高壓大功率變頻器常見故障處理

1、高壓大功率變頻器的常見故障處理高壓大功率變頻器的常見故障處理輕故障與重故障輕故障與重故障變頻器的報(bào)警匯總變頻器的報(bào)警匯總變頻器保護(hù)定值變頻器保護(hù)定值輕故障出現(xiàn)時(shí)變頻器的處理輕故障出現(xiàn)時(shí)變頻器的處理重故障出現(xiàn)時(shí)變頻器的處理重故障出現(xiàn)時(shí)變頻器的處理故障排除的思路故障排除的思路典型故障分析及案例典型故障分析及案例總結(jié)總結(jié)輕故障與重故障輕故障與重故障輕故障：不影響變頻器運(yùn)行的故障單元旁路、變壓器輕度過熱、柜門連鎖故障、單元柜風(fēng)機(jī)故障、環(huán)境溫度過熱、電機(jī)輕度過載、UPS輸入掉電、工控機(jī)故障等問題 重故障：出現(xiàn)后變頻器立即停機(jī)并切斷輸入側(cè)高壓的故障旁路單元數(shù)目超過設(shè)定值、變壓器嚴(yán)重過熱、控制器不就緒、設(shè)定

2、禁止開門而柜門開啟、閉環(huán)運(yùn)行時(shí)給定和反饋掉線 、變頻器過流等問題輕故障匯總單元旁路（以下情況，功率單元可以旁路運(yùn)行：功率單元輸入缺相、功率單元過熱、功率單元直流母線欠壓、功率單元驅(qū)動(dòng)故障、功率單元電源故障；）；控制電源掉電；變壓器輕度過熱130；在高壓就緒的情況下，風(fēng)機(jī)故障；電機(jī)120過載；DCS模擬給定掉線；環(huán)境溫度過于40運(yùn)行中柜門打開（可設(shè)定為重故障）重故障匯總變壓器嚴(yán)重過熱140；電機(jī)150過流；系統(tǒng)故障（以下情況，可以引起系統(tǒng)故障：高壓失電、旁路級(jí)數(shù)超過設(shè)定值、功率單元直流母線過壓、功率單元光纖故障）； 保護(hù)定值保護(hù)定值 過載保護(hù)：電機(jī)額定電流的120，每十分鐘允許1分鐘（反時(shí)限特性

3、），超過則保護(hù)停機(jī)。過流保護(hù)：電機(jī)額定電流的150，允許3秒鐘，超過則立即保護(hù)停機(jī)。變頻器輸出電流超過電機(jī)額定電流的200，在10微秒內(nèi)保護(hù)停機(jī)。過壓保護(hù)：檢測(cè)每個(gè)功率模塊的直流母線電壓，如果超過額定電壓的115，則變頻器停機(jī)。欠壓保護(hù)：檢測(cè)每個(gè)功率模塊的直流母線電壓，如果低于設(shè)定的數(shù)值（65Un 15s，完全失電3s），則變頻器停機(jī)。 變壓器部分變壓器部分過熱保護(hù)定值過熱保護(hù)定值 a、變頻器柜體設(shè)置溫度檢測(cè)，當(dāng)環(huán)境溫度超過40時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。b、在主要發(fā)熱元件上設(shè)置溫度檢測(cè)，一旦超過設(shè)定跳機(jī)溫度805 ，則保護(hù)停機(jī)。c、對(duì)整流變壓器進(jìn)行溫度保護(hù)，130時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，變頻器可繼續(xù)運(yùn)行；14

