李春發(fā)談變頻器維修與應用
李春發(fā)談變頻器維修與應用
最近維修一臺三菱A540-55K變頻器，是一位維修新手維修不好才拿到我們這里來，這臺機本來是壞了一個模塊，換好模塊后，這位新手想測量驅動是否正常，把模塊觸發(fā)線撥掉，結果一通電就跳閘，檢查后發(fā)現(xiàn)又燒掉一個模塊！他想很久都弄不明白為什么會這樣！ 原來IGBT模塊的觸發(fā)端在觸發(fā)線撥掉后有可能留有小量電壓，此時模塊處于半導通狀態(tài)，一通電就因短路而燒壞，GTR模塊沒有這特性，才可這樣測試！
我們維修不少三菱A240-22K變頻器，都是壞模塊！原因是保養(yǎng)不好，如散熱器塵多堵塞、電路板太臟、散熱硅脂失效等，這變頻器的輸出模塊（PM100CSM120）是一體化模塊，就是壞一路也要整個換掉，維修價格高！好的模塊也難找！如果你的變頻器還沒壞，則要多加小心保養(yǎng)！特別是這幾天天氣炎熱！
最近維修一臺安川616G5-55KW變頻器，損壞嚴重，其原來是有一個快熔斷了（三相各有一個快熔），電工可能是沒有經(jīng)驗，沒有檢查模塊是否有問題，又一時找不到快熔，就用一條銅線代替，開機后發(fā)出一聲巨響，兩個模塊炸裂，吸收回路壞，推動板也無法維修，換新板，造成重大損失！按我們經(jīng)驗，如果快熔斷則模塊大多有問題，但模塊壞快熔不一定斷！銅線代替快熔的做法我們已見過不少次！
我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)常有人在把三菱A240-5.5KW變頻器換成A540-5.5KW時把A540-5.5KW“N”線接地！一送電變頻器就發(fā)出巨響！變頻器損壞嚴重！一方面是A540-5.5KW的“N”線與A240-5.5KW變頻器的地線的位置相似！有的電工沒看清楚就把地線接上去；有的電工則誤認為“N”線就是地線！請三菱變頻器用戶小心接線！
很多人打來電話問到外觀一樣的模塊怎樣測出其電流的大小，其實很簡單，只要用電容表，測出模塊G-E或C-E結的電容量，電流大的電容量也大！注意要在同類型的模塊中比較！
有一位電工打來電話，說他在給變頻器試機時發(fā)現(xiàn)變頻器輸出電壓有1000多伏（輸入380V），問是否是變頻器故障？是否會燒電機？他還不明白變頻器只會降壓，不會升壓！！原來他是用數(shù)字萬用表測量，由于變頻器輸出電壓是高頻載波，普通沒防干擾的數(shù)字表在這里測量是很不準！
有此粗心的電工在給三菱A540變頻器的輔助電源（R1、T1）接線時沒有拿掉短接片，結果在把變頻器燒掉后還弄不明白其道理，原來當短接片沒拿掉時，變頻器內(nèi)部R與R1、T與T1是已連在一起，電工以為從R、T引來兩條線沒有分別，結果把R接到S1、T接到R1，造成相間短路，由于R與R1、T與T1的連線是通過電源板的中間層，結果把電源板燒掉，爆開成兩層！一般情況下沒必要接輔助電源（R1、T1）！
有的維修新手在維修變頻器時不懂利用假負載，一當驅動有故障，燒掉模塊后就說模塊質量不好！假負載就是用一個幾百歐的電阻（電燈炮也可以），串在主回路上，如有快熔就把它拿掉，裝上電阻；沒有快熔則可在主回上任何地方斷開，串上這電阻！這個電阻起到限流作用，當模塊有短路時也不會把模塊燒掉，等開機后測量變頻器輸出正常，才把這假負載撤掉！！
