基于品牌變頻器的常見故障診斷及維修對策

馮躍梅

摘 要：變頻器故障時有發生，以常見品牌的變頻器為例，對其使用過程中發生的故障進行判斷，提出維修對策，確保變頻器出現故障時，能夠及時發現故障所在并解決問題。

關鍵詞：變頻器；故障；診斷；維修對策

中圖分類號：TN773 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0032-02

隨著交流變頻調速技術在自動化領域運用的不斷深入，變頻器作為自動化技術的重要組成部分，其功能愈發強大，可靠性也不斷提高，因此，變頻器得到了各行各業的青睞。主導中國變頻器市場的主要是日本變頻器和歐美變頻器，除此之外，臺灣產的變頻器也占一席之地。

一般情況下，變頻器在正常使用5年后，便進入故障高發階段。如果使用環境惡劣、操作失當、維護不及時，則會導致故障發生率劇增，大大縮短設備使用壽命。因此，研究各式變頻器工作特點，并進行定期的日常維護、正確的故障診斷、合理的故障檢修工作十分必要。變頻器的常見故障點主要出現在整流電路、濾波電路、控制電路、逆變電路等變頻器的重要構成部分。

1 整流電路

整流電路的功能是把交流電源轉換成直流電源。按使用的器件不同，有可控整流電路和不可控整流電路之分，前者使用器件為晶閘管，后者為二極管。整流模塊損壞是變頻器常見故障。判斷整流模塊是否損壞，可以在靜態中通過萬用表電阻擋測量正反向或使用耐壓表來完成。對于大功率的丹佛斯、臺達等上半橋為可控硅、下半橋為二極管的變頻器整流電路，可通過在控制極加上10 V左右直流電壓，試其能否正向導通，來判斷可控硅的好壞。而集成晶閘管與開關管于一體的小功率變頻器富士，例如G9S，其整流模塊的損壞常與外部電源關系密切。

對于采用三相全波整流的中大功率變頻器而言，整流器件發熱量大，極易導致過熱，發生擊穿，進而快速熔斷器發生熔斷，造成整機停機。維修時應選整流模塊，首選同型號的整流模塊，次選同容量其他類型的整流模塊，安裝時在與散熱片接觸的面上均勻地涂抹適當厚度的硅脂，再緊固安裝螺絲。

2 濾波電路

為了減少電壓或電流的波動，必須對整流電路的輸出進行濾波，主要通過采用大容量電容對整流電路輸出電壓和大容量電感對輸出電流進行濾波，前者稱為電容濾波，后者稱為電感濾波。目前，主流變頻器以電容濾波為主；通用變頻器直流側的濾波電容容量較大，在接入電源瞬間常產生大電流值充電電流，容易導致電源開關跳閘。此外，起動電阻被燒壞也是常發故障之一。以ABB的ACS300為例，其開關電源的損壞，正是因為變頻器開關電源采用了LT1244集成塊，受工作電壓的突變和自身所帶負載的原因，使得用于濾波的電容成為開關電源損壞的“罪魁禍首”。正常使用情況下，電容的使用壽命為5年。日常檢修中，建議電容容量的檢查周期為1年，若容量超過20%應及時更換。除檢查容量外，濾波電容還要進行耐壓測試，通過觀察電容上的安全閥是否爆開和有無漏液現象來判斷電容的好壞。

3 控制電路

控制電路給控制回路提供控制信號，主要由運算電路、電壓、電流檢測電路、速度檢測電路4部分構成。變頻器在使用中，應當首先對參數進行正確的設置，比如確認電機參數、變頻器采用的控制方式、變頻器的啟動方式、給定信號頻率的選擇，排除參數問題導致的故障后，著手進行障礙診斷。

