變頻器常見故障檢測

楊麗麗

(龍煤集團雙鴨山分公司雙陽煤礦，黑龍江 雙鴨山 155100)

1 引言

基于生產工藝的要求及節能降耗的趨勢，大量的變頻器已經在各行業中普遍應用。雖然變頻器自身有完善的監測保護功能，但在實際使用中，還是由于種種原因發生故障，不能正常運轉而影響生產。下面介紹幾種通過測量變頻器的外端子確定變頻器的內部故障，省事、省時、便于操作，對變頻器沒有損害，可操作性強。測量中只用到電壓和電阻的基本知識，任何電工都可以操作。

2 整流電路的維修

2.1 初步診斷

維修原因:變頻器出現了缺相、欠電壓報警跳閘，變頻器不能正常工作。

故障原因:外電壓缺相、整流管缺相、電容濾波不良、限流電阻RL損壞、繼電器SL接觸不良(損壞)等。

圖1

維修方法:首先進行R、S、T電壓、直流母線電壓測量，用以鑒別問題是出在外電路還是變頻器。

測量順序:先測量RST三相電壓(測接線樁)，如正常(三相都為380V，不缺相、不欠壓)，再測量直流母線電壓(測接線樁)，分負載測量和空載測量。

圖2

問題初步判斷:

(1)如直流母線電壓空載和負載時都在500V左右，整流濾波電路都沒問題，問題出在檢測電路(誤報)。

(2)如空載正常，負載時電壓明顯下降(低于450V)，整流電路或其他問題。

(3)如空載電壓較低，負載電動機不轉，電壓下降到十幾伏，接觸器壞。

(4)直流母線無電壓，限流電阻斷。

2.2 具體損壞器件的外線測量

當我們在測量外電路的電壓過程中，如果認為變頻器的內部有的器件損壞，可利用測量外線電阻的方法進行確認。在整流電路中，具體器件就是整流橋、濾波電容、制動組件(有時沒有)、限流電阻和接觸器。用測量直流電阻的方法可有效的確定上述器件的質量問題。

測量表具:指針萬用表測量，指針萬用表的×100或×10Ω擋，數字萬用表的測晶體管擋。

(1)確定整流管的好壞

注意:指針萬用表電阻擋的紅表筆接內部電池的“—”極;黑表筆接內部電池的“+”極，在測量有極性器件時要注意。

①黑表筆接R、S、T，紅表筆接P，測量上橋臂。表針擺動到刻度的3/5，正常，不擺動，斷路;擺動到0Ω，管子短路(該現象很少見，因短路電流很大，管子必然燒斷)。由此可確定出VD1～VD3哪個管子損壞。

②紅表筆接R、S、T，黑表筆接N，測量下橋臂。表針擺動到刻度的3/5，正常，不擺動，斷路;擺動到0Ω，管子短路(該現象很少見，因短路電流很大，管子必然燒斷)由此可確定出VD4～VD6哪個管子損壞。

圖3

(2)測量限流電阻的好壞

當繼電器SL損壞，較長時間不能閉合，會造成直流母線電壓低，變頻器報欠壓;限流電阻損壞;

制動電阻的制動選件短路損壞，造成啟動時制動電阻并聯在直流母線上，將限流電阻燒壞。

限流電阻根據變頻器型號不同，有的安裝在上母線，有的安裝在下母線。在測量整流管時，如果有一臂的三只整流管導通電阻明顯增大，則限流電阻壞(限流電阻的正常值在500Ω以下，變頻器的功率越大，阻值越小)。

圖4

(3)濾波電容的測量

濾波電容在電路中的損壞只有開路或容量下降(短路電容就爆炸了，沒有測量的機會)，一般用測量在線電阻的方法很難確定。但在測量整流管的導通電阻時看到表針擺動，這是電容的充電效應。因為電容是多只并聯，同時損壞的概率很小。

(4)確定接觸器的好壞

接觸器的工作原理是線圈通電，觸點吸合。如果線圈的驅動電源損壞，會造成觸點不閉合。

判斷方法:

①開機時能否聽到接觸器閉合的聲音;如果聽不到閉合的聲音，可能接觸器驅動電源壞。

②變頻器報欠壓，起機時頻率上升到1～3Hz時就不再上升，電動機沒有輸出電流，用電壓表測量直流母線電壓很低(十幾伏～幾十伏)，可判斷為接觸器不吸合。

3 逆變電路的維修

3.1 初步診斷

維修原因:變頻器輸出出現了缺相、過流、電動機異常報警跳閘，變頻器不能正常工作等。

故障原因:電動機有問題，造成過流;變頻器逆變電路有問題，造成缺相、輸出電壓不平衡等。

故障初步確認:首先進行U、V、W電壓測量，根據測量數據，進行正確判斷。

(1)變頻器輸出三相電壓平衡，變頻器沒問題。(2)缺相，變頻器一個橋臂的開關管損壞。哪一相缺相，對應的那一路上下橋臂開關管損壞。

(3)如輸出電壓不平衡，去掉電動機，仍不平衡，變頻器不平衡相的橋臂開關管性能不良或有一只開關管已經損壞。

3.2 測量逆變開關管的好壞

將變頻器輸出頻率調到3Hz左右，萬用表打到×500V直流擋，分別測量:P-U、P-V、P-W及U-N、V-N、W-N之間的直流電壓。管子正常時，測出的電壓應為1/2UPN，如果哪路電壓偏高，則那路IGBT開路或開關不良。

圖5

3.3 IGBT測量

在逆變電路中，具體器件就是IGBT和二極管，首先介紹IGBT的工作原理和好壞判斷。二極管具有單向導電性，好的IGBT怎么測量都不通。

圖6

獨立測量:將獨立的 IGBT(管子沒有接到電路中)，用萬用表的×10kΩ擋，黑表筆接C極，紅表筆接E極，用手指短路C、G極，表針擺動，管子是好的。

圖7

3.4 測量直流電阻確定某個器件的損壞

在逆變電路中，具體器件就是逆變橋。在電路中，IGBT短路的可能性很小，因為一旦短路，強大的電流會很快將其燒斷。所以IGBT在電路中損壞是以開路居多。因為IGBT開路對測量6個續流二極管沒有影響，所以可以用測量整流管的方法測量6個續流二極管。

測量表具:指針萬用表的×100或×10Ω擋，數字萬用表的測二極管專用擋。

測量上橋臂:黑筆接UVW接線樁，紅筆接P點接線樁，表針擺動到刻度的3/5，正常，不擺動，斷路。

測量下橋臂:紅表筆接UVW接線樁，黑表筆接N點接線樁。

表針擺動到刻度的3/5，正常，不擺動，斷路;擺動到0Ω，管子短路(該現象很少見，因短路電流很大，管子必然燒斷)。

結果分析:上、下橋臂只要續流管開路，開關管也壞;續流管不壞，開關管有的也壞。