很多工廠供電是發(fā)電機發(fā)電，當發(fā)電機有故障時，輸出高壓電常把變頻器及電子儀器燒壞！這種情況是我們經(jīng)常見過的，去年深圳就有一家拉絲廠一次就壞了二十幾臺30KW變頻器，停產(chǎn)十幾天，造成重大損失，工廠在發(fā)電機搞了很多保護方法可效果不太明顯！后來我們想了一個被動的保護方法，就是在變頻器或儀器的輸入端的空氣開關上加了壓敏電阻（380V用821K，220V471K），這樣當有高壓電時壓敏就會短路，空氣開關跳閘，保護了變頻器，變頻器故障率大大減小，壓敏電阻很便宜，這個方法可說是花小錢辦大事！
并聯(lián)（三相是三角接法）的壓敏電阻瓦數(shù)大小沒有嚴格要求，輸入電流大的則選取的壓敏電阻相對大一點（或幾個并聯(lián)）！當壓敏電阻發(fā)生作用時它是完全短路！這時也要求你的空氣開關質量好，反應快！保護電流也不要太大！接的地方當然是空氣開關的輸出端！
今天有的朋友打來電話，說到壓敏電阻問題，他問到有的變頻器里面輸入端也有壓敏電阻，也應該有保作用！但根據(jù)我們修過的變頻器的實際情況來看，輕傷的就只燒斷電路板的銅線，重傷的就燒壞整流模塊，開關電源，CPU板，電容，造成重傷的原因可能是當壓敏電阻短路爆炸時它的金屬碎片到處飛；爆炸時發(fā)出強大的靜電及電磁波（很象雷擊）；燒斷電路板的銅線使空氣開關不動作。 所以在變頻器外面另加壓敏電阻情況就好很多！
順德一家針織廠的一個電工被老板加獎2000元，原因就是受到我們的啟示，用壓敏電阻保住很多變頻器及針織機械的電子板！可見效果是明顯的！！
有的人買模塊時要求型號一字不差！其實完全沒必要這樣，如模塊7MBR25NF-120與7MBR25NE-120的參數(shù)是一樣的，前者只多了四個定位腳！由于IGBT模塊的驅動是電壓控制，有更好的互換性，只要耐壓、電流參數(shù)一樣，不同型號的IGBT模塊很多是可互換！有的安裝尺寸不同的還可另鉆孔！GTR模塊則還需要考慮其放大倍數(shù)，互換性差一點！我們維修變頻器那么便宜就是充分利用模塊的互換性，避開用市場上熱銷的模塊，不然模塊價格高或難找到！
怎樣選購模塊：維修變頻器，判定模塊的質量也是關鍵！首先你要看模塊是否被拆開過（看外觀痕跡），現(xiàn)在有很多模塊是維修過的，參數(shù)正常但質量很差！耐壓值是最重要的參數(shù)，可用耐壓表測量，輸入380V的變頻器的輸出模塊耐壓值要大于1000V，220V則要600V！電流則可用電容表來比較判定大小！IGBT模塊還可以用指針式萬用表10K檔檢測其是否能動作，用指針（黑—紅）去觸發(fā)模塊的G—E，可使模塊C—E導通，當G—E短接時則C—E關閉！ 這方法是最簡單最基本的測量方法，是維修新手可以做到的，專業(yè)的可不是這樣測量！
不少人維修變頻器更換的模塊沒幾天又壞掉，弄不清原因就拿到我們這里來，原來是有的螺絲沒擰緊！看起來好象是小事，但對變頻器卻是致命的！我們發(fā)現(xiàn)，有很多變頻器當裝在有震動的設備上（如工業(yè)洗衣機、機床等）運行一段時間后，其主回路的連接螺絲和模塊的緊固螺絲容易松動，此時最先損壞一般是模塊，如果換了模塊后沒有緊固其它螺絲，則模塊很快壞掉，就埋怨模塊質量不好！也特別強調(diào)不要把變頻器裝在有震動的設備上，不然多好的變頻器可能很快就壞了！
