机床变频器的常见故障处理措施

陈文健

摘要：变频器在机床上被广泛应用，文章结合作者的实践经验，介绍了变频器在使用与调试过程中常见故障的检查与处理方法。

关键词：机床变频器；故障处理；电机修理

中图分类号：TG519文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）08-0028-02

一、变频器在机床上的应用

频率是电机供电电源的电信号，所以该值能够在带年纪的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由控制，改变频率和电压是最优的电机控制方法，因此以控制频率为目的的变频器，是电机调速系统的优选设备，在机床上，通常都使用交—直—交电压型变频器来控制电机的运行及调速。

二、电机保持不转

当给出电机启动信号时，电机保持不转，这种情况是由多种原因造成的，所以要有条不紊地进行分析，逐一进行排查，以求对症下药。

1．检查变频器有无报警。报警号为E.LF时，表示变频器输出则电机欠相。断开电源后，先检查电机的接线是否正确，是否有三相接线不牢靠的，如果链接正确，摘下电机的接线，将万用表到电阻档，检查电机绕组是否存在故障，绕组用表调到电阻挡，价差电机绕组是否存在故障，绕组故障常见的有绕组接地，短路、开路。对星形揭发的电机分别测量个绕组首段与星形中心点之间的电阻，对三角形揭发的电机分别测量其中两相绕组，如果电机内部绕组接地或短路故障，就表现为欠佳，修复好电机的故障或直接更换一个好的电机接到变频器上。变频器的报警就消除了。

报警号为E.THM时，表示电机过负荷断路，报警号为E.THT时，表示变频器过负荷断路，线检查电机的功率是否和变频器容量相匹配，在检查变频器参数中的电机容量，计数设置是否正确，如果以上都没问题，最后的办法是拆开电机侧的接线，看是否存在绕组接线错误，是否将星形或三角形接正确。

2．检查变频器参数启动频率的设置。三棱变频起有关频率的参数很多，启动频率参数为P13，如果设定的运行频率小于P13的设定值，变频器将不能启动，所以P13的设定值不能太大，一般0.5HZ即可。

3．检查变频器参数操作模式的设置。三棱变频器的操作模式选择参数为P79，当P79设置为1时，为PU操作模式，即从PU直接设定或通过变频的操作面板来调节输入模拟，即从PU直接设定或通过变频器的操作来调节输入模拟电压的大小，当P79设置为2时，为外部操作模式，即通过外部电压器或者数控机床的操作面板来输入模拟电压的大小，当P79设置为3时，为外部/PU组合操作模式，即启动喜好通过外部按钮来输入，而运行频率从PU直接设定或通过变频器的草组面板来调试，如果其设置不正确，无法采集到来自外部的启动信号或者模拟电压，就会引起电机不转的现象，所以，一定要搞清变频器的操作模式。

三、变频器过压类故障

变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35，U线＝513V。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压保护动作。因此，变频器都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常见的过电压有以下两类：

1．输入交流电源过压。这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在节假日负载较轻，电压升高或降低而线路出现故障，此时最好断开电源，进行检查、处理。

2．发电类过电压。这种情况出现的概率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态，而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一故障：（1）当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设的比较小，在减速过程中，变频器输出的速度比较快，而负载靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈单元，因而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值，出现故障，而纸机中经常发生在干燥部分，处理这种故障可以增加再生制动单元，或者修改变频器参数，把变频器减速时间设的长一些。增加再生制动单元功能包括能量消耗型，并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统，这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态，产生再生能量，这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。（2）多个电动施动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要是由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态，引起故障。在纸机经常发生在榨部及网部，处理时需加负荷分配控制，可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。

四、按下启动按钮，电机不转，按下停止按钮，电机低速运转至准停

这个现象看似麻烦，实际等同于故障一中的第三种情况下的电机不转，是外部的启动信号或者模拟电压没有送入变频起，所以电机才没有转起来，而按下停止按钮时收到了来自PLC的停止信号，才会按预设的低速频率运转直至准停。

五、电机运行时，频率与设置不一致

1．线检查机床参数设置中传动比的数值是否正确，传动比即电机转速想对主轴转速的比值，如果和实物不一致，就会出现变频起现实的频率与对应的转速紊乱的现象

2．如果传动比是正确的，在检查变频器有关电压输入的参数P73。P73可以选择模拟输入端子规格，例如SIEMENS和FANUC数控系统给变频器的模拟电压为0～5V，三棱数控系统为0～10V，而三棱PC机为0～5V。如果使用的是三棱数控系统，而三棱PC机为0～5V，而变频器的出厂设定P73的默认值为1时就会出现前者所述的现象，如果使用的三棱PC机，而误将P73设定为2（即0～10V）就会出现后者所述的现象。要根据所使用的控制系统，来选择变频器输入电压的规格，就不会出现实际运行频率和预设设置不统一的现象。

六、电机由低速至停止时，找不到准确的停止位置

在机床中，通常由于被加工的特殊性，要求共建旋转电机每次停止的位置都是固定且准确的，会有一个准确开关。电机停止时，由高速运行先转为低速运行，旋转过程扫描到准停确认开关后若干秒，就会停止在准停位置，而我们在调试过程中经常会遇到旋转电机停不到准停位置，或者每次停的位置在准停确认开关面一点。

电机从低速到准停过程有两个相关因素：

1．低速频率的表现。先检查变频器参照数下先频率P2的预设值，如果P2的设定值超过低速运行时的设定频率，电机低速运行换的速度就降不下来，通常设定P2的值为0～0.5hz，三棱变频器的低速频率参数为P6。可以将其适当减小后再试一试，通常为1.5～2.5HZ。

2．减速时间（下降坡度时间）的表现。三棱变频器的减速时间参数P8如果低速时的速度和频率已经降的很低，还是找不到准停位置，这时可以再将P8适当增大，通常为1.5～2S，这样电机由高速转为低速时，有足够低的速度和时间去s扫描准停确认开关，一般不会再有问题。