以OC（超頻）故障為例，在FVR075G7S-4EX系列中，首先確定是否由電流限制造成過電流的產生，再判斷是否屬于電流檢測電路，最后測試霍爾傳感器，檢查是否由傳感器損壞造成電流產生，按照此次序基本可以排除OC故障。再如，臺安變頻器N2系列的產生過電流OC故障原因：電機故障（首先確定是否屬于故障，余下原因均屬于變頻器故障），PIM模塊的損壞（通過萬用表測量并加測驅動電路波形進行確定），加速時間過短，驅動電路上的短路，檢測CT損壞，大功率晶體管的損壞。而三菱Z024的OC故障則主要由驅動電路老化或IPM模塊的損壞引起；A200系列驅動電路是采用陶瓷封裝的厚膜電路，其OC故障主要由驅動電路的損壞造成；小功率三墾IF/IHF系列的OC故障也主要來自于IPM模塊和驅動光耦的損壞。

再以OV為例，三肯SVF303系列中，主要通過檢查電阻是否氧化變值或光耦是否有短路來確定癥結所在等。而對富士G5S變頻器而言，因為主電源因素引起的故障或因檢測電路損壞而引起的故障可能性較大。對于常見品牌的控制電路故障還有：ACS500驅動厚膜的損壞和散熱風扇故障（一般更換偏轉電容即可恢復）；SJ300系列變頻器的E30報警（功率模塊損壞或上橋驅動電路故障）和無顯示故障（一般由開關電源厚膜的損壞引起）；A200的LV故障（母線檢測電路故障是主因）；A500系列的UV故障，開關電源損壞，CPU板的損壞等；西門子6SE70系列則有直流電壓低故障（采樣電阻的損壞而導致），該系列常見故障現象還有F025、F026、F027等；對于ECO的變頻器，最常見故障有電源板的燒壞和功率模塊的損壞；安川616G545P5則頻發SC故障、開關電源損壞、過熱和欠壓；LG-IG5系列變頻器因散熱風扇的損壞、內置的溫度檢測電路損壞和主板故障造成HW故障；丹佛斯系列變頻器多發開關電源損壞、IGBT模塊損壞、ALARM29、限流運行和欠壓等故障。

4 逆變電路

逆變電路是將直流電壓變換為所要頻率的交流電壓，其故障形式主要是IGBT模塊損壞。IGBT模塊損壞容易直接導致驅動元件損壞，尤其容易損壞穩壓管和光耦。反之，驅動電路故障也經常導致IGBT模塊燒壞。以VF-7F系列變頻器為例，其逆變模塊的故障有變頻器在正常運行中突然失電，即使重新上電仍無法啟動。此類故障多數是由PWM調制波信號變化、功率模塊的損壞造成的，通過更換逆變模塊即可恢復正常運行。DV707系列變頻器則常常出現逆變模塊和驅動電路同時損壞的現象，主要是IGBT大功率晶體管在無負壓下，出現無效關斷，產生誤導通，此類故障只能通過更換元件來完成維修。

5 結束語

在使用變頻器的過程中我們發現，變頻器故障形式是多種多樣的。但只要深刻理解變頻器的工作原理，在故障診斷和維護中大膽探索、積累經驗，就一定能總結出一套行之有效的故障處理辦法。

摘 要：變頻器故障時有發生，以常見品牌的變頻器為例，對其使用過程中發生的故障進行判斷，提出維修對策，確保變頻器出現故障時，能夠及時發現故障所在并解決問題。

關鍵詞：變頻器；故障；診斷；維修對策

中圖分類號：TN773 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0032-02

隨著交流變頻調速技術在自動化領域運用的不斷深入，變頻器作為自動化技術的重要組成部分，其功能愈發強大，可靠性也不斷提高，因此，變頻器得到了各行各業的青睞。主導中國變頻器市場的主要是日本變頻器和歐美變頻器，除此之外，臺灣產的變頻器也占一席之地。

一般情況下，變頻器在正常使用5年后，便進入故障高發階段。如果使用環境惡劣、操作失當、維護不及時，則會導致故障發生率劇增，大大縮短設備使用壽命。因此，研究各式變頻器工作特點，并進行定期的日常維護、正確的故障診斷、合理的故障檢修工作十分必要。變頻器的常見故障點主要出現在整流電路、濾波電路、控制電路、逆變電路等變頻器的重要構成部分。