4、0時(shí)發(fā)出跳閘信號(hào)，變頻器停機(jī)。d、整流變壓器溫控儀可以控制變壓器散熱風(fēng)機(jī)啟停，80時(shí)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，75時(shí)停止風(fēng)機(jī)。 輕故障出現(xiàn)時(shí)變頻器的處理輕故障出現(xiàn)時(shí)變頻器的處理輕故障發(fā)生時(shí)，變頻器給出間歇的間歇的“音響音響報(bào)警報(bào)警”和間斷的和間斷的“故障指示故障指示”。報(bào)警狀態(tài)下，如果用戶發(fā)出“報(bào)警解除”指令，則系統(tǒng)撤消“音響報(bào)警”信號(hào)。對(duì)于輕故障的發(fā)生，變頻器不作記憶鎖存處理。故障存在時(shí)報(bào)警，如果故障自行消失，則報(bào)警自動(dòng)取消。需要提醒用戶注意的是，雖然輕故障不會(huì)立即導(dǎo)致停機(jī)，但也應(yīng)及時(shí)采取處理措施，以免演變?yōu)橹毓收涎葑優(yōu)橹毓收稀Ｈ鏤PS輸入掉電 重故障出現(xiàn)時(shí)變頻器的處理重故障出現(xiàn)時(shí)變頻器的處理重故障發(fā)生時(shí)，

5、變頻器給出連續(xù)的連續(xù)的“音響報(bào)警音響報(bào)警”、“高壓急切高壓急切”以及以及“緊急停機(jī)緊急停機(jī)”指令指令。用戶可以用“報(bào)警解除”按鈕清除報(bào)警的音響信號(hào)，但變頻器保保持持“高壓急切”以及“緊急停機(jī)”指令。 重故障發(fā)生后，系統(tǒng)作記憶處理。故障一旦發(fā)生，變頻器報(bào)警并自動(dòng)跳閘停機(jī)。如果故障自行消失，“高壓急切”以及“緊急停機(jī)”等指令也都一直保持，故障原因被記錄。只有故障徹底排除，并且用“系統(tǒng)系統(tǒng)復(fù)位復(fù)位”按鈕將系統(tǒng)復(fù)位后才能重新開機(jī)。 功率模塊的保護(hù)過壓欠壓缺相過熱光纖驅(qū)動(dòng)變頻器功率模塊與主控系統(tǒng)的通訊電源由單元本身的直流母線提供功率模塊內(nèi)部控制電源的提供460V模塊，直流母線電壓約為700V高壓DC-D

6、C，轉(zhuǎn)換為15V電源700V模塊，直流母線電壓約為1000V高壓DC-DC技術(shù)難度較大解決方案：保護(hù)定值：超過額定電壓的115直流母線過電壓直流母線過電壓 檢測(cè)元件：?jiǎn)卧刂瓢逶颍焊邏弘娫凑虿▌?dòng)是否超過允許值；如果是減速時(shí)過電壓，請(qǐng)適當(dāng)加大變頻器的減速時(shí)間設(shè)定值。接線螺栓的松動(dòng)和打火、單元控制板損壞 過電壓案例 某鋼鐵公司有我公司一臺(tái)6kV800kW變頻器，定貨時(shí)要求變頻器輸入電壓為6kV.設(shè)備交付用戶使用后，在白天運(yùn)行正常，在夜間容易出現(xiàn)高電壓保護(hù)跳機(jī)。進(jìn)入夏季后又恢復(fù)正常。直流母線欠電壓檢測(cè)元件：?jiǎn)卧刂瓢鍎?dòng)作時(shí)間：延時(shí)20s故障原因： 負(fù)向波動(dòng)是否超過該允許值高壓開關(guān)是否掉閘整流變壓

7、器副邊是否短路接線螺栓是否緊固和斷裂檢查功率單元三相進(jìn)線是否松動(dòng)功率單元三相進(jìn)線熔斷器是否完好。接線螺栓的松動(dòng)和打火單元控制板損壞也可能引起單元直流母線欠電壓。模塊欠壓處理案例廣東某電廠啟動(dòng)給水泵時(shí)導(dǎo)致6kV電網(wǎng)電壓跌落，變頻器報(bào)模塊欠壓旁路單元過熱 保護(hù)定值：805保護(hù)器件：散熱片溫度繼電器單元過熱的分析請(qǐng)檢查環(huán)境溫度是否超過允許值單元柜風(fēng)機(jī)是否正常工作進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口是否暢通濾網(wǎng)裝置是否長(zhǎng)時(shí)間過載運(yùn)行最后檢查功率單元控制板和溫度繼電器是否正常現(xiàn)場(chǎng)處理：可將溫度繼電器檢測(cè)點(diǎn)在單元控制板短接，退出保護(hù)單元缺相 檢測(cè)元件：功率單元控制板動(dòng)作時(shí)間：延時(shí)3s缺相高壓進(jìn)線變壓器二次功率模塊光纖板主控板界