我們經(jīng)常看到有的維修高手過于自信，維修變頻器不用假負載，覺得太麻煩，結果還是有燒模塊的可能！如果用假負載，幾乎可做到萬無一失！除非你買的是假模塊！！
很多人搞不清富士G9-5.5KW變頻器整流模塊CVM40CD120的結構，在這里簡單說一下：
整流部分：R、S、T、A（+）、N-（-）
充電可控硅：A、P1、Gth（觸發(fā)）
制動管：DB、N-、G7（觸發(fā)）；DB、B+ 是其續(xù)流二極管
電源開關管：D8、S8、G8
熱敏電阻：Th1、Th2
山肯MF系列有一個通病，就是有時會顯示“Erc”故障，這時可進行下列操作：打開參數(shù)90，寫入“7831”，這時變頻器顯示“PASS”，寫入“變頻器容量數(shù)”，再把參數(shù)恢復出廠值（參數(shù)36=1）！
變頻器容量數(shù)：2.2KW - 23 3.7KW-24 7.5KW-26
15KW-28 22KW-30 30KW-31
45KW-33 75KW-35 110KW-37
其它功率類推！
有的人為了提高電機的轉矩，常把變頻器的轉矩提升參數(shù)（或最低輸出電壓）調(diào)到很高！這樣變頻器的啟動電流會很大，經(jīng)常跳“過流”，也容易損壞模塊！轉矩提升應適當，可慢慢調(diào)上去并觀察電流大小，負載大的最好用“矢量控制”，這時變頻器能自動地輸出最大轉矩，變頻器要進行“調(diào)諧（自學習）”，但真正有此功能的變頻器并不多！更不能調(diào)低基本頻率，國內(nèi)電機設計基本頻率是50HZ，當變頻器的基本頻率調(diào)小后，雖然可提高轉矩，但電流急升，對變頻器及電機都會造成傷害！！
有的人沒有給變頻器的電源輸入端安裝空氣開關，一當模塊損壞，則電路板燒毀嚴重！甚至無法維修！特別是變頻器里面不帶熔斷器的幾個品牌更是這樣！熔斷器的電流也不能選太大！質量要好一點！
富士G9變頻器3.7KW-7.5KW有一個共同的問題:其散熱風扇功率大,轉速高,當在塵多的工作環(huán)境中壽命會比較短!當風扇壞了以后變頻器也不會馬上跳“過熱”保護（可能是保護溫度值設置太高）,這時整個變頻器的內(nèi)部溫度很高，使到驅動電路及電源電路的小電容容易老化，通常是開關電源最先停止工作！變頻器沒有顯示！！這時候應把風扇及電源電路的二個小電容換掉就可以使變頻器恢復正常！最好也把驅動電路的電容也換掉！！
由于變頻器是相對比較貴重的設備，不同牌子的價格差別又大，故障率又高，所以有的人在選購變頻器時大傷腦筋！ 我們認為，當變頻器是否正常運行對你的生產(chǎn)影響很大；當你的配套設備是賣到很遠的地方；當你不想經(jīng)常給機修工找麻煩！你還是用性能好的、價格高的名牌變頻器！但也并非所有名牌都適合你使用！有的名牌變頻器很嬌氣(怕濕、怕塵），要有好的環(huán)境才有好的質量！如果你的電機運行比較平穩(wěn)，不用急停車，負載輕，電源電壓穩(wěn)定，變頻器工作環(huán)境好，有故障也不影響生產(chǎn)，兩年內(nèi)壞包換新機，維修服務部又近，為了節(jié)省開支，你不妨考慮買一臺價格比較低，名氣過得去的變頻器！
