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变频器故障分析

变频器故障分析. 变频器常见几大故障. 一、过流（ OC 、 F011 ）. 过流是变频器报警最为频繁的现象。. 现象： (1)  重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有 : 负载短路，机械部位有卡住 ; 逆变模块损坏 ; 电动机的转矩过小等现象引起。 (2)  上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有 : 模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。 (3)  重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有 : 加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿 (V/F) 设定较高。. 变频器常见几大故障. 二、过压（ OU 、 F006 、 F010 ）.

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  1. 变频器故障分析

  2. 变频器常见几大故障 一、过流（OC、F011） 过流是变频器报警最为频繁的现象。 现象：(1) 重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有:负载短路，机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。(2) 上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。(3) 重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。

  3. 变频器常见几大故障 二、过压（OU、F006、F010） 过电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。 另外，电源缺相也会引起过压故障。

  4. 变频器常见几大故障 三、欠压（UV、F008） 欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。 主要是因为主回路电压太低(220V系列低于200V，380V系列低于400V)。 主要原因： 1、整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现。 2、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有可能导致欠压。 3、电压检测电路发生故障而出现欠压问题。

  5. 变频器常见几大故障 四、过温（OH、F023） 主要原因： 1、环境温度过高 2、风机堵转或者发生故障 3、温度传感器性能不良

  6. 变频器常见几大故障 五、PG故障（PGO、F053） PG故障也是我们在使用中经常碰到的问题。一般情况下，起升是不允许做开环控制的。 主要原因： 1、PG连线接线有误或者断开 2、PG屏蔽接地不好，有信号干扰 3、PG卡故障，需要更换 另外，PG本身发生故障也会报警。但是有的变频器会单独例出故障代码，如西门子的代码F051

  7. 变频器常见几大故障 六、通讯故障（BUS、F082） 通讯故障一般在调试的情况下，发生的比较多。特别是变频器与PLC之间的程序设置。 在正常的情况下，发生通讯故障的主要原因： 1、通讯卡出错 2、通讯电缆有干扰或者断开

  8. SIEMENS变频器6SE70系列     6SE70调试基本参数设置 恢复缺省设置        P053=6    允许参数存取6：允许通过PMU和串行接口OP1S变更参数P060=2    固定设置菜单P366=0    0：具有PMU的标准设置1：具有OP1S的标准设置P970=0    参数复位

  9. SIEMENS变频器6SE70系列 参数设置    P060=5    系统设置菜单P071=    装置输入电压P095=10    异步/同步电机，国际标准P100=    1：V/f控制3：无测速机的速度控制4：有测速机的速度控制5：转矩控制P101=    电机额定电压P102=    电机额定电流P103=    电机励磁电流，如果此值未知，设P103=0当离开系统设置，此值自动计算。

  10. SIEMENS变频器6SE70系列   P104=    电机额定功率因数P108=    电机额定转速P109=    电机级对数P113=    电机额定转矩P114=3    3：高强度冲击系统（在：P100=3，4，5时设置）P115=1    计算电机模型        参数值P350-P354设定到额定值P130=    10：无脉冲编码器11：脉冲编码器P151=    脉冲编码器每转的脉冲数P330=    0：线性（恒转矩）1：抛物线特性（风机/泵）

  11. SIEMENS变频器6SE70系列 P384.02=    电机负载限制P452=    %    正向旋转时的最大频率或速度P453=    %    反向旋转时的最大频率或速度        数值参考P352和P353    P060=1    回到参数菜单P128=    最大输出电流P462=    上升时间P464=    下降时间P115=2    静止状态电机辩识（按下P键后，20S之内合闸）P115=4    电机模型空载测量（按下P键后，20S之内合闸）

  12. SIEMENS变频器6SE70系列 在该系列的变频控制中，CUVC控制板会制造很多的故障假相，而且也是最容易发生故障的一块控制板。 显示008：装置脉冲封所，处于禁止运行状态 可能原因如控制字1的2，3位（包括X9使能端子）；或运行信号未断，报故障了直接复位。变频器处于停止状态。 009 开机准备状态，从L—H上升沿发生。 010直流回路进行预充电。 011变频器准备运行。