8、面缺相保護(hù)的處理請(qǐng)檢查輸入的高壓開關(guān)是否掉閘整流變壓器副邊是否短路接線螺栓是否緊固或斷裂檢查功率單元三相進(jìn)線是否松動(dòng)功率單元三相進(jìn)線熔斷器是否完好有時(shí)變頻器在斷電時(shí)會(huì)報(bào)出缺相，屬正常現(xiàn)象，直接復(fù)位即可。 缺相故障案例設(shè)備運(yùn)行中，突然停機(jī)，就地檢查發(fā)現(xiàn)界面顯示A5缺相，用戶高壓開關(guān)內(nèi)有2相保險(xiǎn)損壞。光纖故障 單元控制板控制器光纖板主控板光纖對(duì)調(diào)使用光纖的注意事項(xiàng)光連接頭與光纖線連接部分的彎折半徑不要小于30 mm，這是所容許的最小彎折半徑。 避免對(duì)光纖線施加80N (8.2kgf)或更大的拉力。哪怕是瞬間的超出范圍的拉力，都可能對(duì)光纖造成永久的損壞 不要扭絞光纖線 在連接光纖線時(shí)，注意光連接頭應(yīng)

9、垂直插入光連接插座，不要有傾斜的角度。還有，光連接頭連接好時(shí)，藍(lán)、灰色部分應(yīng)全部插入光插座內(nèi)。 裝過程中，應(yīng)避免出現(xiàn)可能的造成光纖線扭絞的情況 光纖故障的處理請(qǐng)檢查功率單元控制電源是否正常（正常時(shí)，L1綠色指示燈發(fā)光）功率單元以及控制器的光纖連接頭是否脫落光纖是否折斷、漏光光纖是否被灰塵蒙蔽有時(shí)變頻器在斷電時(shí)會(huì)報(bào)出單元元光纖通訊故障，屬正?，F(xiàn)象，直接復(fù)位即可。驅(qū)動(dòng)故障驅(qū)動(dòng)板、單元控制板電流過大IGBT的損壞電解電容及IGBT的損壞主要是由于不均壓造成的，這包括動(dòng)態(tài)均壓及靜態(tài)均壓。在使用日久的變頻器中，由于某些電容的容量減少而導(dǎo)致整個(gè)電容組的不均壓，分擔(dān)電壓高的電容肯定要炸裂。IGBT的損壞主要

10、是由于母線尖蜂電壓過高而緩沖電路吸收不力造成的。在IGBT導(dǎo)通與關(guān)斷過程中，存在著極高的電流變化率，即 di/dt，而加在IGBT上的電壓即為U=L* di/dt其中L即為母線電感，當(dāng)母線設(shè)計(jì)不合理，造成母線電感過高時(shí)，即會(huì)使模塊承擔(dān)的電壓過高而擊穿，擊穿的瞬間大電流造成模塊炸裂，所以減小母線電感是作好變頻器的關(guān)鍵。我們改進(jìn)電路采用的寬銅排結(jié)構(gòu)效果較好。國外采用的多層母線結(jié)構(gòu)值得借鑒。驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率模塊光纖板主控板界面處理檢查內(nèi)部是否有短路放電痕跡IGBT是否正常測(cè)量續(xù)流二極管電機(jī)是否有問題輸出電纜是否有破損輸出螺栓是否過熱，虛接打火更換驅(qū)動(dòng)板、單元控制板把輸出銅排拆除，用萬用表測(cè)量輸出電壓幅值

