變頻器由主回路、電源回路、IPM驅(qū)動及保護回路、冷卻風扇等幾部分組成。其結(jié)構(gòu)多為單元化或模塊化形式。由于使用方法不正確或設(shè)置環(huán)境不合理，將容易造成變頻器誤動作及發(fā)生故障，或者無法滿足預期的運行效果。為防患于未然，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、接觸器等元件組成。其中許多常見故障是由電解電容引起。電解電容的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內(nèi)部溫度所決定，在回路設(shè)計時已經(jīng)選定了電容器的型號，所以內(nèi)部的溫度對電解電容器的壽命起決定作用。電解電容器會直接影響到變頻器的使用壽命，一般溫度每上升10 ℃，壽命減半。因此一方面在安裝時要考慮適當?shù)沫h(huán)境溫度，另一方面可以采取措施減少脈動電流。采用改善功率因數(shù)的交流或直流電抗器可以減少脈動電流，從而延長電解電容器的壽命。
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，當靜電容量低于額定值的80%，絕緣阻抗在5 MΩ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(xiàn)象：變頻器在加速、減速或正常運行時出現(xiàn)過電流跳閘。
首先應區(qū)分是由于負載原因，還是變頻器的原因引起的。如果是變頻器的故障，可通過歷史記錄查詢在跳閘時的電流，超過了變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設(shè)定值，而三相電壓和電流是平衡的，則應考慮是否有過載或突變，如電機堵轉(zhuǎn)等。在負載慣性較大時，可適當延長加速時間，此過程對變頻器本身并無損壞。若跳閘時的電流，在變頻器的額定電流或在電子熱繼電器的設(shè)定范圍內(nèi)，可判斷是IPM模塊或相關(guān)部分發(fā)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(cè)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(qū)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(qū)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(qū)動電路部分故障，發(fā)生這些故障的原因，多是由于外部灰塵進入變頻器內(nèi)部或環(huán)境潮濕引起。
3、控制回路故障分析
控制回路影響變頻器壽命的是電源部分，是平滑電容器和IPM電路板中的緩沖電容器，其原理與前述相同，但這里的電容器中通過的脈動電流，是基本不受主回路負載影響的定值，故其壽命主要由溫度和通電時間決定。由于電容器都焊接在電路板上，通過測量靜電容量來判斷劣化情況比較困難，一般根據(jù)電容器環(huán)境溫度以及使用時間，來推算是否接近其使用壽命。
電源電路板給控制回路、IPM驅(qū)動電路和表面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(guān)電源再分別整流而得到的。因此，某一路電源短路，除了本路的整流電路受損外，還可能影響其他部分的電源，如由于誤操作而使控制電源與公共接地短接，致使電源電路板上開關(guān)電源部分損壞，風扇電源的短路導致其他電源斷電等。一般通過觀察電源電路板就比較容易發(fā)現(xiàn)。
邏輯控制電路板是變頻器的核心，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大規(guī)模集成電路，具有很高的可靠性，本身出現(xiàn)故障的概率很小，但有時會因開機而使全部控制端子同時閉合，導致變頻器出現(xiàn)EEPROM故障，這只要對EEPROM重新復位就可以了。
IPM電路板包含驅(qū)動和緩沖電路，以及過電壓、缺相等保護電路。從邏輯控制板來的PWM信號，通過光耦合將電壓驅(qū)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。
4、冷卻系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng)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(chǎn)生震動，噪聲增大最后停轉(zhuǎn)，變頻器出現(xiàn)IPM過熱跳閘。冷卻風扇的壽命受陷于軸承，大約為10000～35000 h。當變頻器連續(xù)運轉(zhuǎn)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(chǎn)品的風扇只在變頻器運轉(zhuǎn)時而不是電源開啟時運行。
