中心議題：

• 變頻器主回路常見故障分析
• 變頻器控製回路故障分析
• 外部的電磁感應幹擾

解決方案：

• 加裝防止衝擊電壓的吸收裝置
• 盡量縮短控製回路的配線距離
• 加大導線截麵麵積，保證線路壓降在2%以內

變頻器的故障原因及預防措施

變頻器由主回路
、電源回路、IPM驅動及保護回路、lengquefengshandengjibufenzucheng。qijiegouduoweidanyuanhuahuomokuaihuaxingshi。youyushiyongfangfabuzhengquehuoshezhihuanjingbuheli，jiangrongyizaochengbianpinqiwudongzuojifashengguzhang

，huozhewufamanzuyuqideyunxingxiaoguo。為防患於未然，事先對故障原因進行認真分析尤為重要。

1主回路常見故障分析

主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容器、濾波電容器、IPM逆變橋、限流電阻、jiechuqidengyuanjianzucheng。qizhongxuduochangjianguzhangshiyoudianjiedianrongyinqi。dianjiedianrongdeshoumingzhuyaoyoujiazaiqiliangduandezhiliudianyaheneibuwendusuojueding，zaihuilushejishiyijingxuandingledianrongqidexinghao，suoyineibudewenduduidianjiedianrongqideshoumingqijuedingzuoyong。dianjiedianrongqihuizhijieyingxiangdaobianpinqideshiyongshouming，yibanwendumeishangsheng10℃，壽(shou)命(ming)減(jian)半(ban)。因(yin)此(ci)一(yi)方(fang)麵(mian)在(zai)安(an)裝(zhuang)時(shi)要(yao)考(kao)慮(lv)適(shi)當(dang)的(de)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)可(ke)以(yi)采(cai)取(qu)措(cuo)施(shi)減(jian)少(shao)脈(mai)動(dong)電(dian)流(liu)。采(cai)用(yong)改(gai)善(shan)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)的(de)交(jiao)流(liu)或(huo)直(zhi)流(liu)電(dian)抗(kang)器(qi)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)脈(mai)動(dong)電(dian)流(liu)，從(cong)而(er)延(yan)長(chang)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)壽(shou)命(ming)。

在電容器維護時，通常以比較容易測量的靜電容量來判斷電解電容器的劣化情況，當靜電容量低於額定值的80%，絕緣阻抗在5MΩ以下時，應考慮更換電解電容器。

2主回路典型故障分析
故障現象：變頻器在加速、減速或正常運行時出現過電流跳閘。

首shou先xian應ying區qu分fen是shi由you於yu負fu載zai原yuan因yin
，還hai是shi變bian頻pin器qi的de原yuan因yin引yin起qi的de。如ru果guo是shi變bian頻pin器qi的de故gu障zhang，可ke通tong過guo曆li史shi記ji錄lu查zha詢xun在zai跳tiao閘zha時shi的de電dian流liu
，超chao過guo了le變bian頻pin器qi的de額e定ding電dian流liu或huo電dian子zi熱re繼ji電dian器qi的de設she定ding值zhi
，而er三san相xiang電dian壓ya和he電dian流liu是shi平ping衡heng的de，則ze應ying考kao慮lv是shi否fou有you過guo載zai或huo突tu變bian，如ru電dian機ji堵du轉zhuan等deng。在zai負fu載zai慣guan性xing較jiao大da時shi

，可ke適shi當dang延yan長chang加jia速su時shi間jian，此ci過guo程cheng對dui變bian頻pin器qi本ben身shen並bing無wu損sun壞huai。若ruo跳tiao閘zha時shi的de電dian流liu


，在zai變bian頻pin器qi的de額e定ding電dian流liu或huo在zai電dian子zi熱re繼ji電dian器qi的de設she定ding範fan圍wei內nei
，可ke判pan斷duan是shiIPM模塊或相關部分發生故障。

首先可以通過測量變頻器的主回路輸出端子U
、V
、W，分別與直流側的P、N端子之間的正反向電阻

，來判斷IPM模塊是否損壞。如模塊未損壞，則是驅動電路出了故障。如果減速時IPM模塊過流或變頻器對地短路跳閘
，一般是逆變器的上半橋的模塊或其驅動電路故障；而加速時IPM模塊過流
，則是下半橋的模塊或其驅動電路部分故障，發生這些故障的原因，多是由於外部灰塵進入變頻器內部或環境潮濕引起。