1 整流電路

整流電路的功能是把交流電源轉換成直流電源。按使用的器件不同，有可控整流電路和不可控整流電路之分，前者使用器件為晶閘管，后者為二極管。整流模塊損壞是變頻器常見故障。判斷整流模塊是否損壞，可以在靜態中通過萬用表電阻擋測量正反向或使用耐壓表來完成。對于大功率的丹佛斯、臺達等上半橋為可控硅、下半橋為二極管的變頻器整流電路，可通過在控制極加上10 V左右直流電壓，試其能否正向導通，來判斷可控硅的好壞。而集成晶閘管與開關管于一體的小功率變頻器富士，例如G9S，其整流模塊的損壞常與外部電源關系密切。

對于采用三相全波整流的中大功率變頻器而言，整流器件發熱量大，極易導致過熱，發生擊穿，進而快速熔斷器發生熔斷，造成整機停機。維修時應選整流模塊，首選同型號的整流模塊，次選同容量其他類型的整流模塊，安裝時在與散熱片接觸的面上均勻地涂抹適當厚度的硅脂，再緊固安裝螺絲。

2 濾波電路

為了減少電壓或電流的波動，必須對整流電路的輸出進行濾波，主要通過采用大容量電容對整流電路輸出電壓和大容量電感對輸出電流進行濾波，前者稱為電容濾波，后者稱為電感濾波。目前，主流變頻器以電容濾波為主；通用變頻器直流側的濾波電容容量較大，在接入電源瞬間常產生大電流值充電電流，容易導致電源開關跳閘。此外，起動電阻被燒壞也是常發故障之一。以ABB的ACS300為例，其開關電源的損壞，正是因為變頻器開關電源采用了LT1244集成塊，受工作電壓的突變和自身所帶負載的原因，使得用于濾波的電容成為開關電源損壞的“罪魁禍首”。正常使用情況下，電容的使用壽命為5年。日常檢修中，建議電容容量的檢查周期為1年，若容量超過20%應及時更換。除檢查容量外，濾波電容還要進行耐壓測試，通過觀察電容上的安全閥是否爆開和有無漏液現象來判斷電容的好壞。

3 控制電路

控制電路給控制回路提供控制信號，主要由運算電路、電壓、電流檢測電路、速度檢測電路4部分構成。變頻器在使用中，應當首先對參數進行正確的設置，比如確認電機參數、變頻器采用的控制方式、變頻器的啟動方式、給定信號頻率的選擇，排除參數問題導致的故障后，著手進行障礙診斷。

以OC（超頻）故障為例，在FVR075G7S-4EX系列中，首先確定是否由電流限制造成過電流的產生，再判斷是否屬于電流檢測電路，最后測試霍爾傳感器，檢查是否由傳感器損壞造成電流產生，按照此次序基本可以排除OC故障。再如，臺安變頻器N2系列的產生過電流OC故障原因：電機故障（首先確定是否屬于故障，余下原因均屬于變頻器故障），PIM模塊的損壞（通過萬用表測量并加測驅動電路波形進行確定），加速時間過短，驅動電路上的短路，檢測CT損壞，大功率晶體管的損壞。而三菱Z024的OC故障則主要由驅動電路老化或IPM模塊的損壞引起；A200系列驅動電路是采用陶瓷封裝的厚膜電路，其OC故障主要由驅動電路的損壞造成；小功率三墾IF/IHF系列的OC故障也主要來自于IPM模塊和驅動光耦的損壞。

再以OV為例，三肯SVF303系列中，主要通過檢查電阻是否氧化變值或光耦是否有短路來確定癥結所在等。而對富士G5S變頻器而言，因為主電源因素引起的故障或因檢測電路損壞而引起的故障可能性較大。對于常見品牌的控制電路故障還有：ACS500驅動厚膜的損壞和散熱風扇故障（一般更換偏轉電容即可恢復）；SJ300系列變頻器的E30報警（功率模塊損壞或上橋驅動電路故障）和無顯示故障（一般由開關電源厚膜的損壞引起）；A200的LV故障（母線檢測電路故障是主因）；A500系列的UV故障，開關電源損壞，CPU板的損壞等；西門子6SE70系列則有直流電壓低故障（采樣電阻的損壞而導致），該系列常見故障現象還有F025、F026、F027等；對于ECO的變頻器，最常見故障有電源板的燒壞和功率模塊的損壞；安川616G545P5則頻發SC故障、開關電源損壞、過熱和欠壓；LG-IG5系列變頻器因散熱風扇的損壞、內置的溫度檢測電路損壞和主板故障造成HW故障；丹佛斯系列變頻器多發開關電源損壞、IGBT模塊損壞、ALARM29、限流運行和欠壓等故障。