5、外部的電磁感應干擾
如果變頻器周圍存在干擾源，它們將通過輻射或電源線侵入變頻器的內(nèi)部，引起控制回路誤動作，造成工作不正?；蛲C，嚴重時甚至損壞變頻器。減少噪聲干擾的具體方法有：變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控制線圈上，加裝防止沖擊電壓的吸收裝置，如RC浪涌吸收器，其接線不能超過20 cm；盡量縮短控制回路的配線距離，并使其與主回路分離；變頻器控制回路配線絞合節(jié)距離應在15 mm以上，與主回路保持10 cm以上的間距；變頻器距離電動機很遠時（超過100 m），這時一方面可加大導線截面面積，保證線路壓降在2%以內(nèi)，同時應加裝變頻器輸出電抗器，用來補償因長距離導線產(chǎn)生的分布電容的充電電流。變頻器接地端子應按規(guī)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(shè)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(huán)境
變頻器屬于電子器件裝置，在其說明書中有詳細安裝使用環(huán)境的要求。在特殊情況下，若確實無法滿足這些要求，必須盡量采用相應抑制措施：振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因，對于振動沖擊較大的場合，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銹蝕、接觸不良、絕緣降低而形成短路，作為防范措施，應對控制板進行防腐防塵處理，并采用封閉式結(jié)構(gòu)；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(jù)裝置要求的環(huán)境條件安裝空調(diào)或避免日光直射。
除上述幾點外，定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風扇也是非常必要的。對于特殊的高寒場合，為防止微處理器因溫度過低不能正常工作，應采取設(shè)置空氣加熱器等必要措施。
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(xiàn)它們的混合形式。這些異常現(xiàn)象的主要原因，多半是輸電線路因風、雪、雷擊造成的，有時也因為同一供電系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)對地短路及相間短路。而雷擊因地域和季節(jié)有很大差異。除電壓波動外，有些電網(wǎng)或自行發(fā)電的單位，也會出現(xiàn)頻率波動，并且這些現(xiàn)象有時在短時間內(nèi)重復出現(xiàn)，為保證設(shè)備的正常運行，對變頻器供電電源也提出相應要求。
出現(xiàn)過載的主要原因
1、機械設(shè)備負荷過重。主要特征表現(xiàn)為發(fā)熱，可通過變頻器面板顯示屏上讀取運行電流來判斷。大部分變頻器會顯示OL報警。
2、輸出三相不平衡，其中某相的運行電流過大，導致過載跳閘。其特點是電動機發(fā)熱不均衡。
3、錯誤動作，變頻器內(nèi)部的電流檢測部分發(fā)生誤過載故障，檢測出的電流信號偏大，導致跳閘。
檢查維修方法
1、檢查電動機是否發(fā)熱，如果電動機溫升不高，則應先檢查變頻器的熱保護功能設(shè)置的是否合理。如變頻器尚有裕量，則應調(diào)大電子熱保護功能的預設(shè)值。
如果電動機的溫升過高，這時的過載是屬于正常過載，則說明是電動機負荷過重。這時，首先應看能否適當加大傳動比，以減輕電動機軸上的負荷。如能夠加大，則加大傳動比；如果傳動比無法加大，則應加大電動機的容量。
2、檢查電動機側(cè)三相電壓是否平衡，如果電動機側(cè)的三相電壓不平衡，則應再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡，如果也不平衡，則問題在變頻器內(nèi)部發(fā)生故障，就必須對變頻器維修。
如果電動機側(cè)三相電壓平衡，則應了解跳閘時的工作頻率。如果工作頻率較低，又未用矢量控制（或無矢量控制），則首先降低V/f比。如果降低后仍能帶動負載，則說明原來設(shè)置的V/f比過高，勵磁電流的峰值偏大，可通過降低V/f比來減小電流；如果降低后帶不動負載了，則應考慮加大變頻器的容量；如果變頻器有矢量控制功能，則應采用矢量控制方式。
一直都聽別人說變頻器能省電，說的人多了也就接受了，但一直沒弄懂變頻器為什么能省電，同時又能省多少，是高頻省的多還是低頻省的多？
而且還有如下幾個疑問：