  13. SIEMENS变频器6SE70系列 常见故障： 报警F002　－－母线欠电压。　　　１）一般为熔断器烧毁。装置外有，装置内部也有。换保险时千万不要带电换，很危险，而且易烧内部保　险。并且要检查好烧保险原因才能更换。主要原因有几种，电机不匹配、电缆对地、母线接触不实。　　　２）显示电压低，看R006显示电压，电压差太多，原因有下几种，装置内靠近保险出来的检测电路中有N个电阻，作用是降电压比的，如果有烧毁的，电压显示就会变低，电阻坏的越多显示电压越低　　　３）CUVC板坏　　　４）IGBT坏

  14. SIEMENS变频器6SE70系列 常见故障： F006　－－－母线过电压　　　１）停车太快，造成电机处于发电状态，导致母线电压过高。可试当延长斜坡下降时间　P464　如果还不能解决，应该在母线上加制动电阻 　　　２）母线电压P071标定的太低 3） 分压电阻或VDU故障，导致电压不平衡，电容爆炸

  15. SIEMENS变频器6SE70系列 常见故障： F011　－－－过电流　　　１）编码器信号不好，或丢失　　　２）CUVC控制板故障 ３）变频器输出是否短路或有接地故障　　　４）负载处于过载状态 　　　５）电机与变频器是否匹配　　　６）是否动态要求过高 7）检测回路故障，比如CT等

  16. SIEMENS变频器6SE70系列 常见故障： F025 F026 F027F029　故障意思：在某相上存在UCE 关机　　　１）有无短路或接地故障 包括电机　　　２）CU VC板是否正确插入　　　３）IGBT坏

  17. SIEMENS变频器6SE70系列 常见故障： 参数不能修改：　　１）装置正在运行，需停车才能更改　　２）必须在系统设置下才能改既P060＝５　　３）P053设置不对　　４）参数加了锁P358和P359

  18. YASKAWA变频器 H5、CR5港机专用 G5、G7控制精度较低一些 G7——用12个IGBT（以前其他变频器，用6个），控制有很大改进 CONVERT 一个最大为400V800KW，可以一个CONVERT 驱动一个变频器，一个电机，但不能并联使用 变频器 H5一组最大为200KW，可以并联使用 CR5一组最大为300KW，可以并联使用。 CR5直流母线输出，连接制动单元，或其他小容量变频器,制动电阻一般为2.2欧， 直流母线电压，工作时为680V，待机是可能低一些620V、630V、、、 制动单元自动工作，设定一个开关电压值，电压超过设定值，制动单元开始工作，直流母线中串入电阻，消耗电能。

  19. YASKAWA变频器 1．变频器类型 VS-616G5，VS-G7，最大300KW 676H5，组合式，一组200KW，最大可以组合4个 CONVERTER，将制动电能回馈到电网，组合式，一组200KW，最多4组

  20. YASKAWA变频器 2、变频器结构 图1 变频器结构图

  21. YASKAWA变频器 如图1所示，其包括以下几个部分：         （1） 整流桥：使三相交流电UAC经过整流变成直流电UDC。         （2） 充电抑制电阻R1：据公式i=（UAC-UDC）/r可知，因r为整流桥等值电阻很小，因此充电电流I变成很大。为了防止电解电容被击穿，必须加装充电抑制电阻R1与旁路接触器MC，由此起限流作用。         （3） 旁路接触器MC：当电容充电达到80%时，MC闭合，将R1旁路，所以说该元件必须定期保养。         （4） 滤波电容C：具有储能功能，寿命可达5~8年，当电网电压跌落30%时，可以维持电容两端电压UC达到10s供变频器工作；当电网电压跌落50%时，可以维持电容两端电压UC达到2s供变频器工作。