3控製回路故障分析

控製回路影響變頻器壽命的是電源部分，是平滑電容器和IPM電dian路lu板ban中zhong的de緩huan衝chong電dian容rong器qi
，其qi原yuan理li與yu前qian述shu相xiang同tong
，但dan這zhe裏li的de電dian容rong器qi中zhong通tong過guo的de脈mai動dong電dian流liu，是shi基ji本ben不bu受shou主zhu回hui路lu負fu載zai影ying響xiang的de定ding值zhi，故gu其qi壽shou命ming主zhu要yao由you溫wen度du和he通tong電dian時shi間jian決jue定ding。由you於yu電dian容rong器qi都dou焊han接jie在zai電dian路lu板ban上shang

，通tong過guo測ce量liang靜jing電dian容rong量liang來lai判pan斷duan劣lie化hua情qing況kuang比bi較jiao困kun難nan
，一yi般ban根gen據ju電dian容rong器qi環huan境jing溫wen度du以yi及ji使shi用yong時shi間jian，來lai推tui算suan是shi否fou接jie近jin其qi使shi用yong壽shou命ming。

電源電路板給控製回路、IPM驅動電路和表麵操作顯示板以及風扇等提供電源，這些電源一般都是從主電路輸出的直流電壓
，通過開關電源再分別整流而得到的。

因yin此ci，某mou一yi路lu電dian源yuan短duan路lu
，除chu了le本ben路lu的de整zheng流liu電dian路lu受shou損sun外wai，還hai可ke能neng影ying響xiang其qi他ta部bu分fen的de電dian源yuan
，如ru由you於yu誤wu操cao作zuo而er使shi控kong製zhi電dian源yuan與yu公gong共gong接jie地di短duan接jie，致zhi使shi電dian源yuan電dian路lu板ban上shang開kai關guan電dian源yuan部bu分fen損sun壞huai，風feng扇shan電dian源yuan的de短duan路lu導dao致zhi其qi他ta電dian源yuan斷duan電dian等deng。一yi般ban通tong過guo觀guan察cha電dian源yuan電dian路lu板ban就jiu比bi較jiao容rong易yi發fa現xian。

邏輯控製電路板是變頻器的核心
，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大規模集成電路，具有很高的可靠性
，本身出現故障的概率很小
，但有時會因開機而使全部控製端子同時閉合，導致變頻器出現EEPROM故障，這隻要對EEPROM重新複位就可以了。

IPM電路板包含驅動和緩衝電路，以及過電壓、缺相等保護電路。從邏輯控製板來的PWM信號

，通過光耦合將電壓驅動信號輸入IPM模塊，因而在檢測模快的同時
，還應測量IPM模塊上的光耦。
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4冷卻係統

冷卻係統主要包括散熱片和冷卻風扇。其中冷卻風扇壽命較短
，臨近使用壽命時，風扇產生震動，噪聲增大最後停轉
，變頻器出現IPM過熱跳閘。冷卻風扇的壽命受陷於軸承
，大約為10000～35000h。當變頻器連續運轉時，需要2～3年更換一次風扇或軸承。為了延長風扇的壽命，一些產品的風扇隻在變頻器運轉時而不是電源開啟時運行。

5外部的電磁感應幹擾

如(ru)果(guo)變(bian)頻(pin)器(qi)周(zhou)圍(wei)存(cun)在(zai)幹(gan)擾(rao)源(yuan)
，它(ta)們(men)將(jiang)通(tong)過(guo)輻(fu)射(she)或(huo)電(dian)源(yuan)線(xian)侵(qin)入(ru)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)內(nei)部(bu)，引(yin)起(qi)控(kong)製(zhi)回(hui)路(lu)誤(wu)動(dong)作(zuo)，造(zao)成(cheng)工(gong)作(zuo)不(bu)正(zheng)常(chang)或(huo)停(ting)機(ji)
，嚴(yan)重(zhong)時(shi)甚(shen)至(zhi)損(sun)壞(huai)變(bian)頻(pin)器(qi)。減(jian)少(shao)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)的(de)具(ju)體(ti)方(fang)法(fa)有(you)：變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控製線圈上

，加裝防止衝擊電壓的吸收裝置，如RC浪湧吸收器，其接線不能超過20cm
；盡量縮短控製回路的配線距離，並使其與主回路分離
；變頻器控製回路配線絞合節距離應在15mm以上

，與主回路保持10cm以上的間距；變頻器距離電動機很遠時（超過100m），這時一方麵可加大導線截麵麵積
，保證線路壓降在2%以內

，同時應加裝變頻器輸出電抗器，用來補償因長距離導線產生的分布電容的充電電流。

變頻器接地端子應按規定進行接地，必須在專用接地點可靠接地，不能同電焊、動力接地混用；變頻器輸入端安裝無線電噪聲濾波器，減少輸入高次諧波
，從而可降低從電源線到電子設備的噪聲影響；同時在變頻器的輸出端也安裝無線電噪聲濾波器，以降低其輸出端的線路噪聲。