11、旁路運(yùn)行報(bào)警 欠壓、缺相、驅(qū)動(dòng)、過熱個(gè)別功率單元出現(xiàn)故障時(shí)，變頻器可以將其用旁路電路短路，在不停機(jī)情況下使變頻器降額運(yùn)行，這種情況下系統(tǒng)提供旁路運(yùn)行報(bào)警。系統(tǒng)旁路運(yùn)行后，用戶不能使用變頻器長(zhǎng)期滿額運(yùn)行為防止由于輸出電壓下降而造成的過流，變頻器具有限頻功能。 變頻器過流變頻器過流 變頻器輸出電流霍爾檢測(cè)電流后送入控制器信號(hào)調(diào)整板轉(zhuǎn)換為010V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，通過硬件比較器和軟件綜合判斷是否過流。電流霍爾采樣信號(hào)調(diào)整板CPU板硬件比較器CPU采樣判斷基準(zhǔn)源過流系數(shù)是否過流保護(hù)定值：電機(jī)額定電流的150控制器不就緒控制器不就緒主控板自檢信號(hào)調(diào)整板PLC界面顯示開關(guān)量繼電器處理處理控制器自檢不能通過時(shí)報(bào)告

12、該故障，可重新設(shè)定變頻器參數(shù)，再次復(fù)位系統(tǒng)嘗試；如果仍不能排除，檢查電路板之間的連接是否可靠，控制器到PLC的配線是否松動(dòng)，或更換單片機(jī)控制板。正常情況下，控制器主控板的“RUN”指示等應(yīng)處于有規(guī)律的閃動(dòng)狀態(tài)，如果常明或常暗，或不規(guī)律閃動(dòng)，則主控制板存在問題。在上高壓電的初始幾秒鐘或斷高壓電后的幾分鐘內(nèi)，由于控制器處于被復(fù)位的狀態(tài)，報(bào)告“控制器不就緒”為正?，F(xiàn)象，過這段時(shí)間后應(yīng)可以自行解除。 變頻器控制系統(tǒng)內(nèi)部連接關(guān)系主控箱（核心部分）控制面板S7-200PLC雙向數(shù)據(jù)通訊數(shù)據(jù)交換硬連接通訊Modbus協(xié)議控制器無響應(yīng)主控板人機(jī)界面通訊分析控制器故障或者處于被復(fù)位狀態(tài)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)控制器無響應(yīng)。請(qǐng)

13、檢查所有控制板是否插裝到位，電源板所有指示燈是否全亮，主控板POWER指示燈是否發(fā)光，RUN指示等是否處于閃爍狀態(tài)，連接到主控板的RS485插頭是否松動(dòng)或脫落。在變頻器上電開始的6秒鐘之內(nèi)，由于屏蔽故障需要，控制器處于被復(fù)位狀態(tài)，顯示“控制器無響應(yīng)”屬于正?，F(xiàn)象，但6秒之后，“控制器無響應(yīng)”應(yīng)消失。同樣，變頻器斷電后，由于屏蔽故障需要，在幾分鐘內(nèi)，控制器處于復(fù)位狀態(tài)，顯示“控制器無響應(yīng)”屬于正?，F(xiàn)象，但幾分鐘之后，“控制器無響應(yīng)”應(yīng)消失。如果不是上電或斷電的初始時(shí)刻，出現(xiàn)主控板RUN指示燈長(zhǎng)時(shí)間發(fā)光或長(zhǎng)時(shí)間熄滅，或者不規(guī)律閃爍，則主控板存在問題。 PLC無響應(yīng)工控機(jī)試圖和PLC建立通訊沒有成功

