

測試部分的功能是對已維修完成的變頻調速器性能測試。通過考察與交流,測試變頻器的最佳負載還是交流電機。變頻器的功率由大到小,各種規格都存在,在維修完成以後,如果採用同等功率的電機來做負載實驗,這需要配備各種型號的電機這是不現實的,也是不科學的。根據變頻器的使用說明,一般要求變頻器負載不低於額定功率的10%,我們可以考慮用3kw左右的電機來實現15kw以下等級變頻器的負載。用15kw的電機來實現150kw以下等級變頻器的負載。針對變頻器負載電機不能空載的情況,可以使用一臺磁粉制動機來模擬電機負載,磁粉制動機可以通過改變輸入電壓來改變磁粉的間隙,從而達到改變負載的目的。實現模擬變頻器使用現場的目標,當然還需要檢測其它一些輔助參數,如輸入電壓、電流、輸出電壓、電流,以及三相的平衡情況,輸出波形的諧波分量。


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