6安裝環境

變bian頻pin器qi屬shu於yu電dian子zi器qi件jian裝zhuang置zhi，在zai其qi說shuo明ming書shu中zhong有you詳xiang細xi安an裝zhuang使shi用yong環huan境jing的de要yao求qiu。在zai特te殊shu情qing況kuang下xia，若ruo確que實shi無wu法fa滿man足zu這zhe些xie要yao求qiu
，必bi須xu盡jin量liang采cai用yong相xiang應ying抑yi製zhi措cuo施shi：振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因，對於振動衝擊較大的場合
，應采用橡膠等避振措施
；潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件鏽蝕

、接觸不良、絕緣降低而形成短路
，作為防範措施
，應對控製板進行防腐防塵處理，並采用封閉式結構
；溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素，特別是半導體器件，應根據裝置要求的環境條件安裝空調或避免日光直射。

除(chu)上(shang)述(shu)幾(ji)點(dian)外(wai)，定(ding)期(qi)檢(jian)查(zha)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)空(kong)氣(qi)濾(lv)清(qing)器(qi)及(ji)冷(leng)卻(que)風(feng)扇(shan)也(ye)是(shi)非(fei)常(chang)必(bi)要(yao)的(de)。對(dui)於(yu)特(te)殊(shu)的(de)高(gao)寒(han)場(chang)合(he)，為(wei)防(fang)止(zhi)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)因(yin)溫(wen)度(du)過(guo)低(di)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)，應(ying)采(cai)取(qu)設(she)置(zhi)空(kong)氣(qi)加(jia)熱(re)器(qi)等(deng)必(bi)要(yao)措(cuo)施(shi)。

7電源異常

電源異常大致分以下3種，即缺相、低電壓、停電
，有時也出現它們的混合形式。這些異常現象的主要原因，多半是輸電線路因風、雪
、雷(lei)擊(ji)造(zao)成(cheng)的(de)，有(you)時(shi)也(ye)因(yin)為(wei)同(tong)一(yi)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)內(nei)出(chu)現(xian)對(dui)地(di)短(duan)路(lu)及(ji)相(xiang)間(jian)短(duan)路(lu)。而(er)雷(lei)擊(ji)因(yin)地(di)域(yu)和(he)季(ji)節(jie)有(you)很(hen)大(da)差(cha)異(yi)。除(chu)電(dian)壓(ya)波(bo)動(dong)外(wai)
，有(you)些(xie)電(dian)網(wang)或(huo)自(zi)行(xing)發(fa)電(dian)的(de)單(dan)位(wei)，也(ye)會(hui)出(chu)現(xian)頻(pin)率(lv)波(bo)動(dong)，並(bing)且(qie)這(zhe)些(xie)現(xian)象(xiang)有(you)時(shi)在(zai)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)重(zhong)複(fu)出(chu)現(xian)

，為(wei)保(bao)證(zheng)設(she)備(bei)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)
，對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)也(ye)提(ti)出(chu)相(xiang)應(ying)要(yao)求(qiu)。

如(ru)果(guo)附(fu)近(jin)有(you)直(zhi)接(jie)啟(qi)動(dong)的(de)電(dian)動(dong)機(ji)和(he)電(dian)磁(ci)爐(lu)等(deng)設(she)備(bei)，為(wei)防(fang)止(zhi)這(zhe)些(xie)設(she)備(bei)投(tou)入(ru)時(shi)造(zao)成(cheng)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)，其(qi)電(dian)源(yuan)應(ying)和(he)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)電(dian)源(yuan)分(fen)離(li)

，減(jian)小(xiao)相(xiang)互(hu)影(ying)響(xiang)。

對(dui)於(yu)要(yao)求(qiu)瞬(shun)時(shi)停(ting)電(dian)後(hou)仍(reng)能(neng)繼(ji)續(xu)運(yun)行(xing)的(de)設(she)備(bei)，除(chu)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)價(jia)格(ge)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)外(wai)，還(hai)應(ying)預(yu)先(xian)考(kao)慮(lv)電(dian)機(ji)負(fu)載(zai)的(de)降(jiang)速(su)比(bi)例(li)。當(dang)變(bian)頻(pin)器(qi)和(he)外(wai)部(bu)控(kong)製(zhi)回(hui)路(lu)都(dou)采(cai)用(yong)瞬(shun)間(jian)停(ting)電(dian)補(bu)償(chang)方(fang)式(shi)時(shi)
，失(shi)壓(ya)回(hui)複(fu)後(hou)，通(tong)過(guo)測(ce)速(su)電(dian)機(ji)測(ce)速(su)來(lai)防(fang)止(zhi)在(zai)加(jia)速(su)中(zhong)的(de)過(guo)電(dian)流(liu)。

