浅论变频器故障判断与维修技术

Ｇ。ｎｇｙ　ｉｕ一一ｓｎｕ：三至量鉴　ｉｌ－　浅论变频器故障判断与维修技术　许传军　（东营市供热管理处，山东东营２５７０９１）　摘要：从变频器的基本结构人手，分析了变频器的常见故障及维修、检测的常用方法，并介绍了变频器的维修技术。　关键词：变频器；ＩＧＢＴ；故障　１变频器基本结构　变频器是一种高效节能的电机调速装置，因有良好的性价　器件有问题。　２．４外围电路损坏　比，被广泛应用于自动控制领域的各个方面。其基本结构包括　整流器件部分、直流部分和逆变器件（ＩＧＢＴ）部分。实际维修　中我们注意到：如果电网发生波动，首先受到冲击的是变频器　中的整流器件；如果直流控制板发生故障，也会影响到整流器　件，所以在维修中整流器件的故障率相对要高一些。逆变器件　的故障率紧随其后，这是由于逆变器件长时间处于频率变化的　环境中，对于组成逆变器件的元器件来说是一个冲击，容易导　致器件老化，故很多变频器能够送上电，但无法带动电机。再　次就是直流部分的故障，其发生的主要原因在于直流部分的器　件长时间处于灰尘和高温环境下，因此加速了老化，使得有些　器件不能达到使用要求，有些则直接损坏，进而导致变频器无　法使用。图１为变频器的基本结构示意图。　整流器　逆变器　Ｄ１】　Ｄ３】　【　Ｄ５ｊ　‘　１　ｌ　Ｉ　－｝＜　皇　Ｏ　９４　１　１　Ｄｂ！　！　Ｄ　！　！Ｊ　７　广　图１变频器基本结构　２变频器常见故障　一般情况下，变频器使用６～１Ｏ年后，就进入故障的高发　期，严重影响其正常运行。现将其常见故障归纳如下：　２．１过载故障　（１）变频器过载。变频器过载是由于加速时间太短、直流　制动量过大或电压太低等原因引起的。一般可通过延长加速　时间、延长制动时间、提高电网电压等方式来解决。　（２）电机过载。即变频器功率过小，不能带动电机。电机　负载过重可能是因为电机所带设备机械润滑不好引起的。　２．２欠压、过压故障　欠压、过压故障主要是由外部电源的故障引起的，也有少　数故障是由检测电路损坏引起。　２．３过流故障　（１）外部电气设备引起。电机负载突变，引起的冲击过大　会造成过流；电机和电机电缆相间或每相对地的绝缘被破坏造　成短路，会导致过流；如果变频器装有测速编码器，速度反馈信　号丢失或非正常，也会引起过流，这时需要检查编码器及其　电缆。　（２）变频器本身引起。参数设定问题及变频器硬件问题等　亦会引起过流故障。遇到过流故障，要先用钳型电流表测量变　频器输出的电流，看其是否平衡，如不平衡，则说明变频器内部　有些故障的发生并不是因为变频器本身存在问题，而往往　是由于外围电路故障引起了变频器不能正常使用。一般来说，　继电器和交流接触器的故障占了外围电路故障的大部分。在　对变频器本身进行维修时，还要检查其外围电路，同时也要实　地观察现场电机。　３变频器维修、检测的常用方法　３．１静态测试　３．１．１测试整流电路　找到变频器内直流电源的Ｎ端和Ｐ端，将万能表调整到电　阻×１Ｏ档，红表棒接Ｐ，黑表棒分别接Ｒ、Ｓ、Ｔ，应该有几十欧的　阻值，且基本一致。若将黑表棒接Ｐ端，红表棒依次接Ｒ、Ｓ、Ｔ　端，会有接近于无穷大的阻值。再将红表棒接到Ｎ端，重复以　上操作，都有相同结果。如果有以下现象，则可确定电路出现　异常：（１）阻值三相不平衡，说明整流桥出现故障。