浅谈变频器电压类故障分析与检修

摘 要：随着工业自动化程度的不断提高与快速发展，变频器在企业生产过程生产中的应用越来越广泛，其功能越来越强大，可靠性也相应地在提高。但是，在使用过程中若操作不当，使用后维护跟不上，就可能出现故障而导致无法正常运行。因此，变频器的日常维护与检修工作就尤为重要。本文就变频器在运行时产生的电压类故障分析与检修方法作一介绍。

关键词：变频器 故障 过电压 欠电压

变频器在运行时产生的电压类故障可分为过压故障和欠压故障两大类。在进行故障检修前，必须保证设备总电源全部切断；并且在变频器显示完全消失的3-30分钟（根据变频器的功率）等待电容放电完毕后再进行，切不可停机后立即进行检修。因变频器在额定运行时，其直流母线电压可达到1000V左右，且滤波所用电解电容器的数量高达约120个之多，单个电容器容量约6800μF，电容器总电荷储存量很大，变频器断电后，需等待电容模块前的电压平衡电阻将电容放电后，以确保检修时人身与设备的安全。

一、过电压故障分析与检修

1.过电压（OU）

变频器在使用过程中，其过电压故障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。若线电压以380V计算，则平均直流电压是线电压的1.35倍等于513V。一旦出现过电压，此时直流母线的储能电容将被充电，过电压检出值约为800VDC，当电压充电电压上升至过电压检出值时，变频器过电压电路保护动作。也就是说，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，变频器就很可能损坏。

变频器常见的过电压有OU1加速过电压、 OU2减速过电压、OU3恒速过电压三类。通常情况下，过电压报警出现在停机的时候较多，产生该故障的主要原因有两种情况，一是减速时间太短；二是没有安装制动电阻及制动单元。变频器出现该故障存在三种情况，第一种情况是，在雷雨天气时。由于雷电通过线路串入变频器的电源中，导致变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸，该种情况通常只需断开变频器电源 1分钟左右后，再接通电源即可复位。第二种情况是，变频器驱动大惯性负载时，变频器减速时间设置过小。在这种情况下，变频器的减速停止属于再生制动，变频器在停止过程中的输出频率按线性下降，而负载电机的频率高于变频器的输出频率，此时负载电机处于发电状态，电能被变频器直流侧的平波电容吸收，变频器直流侧的电压就会超过直流母线的最大电压而跳闸。对于该情况，一是重新设置减速时间参数；二是增大制动电阻及安装制动单元；三是重新设置变频器的停止方式为“自由停车”。第三种情况是，变频器不能带负载启动，而在电机空载情况下能正常工作。该种情况通常出现在恒转矩负载上，原因是变频器直流回路电压升高，超过其保护值而出现故障，需重点检查变频器加、减速时间的设定或提升转矩功能。

2.实例：

故障现象：一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU”。

故障分析与维修：在修这台机器之前，首先要搞清楚“OU”报警的原因，这是因为变频器减速时，电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快，转子的电动势和电流增 大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流向直流环节，使直流母线电压升高所致，故我们着重检查制动回路，测量放电电阻没有问题，在测量制动管（ET191）时发现已击穿，更换后上电运行，之后快速停车都没有问题了。

二、欠压故障分析与检修

1.欠电压（LU）

变频器在使用过程中也经常遇见欠电压的问题。产生该问题的主要原因有三个方面，一方面是变频器主回路母线电压太低（220V系列低于下限电压200V，380V系列低于下限电压400V），造成电压低有两种情况，一是整流桥电路某一路损坏；二是三路可控硅电路中有工作不正常的，这两种情况都有可能导致欠压故障的出现；二方面是主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面时，也有可能导致欠压；三方面就是电压侦测电路发生故障而出现欠压问题。

变频器品牌、种类繁多，多数变频器的母线电压下限为400V，当变频器直流母线电压降至400VDC以下时，便自动显示直流母线低电压故障。

2.实例：

故障现象： 一台中达VFD -B型22kW变频器，在带载运行中，易报LU欠电压故障而停机保护。空载运行，有时也报故障。据现场操作人员介绍，晚上供电电压高时，不报故障，白天供电电压低于360V时，即报欠电压故障。

故障分析与检修：通过故障现象分析，电压检测电路应该基本上正常，可能存在相关保护参数设置不当，或储能电容容量减小，带载时引起直流电压跌落的故障。调看相关参数设置，没有问题。现场测试P、N端子的直流电压，与调出的面板显示值相对比，发现显示值比实际值偏小，可以确定直流回路的储能电容没有问题，故障原因应该还在电压检测电路本身。测U12的1脚输出电压值，比正常值2.8V偏低，仅为2.4V，输入电源电压稍为下降，便报欠电压故障保护停机。检测U12等相关电路，没有发现故障元件；测量R91左端排线端子DJP1的6脚，电压检测的正常值应为-13. 5V左右，实测值为11V左右，判断电源驱动板上的前置电压检测电路异常；由开关变压器DT1绕组取出的电压检测信号，经二极管DD20整流后，再经DR47、DC32滤波后，送往后级电路，怀疑因DC32漏电，导致信号电压降低。拆下DC32后，测电压检测信号上升为-13. 1V，用0.1μF涤纶电容代换DC32，故障修复。

结语

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作電源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器的故障多种多样，通常情况下，出现故障后操作面板LED会显示一个故障代码，每一款变频器的故障代码表示的信息不尽相同，需要查看对应的变频器说明书。本文是通过维修变频器时遇到常见的电压类故障，针对不同的故障分析其原因，找出相应的检修方法。

作者简介

张应金，男 ，1973年7月，籍贯：河南省信阳市，现供职单位：河南化工技师学院，职称：讲师，研究方向：电工与电子endprint