原创 电气运行技术

摘要：交流变频调速系统以调速范围宽、动态响应快、调速精度高、保护功能完善和操作简单等优点，得到了广泛应用。变频器在正常使用6-10 年后，就进入故障的高发期，经常会出现元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作等故障现象，严重影响正常运行。

关键词：【变频器故障】【故障代码】【防范措施】

变频器的故障分类：

根据变频器发生故障或损坏的特征，一般可分为两类：一种是在运行中频繁出现的自动停机现象，并伴随着一定的故障显示代码，其处理措施可根据随机说明书上提供的指导方法，进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适，或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象;另一类是由于使用环境恶劣，高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障(严重时，会出现打火、爆炸等异常现象)。这类故障发生后，一般会使变频器无任何显示，其处理方法是先对变频器解体检查，重点查找损坏件，根据故障发生区，进行清理、测量、更换，然后全面测试，再恢复系统，空载试运行，观察触发回路输出侧的波形，当6 组波形大小、相位差相等后，再加载运行，达到解决故障的目的。本文主要阐述第二类故障的分析和处理方法。

主电路故障：根据对变频器实际故障发生次数和停机时间统计，主电路的故障率占60%以上;运行参数设定不当，导致的故障占20%左右;控制电路板出现的故障占15%;操作失误和外部异常引起的故障占5%。从故障程度和处理困难性统计，此类故障发生必然造成元器件的损坏和报废。是变频器维修费用的主要消耗部分。

(1 )整流块的损坏变频器整流桥的损坏也是变频器的常见故障之一，早期生产的变频器整流块均以二极管整流为主，目前部分整流块采用晶闸管的整流方式(调压调频型变频器)。中、大功率普通变频器整流模块一般为三相全波整流，承担着变频器所有输出电能的整流，易过热，也易击穿，其损坏后一般会出现变频器不能送电、保险熔断等现象，三相输入或输出端呈低阻值(正常时其阻值达到兆欧以上)或短路。在更换整流块时，要求其在与散热片接触面上均匀地涂上一层传热性能良好的硅导热膏，再紧固螺丝。如果没有同型号整流块时，可用同容量的其它类型的整流块替代，其固定螺丝孔，必须重新钻孔、攻丝，再安装、接线。

(2 )充电电阻易损坏导致变频器充电电阻损坏原因一般是:如主回路接触器吸合不好时，造成通流时间过长而烧坏;或充电电流太大而烧坏电阻;或由于重载启动时，主回路通电和RUN 信号同时接通，使充电电阻既要通过充电电流，同时又要通过负载逆变电流，故易被烧坏。其损坏的特征，一般表现为烧毁、外壳变黑、炸裂等损坏痕迹。也可根据万用表测量其电阻(不同容量的机器，其阻值不同，可参考同一种机型的阻值大小确定)判断。

(3 )逆变器模块烧坏

中、小型变频器一般用三组IGTR (大功率晶体管模块);大容量的机种均采用多组IGTR 并联，故测量检查时应分别逐一进行检测。IGTR 的损坏也可引起变频器OC 保护功能动作。逆变器模块的损坏原因很多:如输出负载发生短路;负载过大，大电流持续运行;负载波动很大，导致浪涌电流过大;冷却风扇效果差;致使模块温度过高，导致模块烧坏、性能变差、参数变化等问题，引起逆变器输出异常。

辅助控制电路故障：变频器驱动电路、保护信号检测及处理电路、脉冲发生及信号处理电路等控制电路称为辅助电路。辅助电路发生故障后，其故障原因较为复杂，除固化程序丢失或集成块损坏(这类故障处理方法一般只能采用控制板整块更换或集成块更换)外，其他故障较易判断和处理。

(1 )驱动电路故障，驱动电路用于驱动逆变器IGTR ，也易发生故障。一般有明显的损坏痕迹，诸如器件(电容、电阻、三极管及印刷板等)爆裂、变色、断线等异常现象，但不会出现驱动电路全部损坏情况。处理方法一般是按照原理图，每组驱动电路逐级逆向检查、测量、替代、比较等方法;或与另一块正品(新的)驱动板对照检查、逐级寻找故障点。处理故障步骤:首先对整块电路板清灰除污。如发现印刷电路断线，则补线处理;查出损坏器件即更换;根据笔者实践经验分析，对怀疑的元器件，进行测量、对比、替代等方法判断，有的器件需要离线测定。驱动电路修复后，还要应用示波器观察各组驱动电路信号的输出波形，如果三相脉冲大小、相位不相等，则驱动电路仍然有异常处(更换的元器件参数不匹配，也会引起这类现象)，应重复检查、处理。大功率晶体管工作的驱动电路的损坏也是导致过流保护功能动作的原因之一。驱动电路损坏表现出来最常见的现象是缺相，或三相输出电压不相等，三相电流不平衡等特征。

(2 )开关电源损坏开关电源损坏的一个比较明显的特征就是变频器通电后无显示。

(3 )反馈、检测电路故障在使用变频器过程中，经常会碰到变频器无输出现象。驱动电路损坏、逆变模块损坏都有可能引起变频器无输出，此外输出反馈电路出现故障也能引起此类故障现象。有时在实际中遇到变频器有输出频率，没有输出电压(实际输出电压非常小，可认为无输出)，这时则应考虑一下是否是反馈电路出现了故障所致。在反馈电路中用于降压的反馈电阻是较容易出现故障的元件之一;检测电路的损坏也是导致变频器显示OC保护功能动作的原因，检测电流的霍尔传感器由于受温度，湿度等环境因素的影响，工作点容易发生飘移，导致OC 报警。

总之，变频器常见故障有过流、过压、欠压以及过热保护，并有相应的故障代码，不同的机型有不同的代码，其代码含义可查阅随机使用说明书，参考处理措施进行解决。过流经常是由于IGBT 功率模块的损坏而导致的，在更换功率模块的同时，应先检查驱动电路的工作状态，以免由于驱动电路的损坏，导致IGBT 功率模块的重复损坏;欠压故障发生的主要原因是快速熔断器或整流模块的损坏，以及电压检测电路的损坏，电压检测采样信号是从主直流回路直接取样，经高阻值电阻降压，并通过光耦隔离后送到CPU 处理，由高低电平判断是欠压还是过压;过热停机，多数原因是由冷却风扇散热不足引起的。如车间环境恶劣，高粉尘、高温(夏季厂房上部气温高达56 ℃)、氟化氢腐蚀气体使变频器内电路板易积尘、风扇粘死、电子器件老化迅速、IGBT 模块过热烧坏，故经常出现过热保护，特别是在夏季，这种现象更加频繁，而且模块烧坏率很高，变频器的使用环境温度每升高10 ℃，则其使用寿命减少一半，应做好降温措施。

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