1、如果兩個一模一樣的電機都工作在50HZ的工頻狀態(tài)下，一個使用變頻器，一個沒有，同時轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機的額定狀態(tài)下，那么變頻器還能省電嗎？能省多少呢？
2、如果這兩個電機的扭矩沒有達到電機的額定扭矩狀態(tài)下工作（頻率，轉(zhuǎn)速還是一樣50HZ），有變頻器的那個能省多少電？
3、同樣的條件，空載狀態(tài)下能省多少，這三種狀態(tài)下哪個省的更多？
答：變頻器可以省電這是不可磨滅的事實，在某些情況下可以節(jié)電40％以上，但是某些情況還會比不接變頻器浪費！
變頻器是通過輕負載降壓實現(xiàn)節(jié)能的，拖動轉(zhuǎn)距負載由于轉(zhuǎn)速沒有多大變化，即便是降低電壓，也不會很多，所以節(jié)能很微弱，但是用在風機環(huán)境就不同了，當需要較小的風量時刻，電機會降低速度，我們知道風機的耗能跟轉(zhuǎn)速的1．7次方成正比，所以電機的轉(zhuǎn)距會急劇下降，節(jié)能效果明顯。如果我們用在油井上，就會因為在返程使用制動電阻白白浪費很多電能反而更廢電（公眾號：泵管家）。
當然，如果環(huán)境要求必須調(diào)速，變頻器節(jié)能效果還是比較明顯的。不調(diào)速的場合變頻器不會省電，只能改善功率因數(shù)。
1、如果兩個一模一樣的電機都工作在50HZ的工頻狀態(tài)下，一個使用變頻器，一個沒有，同時轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機的額定狀態(tài)下，那么變頻器還能省電嗎？能省多少呢？
答：對于這種情況，變頻器只能改善功率因數(shù)，并不能節(jié)省電力。
2、如果這兩個電機的扭矩沒有達到電機的額定扭矩狀態(tài)下工作（頻率，轉(zhuǎn)速還是一樣50HZ），有變頻器的那個能省多少電？
答：如果使用了自動節(jié)能運行，這個時刻變頻器能降壓運行，可以節(jié)省部分電能，但是節(jié)電不明顯。
3、同樣的條件，空載狀態(tài)下能省多少，這三種狀態(tài)下哪個省的更多？
答：拖動型負載空載狀態(tài)也節(jié)省不了多大的電能。
比如關(guān)于“閉環(huán)控制”如是說。我認為有討論的空間。文中的閉環(huán)概念太狹義了。閉環(huán)控制不僅僅是轉(zhuǎn)速傳感器反饋才算數(shù)。矢量控制時的頻率控制就是閉環(huán)控制，而且是裝置內(nèi)部的閉環(huán)控制，V／F控制才屬于開環(huán)控制，另外還有溫度、壓力、流量等等物理量的PID調(diào)節(jié)器反饋控制，都是閉環(huán)控制的范疇。而且都是可以通過變頻器調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。不應該將閉環(huán)控制概念解釋得那么窄。
再比如，制動的概念，那種解釋就象廢話一樣，玩弄文字游戲，說了等于沒說一樣。
1.變頻不是到處可以省電，有不少場合用變頻并不一定能省電。
2.作為電子電路，變頻器本身也要耗電（約額定功率的3－5％）。
3.變頻器在工頻下運行，具有節(jié)電功能，是事實。但是他的前提條件是：
第一，大功率并且為風機／泵類負載；
第二，裝置本身具有節(jié)電功能（軟件支持）；
第三，長期連續(xù)運行。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個條件。
除此之外，無所謂節(jié)不節(jié)電，沒有什么意義。如果不加前提條件的說變頻器工頻運行節(jié)能，就是夸大或是商業(yè)炒作。知道了原委，你會巧妙的利用他為你服務。一定要注意使用場合和使用條件才好正確應用，否則就是盲從、輕信而“受騙上當”。
4.采用變頻器運轉(zhuǎn)時，電機的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣？
采用變頻器運轉(zhuǎn)，隨著電機的加速相應提高頻率和電壓，起動電流被限制在150％額定電流以下（根據(jù)機種不同，為125％～200％）。用工頻電源直接起動時，起動電流為6～7倍，因此，將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動（起動時間變長）。起動電流為額定電流的1．2～1．5倍，起動轉(zhuǎn)矩為70％～120％額定轉(zhuǎn)矩；對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強功能的變頻器（公眾號：泵管家），起動轉(zhuǎn)矩為100％以上，可以帶全負載起動。
5.在同一工廠內(nèi)大型電機一起動，運轉(zhuǎn)中變頻器就停止，這是為什么？
