变频器常见故障检测

杨丽丽

(龙煤集团双鸭山分公司双阳煤矿，黑龙江 双鸭山 155100)

1 引言

基于生产工艺的要求及节能降耗的趋势，大量的变频器已经在各行业中普遍应用。虽然变频器自身有完善的监测保护功能，但在实际使用中，还是由于种种原因发生故障，不能正常运转而影响生产。下面介绍几种通过测量变频器的外端子确定变频器的内部故障，省事、省时、便于操作，对变频器没有损害，可操作性强。测量中只用到电压和电阻的基本知识，任何电工都可以操作。

2 整流电路的维修

2.1 初步诊断

维修原因:变频器出现了缺相、欠电压报警跳闸，变频器不能正常工作。

故障原因:外电压缺相、整流管缺相、电容滤波不良、限流电阻RL损坏、继电器SL接触不良(损坏)等。

图1

维修方法:首先进行R、S、T电压、直流母线电压测量，用以鉴别问题是出在外电路还是变频器。

测量顺序:先测量RST三相电压(测接线桩)，如正常(三相都为380V，不缺相、不欠压)，再测量直流母线电压(测接线桩)，分负载测量和空载测量。

图2

问题初步判断:

(1)如直流母线电压空载和负载时都在500V左右，整流滤波电路都没问题，问题出在检测电路(误报)。

(2)如空载正常，负载时电压明显下降(低于450V)，整流电路或其他问题。

(3)如空载电压较低，负载电动机不转，电压下降到十几伏，接触器坏。

(4)直流母线无电压，限流电阻断。

2.2 具体损坏器件的外线测量

当我们在测量外电路的电压过程中，如果认为变频器的内部有的器件损坏，可利用测量外线电阻的方法进行确认。在整流电路中，具体器件就是整流桥、滤波电容、制动组件(有时没有)、限流电阻和接触器。用测量直流电阻的方法可有效的确定上述器件的质量问题。

测量表具:指针万用表测量，指针万用表的×100或×10Ω挡，数字万用表的测晶体管挡。

(1)确定整流管的好坏

注意:指针万用表电阻挡的红表笔接内部电池的“—”极;黑表笔接内部电池的“+”极，在测量有极性器件时要注意。

①黑表笔接R、S、T，红表笔接P，测量上桥臂。表针摆动到刻度的3/5，正常，不摆动，断路;摆动到0Ω，管子短路(该现象很少见，因短路电流很大，管子必然烧断)。由此可确定出VD1～VD3哪个管子损坏。

②红表笔接R、S、T，黑表笔接N，测量下桥臂。表针摆动到刻度的3/5，正常，不摆动，断路;摆动到0Ω，管子短路(该现象很少见，因短路电流很大，管子必然烧断)由此可确定出VD4～VD6哪个管子损坏。

图3

(2)测量限流电阻的好坏

当继电器SL损坏，较长时间不能闭合，会造成直流母线电压低，变频器报欠压;限流电阻损坏;

制动电阻的制动选件短路损坏，造成启动时制动电阻并联在直流母线上，将限流电阻烧坏。

限流电阻根据变频器型号不同，有的安装在上母线，有的安装在下母线。在测量整流管时，如果有一臂的三只整流管导通电阻明显增大，则限流电阻坏(限流电阻的正常值在500Ω以下，变频器的功率越大，阻值越小)。

图4

(3)滤波电容的测量

滤波电容在电路中的损坏只有开路或容量下降(短路电容就爆炸了，没有测量的机会)，一般用测量在线电阻的方法很难确定。但在测量整流管的导通电阻时看到表针摆动，这是电容的充电效应。因为电容是多只并联，同时损坏的概率很小。

(4)确定接触器的好坏

接触器的工作原理是线圈通电，触点吸合。如果线圈的驱动电源损坏，会造成触点不闭合。

判断方法:

①开机时能否听到接触器闭合的声音;如果听不到闭合的声音，可能接触器驱动电源坏。

②变频器报欠压，起机时频率上升到1～3Hz时就不再上升，电动机没有输出电流，用电压表测量直流母线电压很低(十几伏～几十伏)，可判断为接触器不吸合。

3 逆变电路的维修

3.1 初步诊断

维修原因:变频器输出出现了缺相、过流、电动机异常报警跳闸，变频器不能正常工作等。

故障原因:电动机有问题，造成过流;变频器逆变电路有问题，造成缺相、输出电压不平衡等。

故障初步确认:首先进行U、V、W电压测量，根据测量数据，进行正确判断。

(1)变频器输出三相电压平衡，变频器没问题。(2)缺相，变频器一个桥臂的开关管损坏。哪一相缺相，对应的那一路上下桥臂开关管损坏。

(3)如输出电压不平衡，去掉电动机，仍不平衡，变频器不平衡相的桥臂开关管性能不良或有一只开关管已经损坏。

3.2 测量逆变开关管的好坏

将变频器输出频率调到3Hz左右，万用表打到×500V直流挡，分别测量:P-U、P-V、P-W及U-N、V-N、W-N之间的直流电压。管子正常时，测出的电压应为1/2UPN，如果哪路电压偏高，则那路IGBT开路或开关不良。

图5

3.3 IGBT测量

在逆变电路中，具体器件就是IGBT和二极管，首先介绍IGBT的工作原理和好坏判断。二极管具有单向导电性，好的IGBT怎么测量都不通。

图6

独立测量:将独立的 IGBT(管子没有接到电路中)，用万用表的×10kΩ挡，黑表笔接C极，红表笔接E极，用手指短路C、G极，表针摆动，管子是好的。

图7

3.4 测量直流电阻确定某个器件的损坏

在逆变电路中，具体器件就是逆变桥。在电路中，IGBT短路的可能性很小，因为一旦短路，强大的电流会很快将其烧断。所以IGBT在电路中损坏是以开路居多。因为IGBT开路对测量6个续流二极管没有影响，所以可以用测量整流管的方法测量6个续流二极管。

测量表具:指针万用表的×100或×10Ω挡，数字万用表的测二极管专用挡。

测量上桥臂:黑笔接UVW接线桩，红笔接P点接线桩，表针摆动到刻度的3/5，正常，不摆动，断路。

测量下桥臂:红表笔接UVW接线桩，黑表笔接N点接线桩。

表针摆动到刻度的3/5，正常，不摆动，断路;摆动到0Ω，管子短路(该现象很少见，因短路电流很大，管子必然烧断)。

结果分析:上、下桥臂只要续流管开路，开关管也坏;续流管不坏，开关管有的也坏。