有的人在調(diào)試變頻器時沒有顧及變頻器的“感受”！只根據(jù)生產(chǎn)需要把加減速時間調(diào)至1秒以下，變頻器經(jīng)常壞,當加速太快時，電機電流大，性能好的變頻器會自動限制輸出電流，延長加速時間，性能差的變頻器會因為電流大而減小壽命！加速時間最好不少于2秒。當減速太快時，變頻器在停車時會受電機反電動勢沖擊，模塊也容易損壞！電機要急停的最好用上剎車單元，不然就延長減速時間或采用自由停車方式，特別是慣性非常大的大風機，減速時間一般要幾分鐘！
最近有兩個工廠各壞一臺75KW變頻器，都是壞一個模塊，可有一臺模塊的價格只有1300元（整臺機共6個模塊），可另一臺的模塊報價是23000元（一體化模塊），所以購買變頻器時你必須考慮以后維修的問題！
經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有的人買模塊回去自己修變頻器時沒有在模塊底面涂上散熱硅膠，這樣模塊的熱量不能很好傳給散熱器，會因溫度太高而燒毀！更不能涂麥乳膠（有的人是這樣做），其作用相反！
不少人維修變頻器更換的模塊沒幾天又壞掉，弄不清原因就拿到我們這里來，原來是有的螺絲沒擰緊！看起來好象是小事，但對變頻器卻是致命的！我們發(fā)現(xiàn)，有很多變頻器當裝在有震動的設備上（如工業(yè)洗衣機、機床等）運行一段時間后，其主回路的連接螺絲和模塊的緊固螺絲容易松動，此時最先損壞一般是模塊，如果換了模塊后沒有緊固其它螺絲，則模塊很快壞掉，就埋怨模塊質量不好！也特別強調(diào)不要把變頻器裝在有震動的設備上，不然多好的變頻器可能很快就壞了！
有的人為了提高電機的轉矩，常把變頻器的轉矩提升參數(shù)（或最低輸出電壓）調(diào)到很高！這樣變頻器的啟動電流會很大，經(jīng)常跳“過流”，也容易損壞模塊！轉矩提升應適當，可慢慢調(diào)上去并觀察電流大小，負載大的最好用“矢量控制”，這時變頻器能自動地輸出最大轉矩，變頻器要進行“調(diào)諧（自學習）”，但真正有此功能的變頻器并不多！ 更不能調(diào)低基本頻率，國內(nèi)電機設計基本頻率是50HZ，當變頻器的基本頻率調(diào)小后，雖然可提高轉矩，但電流急升，對變頻器及電機都會造成傷害！
我們的模塊在賣出前是經(jīng)嚴格測試！始終有一些不講信用的人在把模塊損壞后才要求退貨，這是我們不能接受的！我們的退貨條件是要求在裝機前且在一個月之內(nèi)！如果賣出的模塊要我們保用，則要把變頻器送給我們維修并收取合理的人工費！
如果你的車間同一個角落有很多變頻器；如果你是啤酒廠、飲料廠（環(huán)境潮濕）；如果你是化工廠、陶瓷廠（塵多）；如果你是鍋爐車間（溫度高），你最好能把變頻器安裝在有空調(diào)的房間里，可以收到意想不到的效果，可大大降低變頻器的故障率！大大延長變頻器的壽命！
我們在維修大量變頻器后發(fā)現(xiàn)變頻器一個共同的特點，就是如果變頻器的開關電源供電不是直接從主回路的濾波電容供給，而是從輸入端就與主回路分開獨立供給，如果電源是380V的則最好變壓成220V（整流）再供給開關電源，雖然這樣變頻器會復雜點，但其故障率會大大降低！因為很大部分變頻器故障與開關電源有關系！當變頻器在運行時其主回路直流電壓很多時候是不穩(wěn)定的，如果開關電源供電是從主回路的濾波電容供給時，開關電源就容易壞！希望變頻器設計者能注意到這問題！