4 逆變電路

逆變電路是將直流電壓變換為所要頻率的交流電壓，其故障形式主要是IGBT模塊損壞。IGBT模塊損壞容易直接導致驅動元件損壞，尤其容易損壞穩壓管和光耦。反之，驅動電路故障也經常導致IGBT模塊燒壞。以VF-7F系列變頻器為例，其逆變模塊的故障有變頻器在正常運行中突然失電，即使重新上電仍無法啟動。此類故障多數是由PWM調制波信號變化、功率模塊的損壞造成的，通過更換逆變模塊即可恢復正常運行。DV707系列變頻器則常常出現逆變模塊和驅動電路同時損壞的現象，主要是IGBT大功率晶體管在無負壓下，出現無效關斷，產生誤導通，此類故障只能通過更換元件來完成維修。

5 結束語

在使用變頻器的過程中我們發現，變頻器故障形式是多種多樣的。但只要深刻理解變頻器的工作原理，在故障診斷和維護中大膽探索、積累經驗，就一定能總結出一套行之有效的故障處理辦法。

摘 要：變頻器故障時有發生，以常見品牌的變頻器為例，對其使用過程中發生的故障進行判斷，提出維修對策，確保變頻器出現故障時，能夠及時發現故障所在并解決問題。

關鍵詞：變頻器；故障；診斷；維修對策

中圖分類號：TN773 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0032-02

隨著交流變頻調速技術在自動化領域運用的不斷深入，變頻器作為自動化技術的重要組成部分，其功能愈發強大，可靠性也不斷提高，因此，變頻器得到了各行各業的青睞。主導中國變頻器市場的主要是日本變頻器和歐美變頻器，除此之外，臺灣產的變頻器也占一席之地。

一般情況下，變頻器在正常使用5年后，便進入故障高發階段。如果使用環境惡劣、操作失當、維護不及時，則會導致故障發生率劇增，大大縮短設備使用壽命。因此，研究各式變頻器工作特點，并進行定期的日常維護、正確的故障診斷、合理的故障檢修工作十分必要。變頻器的常見故障點主要出現在整流電路、濾波電路、控制電路、逆變電路等變頻器的重要構成部分。

1 整流電路

整流電路的功能是把交流電源轉換成直流電源。按使用的器件不同，有可控整流電路和不可控整流電路之分，前者使用器件為晶閘管，后者為二極管。整流模塊損壞是變頻器常見故障。判斷整流模塊是否損壞，可以在靜態中通過萬用表電阻擋測量正反向或使用耐壓表來完成。對于大功率的丹佛斯、臺達等上半橋為可控硅、下半橋為二極管的變頻器整流電路，可通過在控制極加上10 V左右直流電壓，試其能否正向導通，來判斷可控硅的好壞。而集成晶閘管與開關管于一體的小功率變頻器富士，例如G9S，其整流模塊的損壞常與外部電源關系密切。

對于采用三相全波整流的中大功率變頻器而言，整流器件發熱量大，極易導致過熱，發生擊穿，進而快速熔斷器發生熔斷，造成整機停機。維修時應選整流模塊，首選同型號的整流模塊，次選同容量其他類型的整流模塊，安裝時在與散熱片接觸的面上均勻地涂抹適當厚度的硅脂，再緊固安裝螺絲。

2 濾波電路

為了減少電壓或電流的波動，必須對整流電路的輸出進行濾波，主要通過采用大容量電容對整流電路輸出電壓和大容量電感對輸出電流進行濾波，前者稱為電容濾波，后者稱為電感濾波。目前，主流變頻器以電容濾波為主；通用變頻器直流側的濾波電容容量較大，在接入電源瞬間常產生大電流值充電電流，容易導致電源開關跳閘。此外，起動電阻被燒壞也是常發故障之一。以ABB的ACS300為例，其開關電源的損壞，正是因為變頻器開關電源采用了LT1244集成塊，受工作電壓的突變和自身所帶負載的原因，使得用于濾波的電容成為開關電源損壞的“罪魁禍首”。正常使用情況下，電容的使用壽命為5年。日常檢修中，建議電容容量的檢查周期為1年，若容量超過20%應及時更換。除檢查容量外，濾波電容還要進行耐壓測試，通過觀察電容上的安全閥是否爆開和有無漏液現象來判斷電容的好壞。