（２）红表棒　接Ｐ端时，电阻无穷大，可确定整流桥或启动电阻出现故障。　３．１．２测试逆变电路　将红表棒接到Ｐ端，黑表棒分别接Ｕ、Ｖ、Ｗ端，出现几十　欧的阻值，且阻值基本相同；反接则电阻应该无穷大。将黑表　棒接到Ｎ端，重复以上操作应得到相同结果，否则可确定逆变　模块出现故障。　３．２动态测试　静态测试结果正常后，才能进行动态测试，即进行上电试　机。上电前后应注意以下几点：（１）上电前，确认输入电压是否　正确，将３８０　Ｖ电源接入２２０　Ｖ级变频器中会出现炸机现象。　（２）检查变频器各个接口是否连接正确，连接处是否松动，若连　接异常也可能导致变频器出现故障，严重时也会发生炸机。　（３）上电后检测故障显示内容，并断定产生故障的原因。　（４）若未显示故障，首先检查相关参数是否正确，并将参数复归　后，在空载（不接电机）情况下启动变频器，并测试Ｕ、Ｖ、Ｗ三　相输出电压值。如出现缺相和三相不平衡的情况，则说明模块　或驱动板等有故障。（５）在输出电压正常（无缺相、三相平衡）　的情况下，带载测试，最好是满负载测试。　４变频器维修技术　４．１外围器件的维修　维修时要先检查与变频器相连的交流接触器、开关、按钮　等能不能正常工作，测量与变频器相关的触点是否接触良好，　接入变频器的三相电有无短路或虚接的情况。外围器件维修　时要特别注意线路的虚接问题。如果线路虚接，变频器就可能　无法启动，情况严重时甚至会损坏变频器本身。（下转第９１页）　机电信息２０１３年第２１期总第３７５期　８９　Ｇｏｎｇｙｉ　ｙｕ　Ｊｉｓｈｕ◆Ｔ艺与技术　＿＿＿＿＿＿＿＿・＿＿＿＿＿＿＿＿・＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿●＿－　所示。由于铝合金膨胀系数大，变形大，因此制造一个大刚度　卡具是非常重要的，可避免自由状态下焊接。焊接热输入控制　主要通过对基值电流、脉冲电流的设置实现，也可以通过双焊　３．５焊缝检测技术　动车组车体使用的是全焊接技术，焊接完成后必须对焊缝　的质量进行检测，以保证车体的安全。焊缝的检验主要有破损　检测和无损检测。破损检测通常是在制定焊接工艺前先进行　试验，包括力学试验和金相试验，由试验中焊缝的检验结果确　定工艺参数。无损检测的方法较多，主要有外观检测、渗透检　测、射线探伤。外观检测是按照ＥＮ１５０８５—５的规定对所有焊接　部件的焊缝进行１００　的外观检测，按照ＩＳ０１００４２标准评定检　测结果。渗透检测主要处理焊缝表面开口等问题，因为焊缝开　丝焊接、高速焊接来降低焊接热输入。反变形设置可以通过将　带有间隙的临时工艺板点固在结构中，这样在间隙处就会产生　一个拉伸力，和焊接产生的应力相互抵消，从而减少变形的发　生。这种方法可以用在多层多道焊接里，因为焊接程序多会导　致工件的累积变形较大，如果提前采用反变形的措施，可以减　少工件的整体变形量ｌ＿３］。　口类的问题容易造成应力集中，严重危害焊接部件。射线探伤　比较直观，在气孔、未熔合、夹渣等问题中有较好的应用。　４结语　本文对铝合金车体的结构和制造流程进行了简要介绍，分　析了制造过程中的焊接技术、焊接变形控制技术、车体加工技　图２中心焊缝产生的形变抵消　术、空间尺寸测量技术和焊缝检验技术，总结了在车体制造过　程中需要注意的地方，提出了笔者的看法和意见，以供大家参　考。　３．