工廠的地線很少斷，但斷了以后沒使人觸電卻燒毀了變頻器！有一個啤酒廠同時損壞十幾丹佛斯變頻器，現(xiàn)象是主板接線端子出現(xiàn)強電打火，燒壞主板。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，是由于有一個電機漏電，工廠的地線也剛好生銹斷掉，強電經(jīng)變頻器地線反串入變頻器主板！地線對防雷也很重要，如果電工有空不妨請他檢查一下地線是否快斷了！
很多人打來電話，說維修變頻器用假負載保住了他們不少模塊，因為維修新手一般不知道這樣做，現(xiàn)在電燈一亮就說明原來又要壞模塊了，但假負載的接法也要注意幾個問題：
1）要接在電容與模塊之間，不是接在整流與電容之間，因為電容放電就足以燒壞模塊。
2）當開關電源供電是經(jīng)過快熔時（如富士G9-11KW），就不能把假負載放在快熔上，不 然送電后燈泡會亮，開關電源有時不工作！
3）假負載也要接在直流電壓檢測點后面，這樣當變頻器輸出不正常電燈亮時，變頻器就不會跳“低壓”，你才可檢查是哪一路輸出有故障！
很多人打來電話說想到我們這里學維修變頻器，但我們覺得學維修變頻器并不是一下子能學到的，只要你能把握幾個要點，在長年累月中實踐，多上來這里想信你也可學到不少東西！我們也會把知道的東西與大家在這里一起探討！
最近好的二手模塊比較難找！假貨（或維修過的）卻很多，特別是價格比較高的三菱、富士模塊！
一體化變頻器質量問題：現(xiàn)在有幾個品牌的小功率變頻器是一體化設計（輸出模塊、電源、推動電路固封在一起），這樣只要模塊有一點小故障也難以維修，換模塊價格又很高（接近機價），所以只好報廢！經(jīng)常看到工廠的維修車間放著一大堆這樣的變頻器！所以希望變頻器廠家在生產(chǎn)一體化變頻器時更要關注其質量問題，充分考慮客戶在使用變頻器出現(xiàn)的各種不正常情況，對經(jīng)常損壞的部分應提高其安全系數(shù)！要給代理商提供充足的配件以便能及時維修損壞的變頻器！
從變頻器的硬件可初步判斷其性能：很多人搞不清變頻器價格為什么差別這么大，就是同一個牌子也有各個型號價格差別也很大，其中硬件的差別是一個主要的原因，如有的3.7KW變頻器用的是25A模塊,有的只用15A模塊；有的11KW用75A模塊，有的只用50A模塊（都是通用型變頻器的比較），電容量也相應減少，主板、驅動板電路簡單，保護功能少，變頻器容易壞！對于一些運行平穩(wěn)、負載輕、簡單調(diào)速的電機，用那些材料縮水的變頻器倒沒關系；如果是用在負載重、速度變化快、經(jīng)常急剎車的電機，那你最好就不要貪便宜，否則得不償失！
關于變頻供水“一拖幾”要注意的幾個問題：
1）切換過程不能在變頻器有輸出時斷開電機線，因為斷開電感性負載 時， 其會產(chǎn)生反電動勢高壓，對變頻器有沖擊。而是讓變頻器慣性停車，變頻器會馬上停止輸出再進行切換！更不能在變頻器有輸出時接上電機！
2）不管是否在電機停下來才切換，切換電流有可能同樣大（相位關系），所以大功率電機則最好是讓其先停下來再用軟啟動器啟動，等以后變頻器相對便宜時可用“一拖一”形式，很多合資廠已把變頻器當軟啟動器用！
3）接觸器經(jīng)常動作，壽命短，如果觸點打火或燒熔在一起，則容易損壞變頻器，而且通常損壞嚴重！所以要用質量好的接觸器。
由于多種原因，恒壓供水的變頻器故障率相對比較高，當我們維修好變頻器，一般都要到現(xiàn)場檢查一下其切換是否有問題，不然變頻器可能很快又拿回來！