  22. YASKAWA变频器 （5） 充电指示灯：当充电电压达到27V以上，该指示灯会亮，所以在切断变频器电源后，还应等该指示灯完全熄灭时，才可以维修变频器内部元件，以免触电。         （6） 逆变回路（桥）主器件（IGBT）：全称为大功率双极性绝缘栅场效应馆，包括栅极、源极、漏极，其特点为电压控制器件，门极触发功率低、开关频率高、特性抑制性好，即通态压降、断开漏电流都很小，寿命可达20年。         （7） IGBT的两端并联一个阻容吸收回路，可以抑制高频谐波，因为电动机是感性负载，di/dt不允许变化很快。         （8） 电流互感器CT采集主电路电流，作为电流调节器ACR使用，当发生过载等异常时，为了防止异步电动机和逆变器损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。

  23. YASKAWA变频器 （9） 主控板：为32位微处理器，将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。         （10） 驱动板：为驱动逆变器主器件IGBT的电路，其与控制电路隔离，控制IGBT的导通、关断，如果IGBT损坏了，一般说连带的驱动板也会损坏。         （11） 速度检测器PG：为脉冲编码器，装在异步电动机输出轴上，采集速度信号，连接到变频器内部PG卡，把速度传给运算回路，使电动机按给定指令运转。         （12） I/F通讯板：专为输入输出信号与变频器更好地人机交换，包括各种内部参数的输入。

  24. YASKAWA变频器 3、变频器故障判断过程 1）OC 直流母线过电流 变器显示OC即过流，其具有瞬间记忆功能，人为不可设定，主要用于逆变器负载侧短路等，流过逆变器器件的电流达到额定电流2.7~3倍时,瞬时停止逆变器运转,并切断电源;变流器的输出电流达到异常值,也将同样停止逆变器运转。具体处理可按以下逐项检查： A 加速时间是否太短； B 力矩提升参数是否太大； C负载外部是否短路、是否过重。比如小车机构有两台电机拖动，其中一台坏了，另一台就可能出现过流； D PG检测回路是否异常，包括PG卡及脉冲编码器； E 电流互感器是否异常； F 主功率器件IGBT是否异常； G 如果以上都没问题，可以断开输出侧的电流负感器和直流检测点，复位后运行，还出现过流，很可能是主控板或触发板出现故障。

  25. YASKAWA变频器 3、变频器故障判断过程 2）OV 直流母线过电压 A．减速时间设置过短 B．无变流器装置的系统中，制动电阻接线处接触电阻过大 C．有变流器装置的系统中，电源侧变压器容量偏小，当多台岸桥同时工作时，能量不能及时回馈到网侧（变流器报OV，电网容量较小，达不到要求） D．制动单元的硬件跳线设置不正确，造成制动过早。 3）OS 变频器监测电机超速 A．减速箱侧制动器失灵 B．电机轴端编码器故障（如光栅盘裂纹） C．编码器与PG卡接线松脱，PG卡与主控板接线松脱 D．编码器回路接地线松脱，引入干扰电流

  26. YASKAWA变频器 4）UV 欠电压故障 变频器显示UV即欠压，也就是说检测出直流母线电压故障。一般设计者在设计变频器的启动电路时，为了减少变频器的体积而选择小限流电阻R1，其阻值在10~50Ω、功率为10~50W。当变频器的交流侧输入电源频繁接通或者旁路接触器MC的触点接触不良,都会导致限流电阻R1烧坏而出现欠压故障。另外还有其它可能： A．直流母线侧接触器不能正常工作 a）线圈无电压（接触器不吸合） b）接触器反馈触点不良（接触器吸合后又脱开） B．控制电源电压低（接入变频器的控制电源） C．控制电源的外部控制，接触器吸合过早（要先送主电源，后送控制电源，设定时间继电器的延时要合适，否则，报故障） 5）PGO 编码器断线 A．编码器至PG卡之间的连接线松动。 B．制动器未能按时打开。