3 控制電路

控制電路給控制回路提供控制信號，主要由運算電路、電壓、電流檢測電路、速度檢測電路4部分構成。變頻器在使用中，應當首先對參數進行正確的設置，比如確認電機參數、變頻器采用的控制方式、變頻器的啟動方式、給定信號頻率的選擇，排除參數問題導致的故障后，著手進行障礙診斷。

以OC（超頻）故障為例，在FVR075G7S-4EX系列中，首先確定是否由電流限制造成過電流的產生，再判斷是否屬于電流檢測電路，最后測試霍爾傳感器，檢查是否由傳感器損壞造成電流產生，按照此次序基本可以排除OC故障。再如，臺安變頻器N2系列的產生過電流OC故障原因：電機故障（首先確定是否屬于故障，余下原因均屬于變頻器故障），PIM模塊的損壞（通過萬用表測量并加測驅動電路波形進行確定），加速時間過短，驅動電路上的短路，檢測CT損壞，大功率晶體管的損壞。而三菱Z024的OC故障則主要由驅動電路老化或IPM模塊的損壞引起；A200系列驅動電路是采用陶瓷封裝的厚膜電路，其OC故障主要由驅動電路的損壞造成；小功率三墾IF/IHF系列的OC故障也主要來自于IPM模塊和驅動光耦的損壞。

再以OV為例，三肯SVF303系列中，主要通過檢查電阻是否氧化變值或光耦是否有短路來確定癥結所在等。而對富士G5S變頻器而言，因為主電源因素引起的故障或因檢測電路損壞而引起的故障可能性較大。對于常見品牌的控制電路故障還有：ACS500驅動厚膜的損壞和散熱風扇故障（一般更換偏轉電容即可恢復）；SJ300系列變頻器的E30報警（功率模塊損壞或上橋驅動電路故障）和無顯示故障（一般由開關電源厚膜的損壞引起）；A200的LV故障（母線檢測電路故障是主因）；A500系列的UV故障，開關電源損壞，CPU板的損壞等；西門子6SE70系列則有直流電壓低故障（采樣電阻的損壞而導致），該系列常見故障現象還有F025、F026、F027等；對于ECO的變頻器，最常見故障有電源板的燒壞和功率模塊的損壞；安川616G545P5則頻發SC故障、開關電源損壞、過熱和欠壓；LG-IG5系列變頻器因散熱風扇的損壞、內置的溫度檢測電路損壞和主板故障造成HW故障；丹佛斯系列變頻器多發開關電源損壞、IGBT模塊損壞、ALARM29、限流運行和欠壓等故障。

4 逆變電路

逆變電路是將直流電壓變換為所要頻率的交流電壓，其故障形式主要是IGBT模塊損壞。IGBT模塊損壞容易直接導致驅動元件損壞，尤其容易損壞穩壓管和光耦。反之，驅動電路故障也經常導致IGBT模塊燒壞。以VF-7F系列變頻器為例，其逆變模塊的故障有變頻器在正常運行中突然失電，即使重新上電仍無法啟動。此類故障多數是由PWM調制波信號變化、功率模塊的損壞造成的，通過更換逆變模塊即可恢復正常運行。DV707系列變頻器則常常出現逆變模塊和驅動電路同時損壞的現象，主要是IGBT大功率晶體管在無負壓下，出現無效關斷，產生誤導通，此類故障只能通過更換元件來完成維修。

5 結束語

在使用變頻器的過程中我們發現，變頻器故障形式是多種多樣的。但只要深刻理解變頻器的工作原理，在故障診斷和維護中大膽探索、積累經驗，就一定能總結出一套行之有效的故障處理辦法。