關于模塊的容量問題:按理論計算，3.7KW的變頻器用15A的模塊就夠了(控制性能好的變頻器模塊可用小一點的容量),問題是余量太小,當變頻器有點過載就很容易壞模塊(變頻器都來不及保護),而且通常損壞嚴重,驅動板、整流模塊都壞掉！所以有可能同一個牌子的變頻器在一個廠很少壞，但在另一個廠卻壞很多，就因為后者變頻器負載比較重！
1)在什么情況下整流模塊會炸:如果只壞整流的，通常是由于電源電壓波動大，有瞬間高壓輸入到變頻器，380V輸入的變頻器的整流模塊耐壓值一般是1600V，所以能把整流模塊擊穿的電壓是很高的；另外當整流模塊后面的負載（如濾波電容、輸出模塊）發(fā)生短路，由于電流太大也可燒壞整流模塊，所以在變頻器輸入端裝上空氣開關是很有必要的！
2）電容器出現(xiàn)問題會到導致哪些故障：是指濾波電容吧！其容量變小會使變頻器主回路直流電壓不穩(wěn)定，容易壞模塊，變頻器經(jīng)常跳“低壓”故障。
3）制動器在什么情況下會損壞：可能是制動電流設置太大或控制失靈（電路板塵多）。
關于變頻器主板故障:變頻器最怕就是壞主板，一般是難以維修，換板價格又高，有的壞主板是某個型號變頻器的通病（設計有問題），有的則有其它原因，如環(huán)境溫度高（如鍋爐車間）；靜電多（如紡織廠）；干擾大（如附近有經(jīng)常動作的接觸器）；有時模塊爆炸，強大的電磁波可損壞主板；被雷擊中也一樣；有的是開關電源故障燒壞主板。當變頻器出現(xiàn)主板故障時，有的顯示通訊故障；有的顯示正常但沒有輸出；有的一開機就是最大輸出，不受控制。可將參數(shù)恢復出廠值一次，如果這樣無效或參數(shù)都打不開，則一般要換板！
IGBT模塊可以用指針式萬用表10K檔檢測其是否能動作，用指針（黑—紅）去觸發(fā)模塊的G—E，可使模塊C—E導通，當G—E短接時則C—E關閉！！測耐壓值可用晶體管參數(shù)測試儀，并且要短接觸發(fā)端G-E才能測C-E的耐壓值！
關于變頻器干擾問題:變頻器在運行時就好象一臺功率強勁的干擾器，干擾的源頭就在輸出模塊的6個IGBT管上，有的變頻器開關電源也會造成一定的干擾，電源線及電機線就是干擾器的天線，地線接地不良則干擾信號也可通過接在外殼的地線發(fā)出去，線路越長則干擾范圍就越大，不僅干擾周圍的電子設備，也可干擾變頻器本身！有的變頻器在防止干擾信號輻射及輸入下了一定的工夫，變頻器不會經(jīng)常誤動作，一些偷工減料的變頻器則有時因干擾問題令你頭痛！如果你的控制系在使用變頻器的同時還有一些靠模擬信號、脈沖信號通訊的電子設備，如電腦，人機界面、感應器等，你在選購變頻器及布線時就要很小心。防干擾有很多措施，如加電抗器、濾波器、控制線加磁環(huán)，用屏蔽線（沒有屏蔽線的要把控制線絞在一起）、變頻器放在鐵柜里（變頻器是鐵殼比較好），進出電源線套在鐵管里，控制線不要與電源線一起走線，布線縱橫有序、調(diào)低載波頻率、接地良好，很多變頻器控制線公共端并不能接地（很多人接了）！檢查變頻器對周圍干擾有多大也很簡單，請你帶上一個小收音機！防止變頻器干擾有時是一個復雜的問題，還要結合現(xiàn)場情況，有時搞了幾天都沒搞好！有時搞好了還不明原因！
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