  27. YASKAWA变频器 6）OL 过载 变频器显示OL即过载，主要用于逆变器输出电流超过额定值，且持续流通超过规定的时间，为了防止逆变器器件、电线等损坏，要停止变频器工作。具体分以下三种： A 电流超过额定电流150%且持续60s，就报OL1故障，说明电机过载； B 电流超过额定电流180%且持续10s，就报OL2故障，说明变频器过载； C电流超过额定电流200%且持续5s，就报OL3故障，说明系统过载，也就是钢结构力矩保护。         不管哪一种过载，都是由于负载的GD2(惯性)过大或因负载过大使电动机堵转而产生，所以说对于已经投入运行的变频器出现的故障，就必须检查负载的状况；对于新安装的变频器出现这种故障，很可能是V/F曲线设置不当或电机参数设置有问题。比如一台新安装的变频器，其驱动的是一台额定参数是220V/50Hz的变频电机，而变频器出厂时设置为380V/50Hz，导致电机运行一段时间后出现磁饱和使电机转速降低、发热而过载。

  28. YASKAWA变频器 变频器硬件更换注意事项 A．IGBT的更换。要测量各路阻值是否平衡。 B．驱动板的更换，需仔细核对插头与插座的编号是否一致，是否有插座是的 C．主控板的更换。更换主控板后，需设置变频器的应用参数，电机参数，保 护参数。 D．PG卡的更换。需核对接线端子是否正常。如果换卡后电机启动有震动，不 能正常旋转，则需将A、B相对调 E．G5或G7系列通讯般的更换，只需核对变频器硬件站号设置的拨码开关。 检查通讯指示灯是否正常。 F．676H5系列变频器，通讯板CP916A是一单独CPU，更换后，需上传配置程 序（无硬件站号开关）

  29. YASKAWA变频器 656DC5检测要领 组合式变流器是几组并联使用的，拆除一个可以继续作业，但整机功率要降低，不能满负荷运行，拆装时注意交流电源相序不要接错，O2-004设置 676H5检测，应急方式与DC5近似，拆除其中一组时，不能在中间有空头，要把后面的调整到前面。

  30. YASKAWA变频器 变频器主要参数的含义 1．更换主控板后，首先选择变频器的A参数进行设置 A1-01=4 A1-03=3（1号电机） 2． B1-01=3 B1-02=3 3． C1-01=0（加速时间） C1-02=0（减速时间） 4． E1- （电机设置参数） E2- （电机运行参数） 5． F1-01 （编码器脉冲数确认） 6． H1 （输入端子定义） H2 （输出端子定义） 7． L1，L6，L7 （保护参数设置） 8． O参数 （变频器容量选择及显示参数）

  31. YASKAWA变频器 典型案例1 变频器无故障显示，但不能高速运行。我公司曾有一台RTG大车机构变频器运行正常，就是电机无法达到高速运行，经检查INVERT无故障，参数设置正确，调速输入信号正常，经上电运行测试，INVERT直流母线电压只有450V左右（正常值为580~600V），再测输入侧，发现缺一相，故障原因是输入侧一相接触不良造成。造成输入缺相不报警仍然在低频段工作，是因为该变频器母线电压下限是400V，当母线电压降至400V以下时，变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时，直流母线电压为380V×1.2=452V,大于400V,在变频器不运行时,由于平波电容的作用,直流电压也可达到正常值,所以变频器不会报故障。而变频器采用PWM控制技术,调压调频的工作在逆变桥完成,因此在低频段输入缺相仍可以正常工作,但因输入电压、输出电压低，造成电机转矩低，频率上不去，就无法高速运行。

  32. YASKAWA变频器 典型案例2 直流母线DC BUS电压超过容许值，具体原因分析如下：         如果变频器驱动大惯性负载，尤其重载下放，逆变器使电机快速减速时，即再生制动过程中，变频器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，负载电机变频器处于发电状态，机械能转化为电能，并被变频器直流侧的平波电容吸收，当这种能量足够大时，就会产生所谓的“泵升现象”，变频器直流侧会超过直流母线的最大电压而跳闸。         其处理方法：可以采取停止变频器运转或停止快速减速方法，防止过电压，此时应将减速时间参数设置长些或增大制动电阻或增加家制动单元。当然在QC中，还应检查能量回馈单元（CONVERTER）；也有可能网侧容量不够，即高压侧变压器容量不够，容易产生系统谐振。