對(dui)於(yu)要(yao)求(qiu)必(bi)須(xu)連(lian)續(xu)運(yun)行(xing)的(de)設(she)備(bei)，應(ying)對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)加(jia)裝(zhuang)自(zi)動(dong)切(qie)換(huan)的(de)不(bu)停(ting)電(dian)電(dian)源(yuan)裝(zhuang)置(zhi)。像(xiang)帶(dai)有(you)二(er)極(ji)管(guan)輸(shu)入(ru)及(ji)使(shi)用(yong)單(dan)相(xiang)控(kong)製(zhi)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)
，雖(sui)然(ran)在(zai)缺(que)相(xiang)狀(zhuang)態(tai)，但(dan)也(ye)能(neng)繼(ji)續(xu)工(gong)作(zuo)，但(dan)整(zheng)流(liu)器(qi)中(zhong)個(ge)別(bie)器(qi)件(jian)電(dian)流(liu)過(guo)大(da)，及(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)脈(mai)衝(chong)電(dian)流(liu)過(guo)大(da)，若(ruo)長(chang)期(qi)運(yun)行(xing)將(jiang)對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)壽(shou)命(ming)及(ji)可(ke)靠(kao)性(xing)造(zao)成(cheng)不(bu)良(liang)影(ying)響(xiang)
，應(ying)及(ji)早(zao)檢(jian)查(zha)處(chu)理(li)。

8雷擊、感應雷電

雷(lei)擊(ji)或(huo)感(gan)應(ying)雷(lei)擊(ji)形(xing)成(cheng)的(de)衝(chong)擊(ji)電(dian)壓(ya)，有(you)時(shi)也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)損(sun)壞(huai)。此(ci)外(wai)，當(dang)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)一(yi)次(ci)側(ce)帶(dai)有(you)真(zhen)空(kong)斷(duan)路(lu)器(qi)時(shi)
，短(duan)路(lu)開(kai)閉(bi)會(hui)產(chan)生(sheng)較(jiao)高(gao)的(de)衝(chong)擊(ji)電(dian)壓(ya)。為(wei)防(fang)止(zhi)因(yin)衝(chong)擊(ji)電(dian)壓(ya)造(zao)成(cheng)過(guo)電(dian)壓(ya)損(sun)壞(huai)
，通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)在(zai)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)加(jia)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)等(deng)吸(xi)收(shou)器(qi)件(jian)。真(zhen)空(kong)斷(duan)路(lu)器(qi)應(ying)增(zeng)加(jia)RC浪湧吸收器。若變壓器一次側有真空斷路器，應在控製時序上，保證真空斷路器動作前先將變頻器斷開。

變頻器本身的故障自診斷及預防功能

老型號的晶體管變頻器主要有以下缺點：容易跳閘
、不容易再啟動、過負載能力低。由於IGBT及CPU的迅速發展，變頻器內部增加了完善的自診斷及故障防範功能
，大幅度提高了變頻器的可靠性。

如果使用矢量控製變頻器中的“全領域自動轉矩補償功能”，其中的“啟動轉矩不足”
、“環境條件變化造成出力下降”等(deng)故(gu)障(zhang)原(yuan)因(yin)
，將(jiang)得(de)到(dao)很(hen)好(hao)的(de)克(ke)服(fu)。該(gai)功(gong)能(neng)是(shi)利(li)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)內(nei)部(bu)的(de)微(wei)型(xing)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)高(gao)速(su)運(yun)算(suan)，計(ji)算(suan)出(chu)當(dang)前(qian)時(shi)刻(ke)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)轉(zhuan)矩(ju)，迅(xun)速(su)對(dui)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)進(jin)行(xing)修(xiu)正(zheng)和(he)補(bu)償(chang)
，以(yi)抵(di)消(xiao)因(yin)外(wai)部(bu)條(tiao)件(jian)變(bian)化(hua)而(er)造(zao)成(cheng)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)輸(shu)出(chu)轉(zhuan)矩(ju)變(bian)化(hua)。

此外
，由於變頻器的軟件開發更加完善

，可以預先在變頻器的內部設置各種故障防止措施，並使故障化解後，仍能保持繼續運行
，例如：對自由停車過程中的電機進行再啟動
；對內部故障自動複位並保持連續運行；負載轉矩過大時

，能自動調整運行曲線，能夠對機械係統的異常轉矩進行檢測。

造成變頻器故障的原因是多方麵的，隻有在實際中，不斷摸索總結，才能及時消除各種各樣的故障。