14、，請(qǐng)檢查工控機(jī)和PLC的通訊電纜和接頭，確認(rèn)PLC是否處于RUN位置，檢查PLC是否完好，檢查工控機(jī)485卡是否損壞。另外，為PLC供電的DC24V電源如果出現(xiàn)問題，也可以引起PLC無響應(yīng)。 PLC人機(jī)界面通訊柜門連鎖報(bào)警 變壓器柜、單元柜或者控制柜的柜門開啟時(shí)變壓器柜、單元柜或者控制柜的柜門開啟時(shí)報(bào)告該故障。請(qǐng)檢查柜門是否嚴(yán)密關(guān)閉，行報(bào)告該故障。請(qǐng)檢查柜門是否嚴(yán)密關(guān)閉，行程開關(guān)是否完好，配線是否脫落。程開關(guān)是否完好，配線是否脫落。 單元柜風(fēng)機(jī)故障 表示單元柜的冷卻風(fēng)機(jī)有故障，請(qǐng)檢查風(fēng)機(jī)的電源及開關(guān)、啟動(dòng)電容、風(fēng)量繼電器及風(fēng)管等附件。 注意三相風(fēng)機(jī)存在反轉(zhuǎn)問題變壓器輕度過熱 變壓器溫控儀輕度過

15、熱節(jié)點(diǎn)閉合。變壓器嚴(yán)重過熱溫控儀嚴(yán)重過熱節(jié)點(diǎn)閉合。處理請(qǐng)檢查變壓器副邊接線絕緣是否完好是否短路裝置是否過載運(yùn)行環(huán)境溫度是否過高變壓器的冷卻風(fēng)機(jī)是否正常風(fēng)路是否通暢溫度控制器功能是否完好溫度控制器過熱報(bào)警參數(shù)是否設(shè)定合理參數(shù)是否被非法復(fù)位或修改測(cè)溫探頭是否損壞，溫控儀觸點(diǎn)是否失效 變頻器控制系統(tǒng)電源MUPS旁路柜電磁鎖旁路柜照明旁路柜指示燈主控箱工作電源PLC工作電源控制面板電源控制系統(tǒng)輔助回路QF41220VAC電源控制柜頂風(fēng)扇UPS輸入掉電UPS輸入掉電，一般情況下意味著給系統(tǒng)提供的控制電源發(fā)生故障，系統(tǒng)在UPS的電池供電下繼續(xù)運(yùn)行。用戶必須盡快查明控制電源掉電原因，恢復(fù)供電。 AC220V

16、 PLCk有故障顯示無報(bào)警 用戶按了“報(bào)警解除”按鈕后，系統(tǒng)在原有故障下繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，將只有故障指示，而沒有音響報(bào)警。停機(jī)情況下，用戶可以用“系統(tǒng)復(fù)位”命令將系統(tǒng)整體復(fù)位，恢復(fù)系統(tǒng)的音響報(bào)警功能。聲光報(bào)警器損壞或?yàn)槠涔╇姷碾娫从袉栴}，也會(huì)出現(xiàn)有故障無報(bào)警的現(xiàn)象。 報(bào)警但界面沒有指示 控制系統(tǒng)上電后，PLC已正常工作，這時(shí)如果工控機(jī)沒有及時(shí)進(jìn)入工作狀態(tài)，變頻器也將提供報(bào)警。請(qǐng)用戶檢查工控機(jī)電源線是否正常、工控機(jī)機(jī)箱電源開關(guān)是否合上、是否已經(jīng)正常進(jìn)入控制界面、工控機(jī)是否死機(jī)。 工控機(jī)死機(jī) 工控機(jī)死機(jī)后，控制系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)其復(fù)位，并且同時(shí)提供報(bào)警。如果工控機(jī)復(fù)位后正?；謴?fù)其監(jiān)控功能，報(bào)警也同時(shí)取消。 變頻