３车体加工技术　铝合金车体在制造过程中，大部件和侧车体会整体进行加　工，由于铝合金的膨胀系数大，因此整体加工对技术上的要求　比较高。在实际加工过程中，为了保证精度，大部件和侧车体通　常使用大型的五轴连动数控机床加工，精度可以达到０．００１　ＩＴＬＴＴＩ，　误差很小。　３．４空间尺寸测量技术　［参考文献］　［１３董世康，唐衡郴，冯孝忠，等．动车组铝合金车体制造技术［Ｊ］＿　热加工工艺，２０１２（３）　Ｅ２］刘志平，王金金，王立夫，等．ＣＲＨ３铝合金高速动车组焊接技　术＿Ｊ］．金属加工，２０１０（１６）　［３］吕碧峰．我国新一代高速动车组制造工艺技术的应用与集成　［Ｊ］．科技创新导报，２０１０（１６）　对动车车体及各个部件的尺寸、轮廓进行精密的测量是保　证车体质量的重要因素，可以采用三维空间尺寸测量技术，实　时自动精确地测量出车体的数据。比如对车体的三维结构检　测，可以使用激光跟踪技术测量目标的实际尺寸，并投影到坐　标系中，与理论尺寸进行拟合，可以方便地计算偏差，分析部件　的精确度；也可以使用空间测量全站仪对车体的长度、高度、扭　收稿日期：２０１３—０４—０２　作者简介：刘兰军（１９７７一），男，山西原平人，工程师，研究方　曲度、平面度等尺寸和相对位置进行测量。　（上接第８９页）　向：动车不锈钢车体和铝合金车体。　４．２变频器本身的维修　损坏，会有相应报警出现，可根据报警提示更换相应检测器件。　对于已经损坏的变频器，首先用万能表检查整流模块和逆　变模块是否完好。如果整流模块损坏，在以后的维修中就要注　意各种板卡是否有损坏；如果逆变模块损坏，就要检查驱动板　卡是否完好。　５结语　变频器已被公认为最理想、最有发展前途的调速方式之　一，今后其必将被广泛应用，因此，在日常使用中要更加重视对　逆变模块的检测：将万能表拨到电阻×１０Ｋ档，用黑表棒　接ＩＧＢＴ的集电极，红表棒接ＩＧＢＴ的发射极，这时万能表的指　针在零位。用手指同时触及栅极和集电极，这时ＩＧＢＴ被触发　导通，万能表的指针偏向阻值较小的方向，而且具体指示在某　一变频器的维护工作，以保证其正常、可靠、平稳运行，从而为我　们的生活提供更多的方便。　［参考文献］　位置。然后再用手指同时触及栅极和发射极，这时ＩＧＢＴ被　阻断，万能表指针回零，这样就能判定ＩＧＢＴ没有损坏。　［１］薛晓明．变频器技术与应用［Ｍ］．北京：北京理工大学出版　社，２００９　驱动板的检测：首先要通过观察检查有没有明显的损坏，　尤其是电容和模块。如果没有明显损坏，则要测量驱动板的供　［２］李自先．变频器实用技术与维修精要ＥＭ］．北京：人民邮电出版　社，２００９　电情况。在驱动板上，６路驱动电路和６路逆变桥臂相对应。　在给驱动板通电后，可以在相应的地方测量到对应的电压值。　驱动板送电后，在６路驱动电路上可以量到电压。通过测量的　［３］孟晓芳．变频器应用与维修［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１１　电压可以判断哪些器件已经损坏。　检测器件的检测：观察板卡，确定驱动板及ＣＰＵ板没有问　题后，把驱动板装到机器上，带电机试一下。如果检测器件有　收稿日期：２０１３—０４－０７　作者简介：许传军（１９７４一），男，山东高密人，工程师，研究方　向：电气自动化。　机电信息２０１３年第２１期总第３７５期　９１