電機起動時將流過和容量相對應的起動電流，電機定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓降，電機容量大時此壓降影響也大，連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷，因而有時保護功能（IPE）動作，造成停止運轉(zhuǎn)。
6.裝設(shè)變頻器時安裝方向是否有限制。
變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的，上下的關(guān)系對通風也是重要的，因此，對于單元型在盤內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位，盡可能垂直安裝。
7.不采用軟起動，將電機直接投入到某固定頻率的變頻器時是否可以？
在很低的頻率下是可以的，但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動的條件相近。將流過大的起動電流（6～7倍額定電流），由于變頻器切斷過電流，電機不能起動。
8.電機超過60Hz運轉(zhuǎn)時應注意什么問題？
?。?）機械和裝置在該速下運轉(zhuǎn)要充分可能（機械強度、噪聲、振動等）。
?。?）電機進入恒功率輸出范圍，其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維持工作（風機、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加，所以轉(zhuǎn)速少許升高時也要注意）。
?。?）產(chǎn)生軸承的壽命問題，要充分加以考慮。
?。?）對于中容量以上的電機特別是2極電機，在60Hz以上運轉(zhuǎn)時要與廠家仔細商討。
9.變頻器可以傳動齒輪電機嗎？
根據(jù)減速機的結(jié)構(gòu)和潤滑方式不同，需要注意若干問題。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通?？煽紤]70～80Hz為最大極限，采用油潤滑時，在低速下連續(xù)運轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。
10.變頻器能用來驅(qū)動單相電機嗎？可以使用單相電源嗎？
機基本上不能用。對于調(diào)速器開關(guān)起動式的單相電機，在工作點以下的調(diào)速范圍時將燒毀
輔助繞組；對于電容起動或電容運轉(zhuǎn)方式的，將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相，但對于小容量的，也有用單相電源運轉(zhuǎn)的機種。
11.變頻器本身消耗的功率有多少？
它與變頻器的機種、運行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān)，但要回答很困難。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94％～96％，據(jù)此可推算損耗，但內(nèi)藏再生制動式（FR－K）變頻器，如果把制動時的損耗也考慮進去，功率消耗將變大，對于操作盤設(shè)計等必須注意。
12.為什么不能在6～60Hz全區(qū)域連續(xù)運轉(zhuǎn)使用？
一般電機利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進行冷卻，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱，必須降低在低速下的負載轉(zhuǎn)矩，或采用容量大的變頻器與電機組合，或采用專用電機。
13.使用帶制動器的電機時應注意什么？
制動器勵磁回路電源應取自變頻器的輸入側(cè)。如果變頻器正在輸出功率時制動器動作，將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動器動作。
14.想用變頻器傳動帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機，電機卻不動，清說明原因
變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器，由于其充電電流造成變頻器過電流（OCT），所以不能起動，作為對策，請將電容器拆除后運轉(zhuǎn)，甚至改善功率因數(shù)，在變頻器的輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的。
15.變頻器的壽命有多久？
變頻器雖為靜止裝置，但也有像濾波電容器、冷卻風扇那樣的消耗器件，如果對它們進行定期的維護，可望有10年以上的壽命。
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