17、器運(yùn)行時(shí)如果工控機(jī)死機(jī)，不影響變頻器在原狀態(tài)下的繼續(xù)運(yùn)行，但工控機(jī)失去監(jiān)控功能。在本機(jī)控制模式下，啟動(dòng)、停機(jī)、頻率給定等功能失效。工控機(jī)死機(jī)不能恢復(fù)時(shí)，可以將變頻器切換成遠(yuǎn)程控制模式，然后用戶可以改用遠(yuǎn)程操作命令控制變頻器運(yùn)行。 變頻器無法啟動(dòng) 變頻器的開機(jī)必須在得到系統(tǒng)待機(jī)指示后才能進(jìn)行。在控制器就緒、開機(jī)允許、遠(yuǎn)程和柜門急停按鈕釋放，同時(shí)還必須沒有任何重故障等條件都得到滿足的情況下，系統(tǒng)給出 “高壓合閘允許”。當(dāng)系統(tǒng)收到“高壓就緒”信號(hào)后，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。如果系統(tǒng)在不報(bào)任何故障的情況下不能開機(jī),請(qǐng)檢查以上條件是否全部具備。在變頻器上電開始的6秒鐘之內(nèi)，由于屏蔽故障需要，控制器不接收啟動(dòng)命令。

18、變頻器上電6秒之后，才能啟動(dòng)運(yùn)行。同樣，變頻器斷電后，由于屏蔽故障需要，在幾分鐘內(nèi)，控制器處于復(fù)位狀態(tài)，也不能立即開機(jī)，等復(fù)位結(jié)束后，方可重新開機(jī)。另外，如果是遠(yuǎn)控不能開機(jī)，請(qǐng)檢查“遠(yuǎn)控/本控”選擇開關(guān)是否處于遠(yuǎn)控位置。如果是工控機(jī)界面不能開機(jī)，請(qǐng)檢查“遠(yuǎn)控/本控”選擇開關(guān)是否處于本控位置。不能調(diào)整運(yùn)行頻率變頻器運(yùn)行頻率給定方式由工控機(jī)界面設(shè)定。如果外部的模擬電位器無法改變變頻器運(yùn)行頻率，很可能是工控機(jī)界面中將頻率給定設(shè)定為計(jì)算機(jī)給定方式；如果用工控機(jī)界面無法給定變頻器的運(yùn)行頻率，則是因?yàn)楣た貦C(jī)界面的功能設(shè)定中將頻率給定設(shè)為模擬給定方式。另外，如果工控機(jī)界面的功能設(shè)定中將變頻器設(shè)定為閉環(huán)運(yùn)行模

19、式，則變頻器運(yùn)行頻率由PID調(diào)節(jié)器輸出，不由用戶直接給定，用戶通過外部的模擬電位器或工控機(jī)界面設(shè)定的只是被控工業(yè)變量的期望值。另外，如果變頻器無法達(dá)到設(shè)定的頻率值，可能是用戶的設(shè)定頻率超出了最高和最低頻率限制值，或者設(shè)定頻率落入跳轉(zhuǎn)頻率范圍。如果每次都是自動(dòng)升到很高的頻率后自動(dòng)停機(jī)，則是因?yàn)橛脩粼诠た貦C(jī)界面中將運(yùn)行方式設(shè)定為軟啟動(dòng)方式。有些情況下，頻率給定方式和“本控/遠(yuǎn)控”狀態(tài)進(jìn)行了連鎖，遠(yuǎn)控時(shí)只認(rèn)模擬給定。有時(shí)遠(yuǎn)控情況下可能也有幾種給定方式，比如DCS給定或操作臺(tái)給定，需要進(jìn)行選擇。 故障處理的步驟先按報(bào)警解除按鈕，將報(bào)警聲音關(guān)閉查看界面提示觀察高壓電是否斷開確認(rèn)高壓斷開根據(jù)界面提示，檢查故障點(diǎn)故障處理時(shí)，要有條理，在整個(gè)信號(hào)傳輸、連接鏈條中查找，逐一排除模擬運(yùn)行在參數(shù)菜單中將不帶“高壓調(diào)試“選中將高壓就緒接點(diǎn)短接案例分析變頻器高壓送電后，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，無輸出電壓，電機(jī)不轉(zhuǎn)，但是變頻器界面顯示變頻器正在運(yùn)行巡檢故障一級(jí)功率模塊中有一個(gè)功率模塊報(bào)