  33. 绝缘栅双极型晶体管IGBT 场效应管 双极型功率晶体管 开关高速 大电流 IGBT

  34. 绝缘栅双极型晶体管IGBT • 绝缘栅双极晶体管结合了MOSFET和BJT各自的优点： • 可靠性高 • 功率大 • 输入阻抗高 • 开关速度快 • 通态电压低 • 耐压高 • 驱动电路简单 • 保护容易

  35. IGBT故障 西门子变频器(6SE7023)： 故障代码：F025、F026、F027、F002、F011 富士变频器(5000VG7S)： 故障代码：DCF 安川变频器(G7)： 故障代码：PUF

  36. IGBT故障 通过对多例变频器故障的分析，发现变频器的功率输出元件IGBT，快速熔断器，驱动板是故障发生时的易损元件，总结故障原因主要为以下两类： 1：变频器输出侧短路（变频器至电机引线对地或相间短路，电机绕组绝缘损坏）损坏IGBT，快速熔断器，驱动板。 2：主控板故障造成误触发，损坏IGBT，快速熔断器，驱动板。

  37. IGBT故障 以YASKAWA 变频器的Varispeed G7为例： 当变频器报PUF故障时，快速熔断器损坏的同时，IGBT也会损坏，甚至损坏驱动板。 IGBT是高频开关元件，工作频率高，动态相应快，以保证变频器的良好的输出特性，当故障发生时，因短路或误触发产生一个瞬时尖峰电流，变频器监测回路从监测，判断，到执行虽然很快，但速度还是低于IGBT的动态响应，IGBT一般在这个过程损坏击穿，IGBT击穿后，直流母线与输出相之间的快速熔断器会动作，来避免故障范围的扩大，但熔断器是热熔元件，参数特性一致性不是很好，所以当熔断器的动作时间稍有延迟，会造成短路电流急剧上升，IGBT炸裂，输出极（C极）与控制极（G极）短路损伤驱动板。在维修中，要仔细测量，认真分析，准确判断出故障发生的原因，以免更换元件再次损坏。

  38. IGBT故障 以YASKAWA 变频器的Varispeed G7为例： 当变频器报PUF时，先断开变频器输入电源，从操作器屏幕查看一下U3和U2参数（故障历史及故障发生时电机的各项状态）判断出故障时电机的状态，然后断开控制电源，待变频器的充电指示灯熄灭，拆下变频器输出线，用万用表（最好是指针式）10K档分别测量变频器输出端（U，V，W三相）对直流母线（＋，-）的阻值，正常时U，V，W三相对直流母线的阻值（正向，反向）应平衡，若U，V，W其中任意一相对母线的阻值趋于零则说明此相桥臂的IGBT已击穿，应进一步检查变频器内部，观察IGBT是否炸裂，测量IGBT的G极对C极的阻值应不小于10欧姆，可初步判断出驱动板大致完好，下一步检查RC阻容吸收模块及浪涌吸收电阻（10欧姆），看有无击穿现象，只有这些环节全部检查完毕，确认后再更换损坏件，不可盲目更换熔断器，通电试车，以免造成更大损失。

  39. IGBT故障 以YASKAWA 变频器的Varispeed G7为例： IGBT测试方法： 用万用表（指针）的100K档测IGBT的C端与E端，红表棒在E端黑表棒在C端。呈正常时阻值无穷大，这时用手同时触摸C极与G极，表针应停在中间位置左右，再用手同时触摸G极与E极表针应回到无穷大位置，表明IGBT能触发导通和关断。反之如阻值趋于零，触发无效，关断无效，都说明IGBT已损坏。

  40. IGBT测试方法 C 1、万用表的表榜正反测G、e两极及G、c两极的电阻，对于正常的IGBT管（正常G、C两极与G、c两极间的正反向电阻均为无穷大； 2、用万用表的电容档测量IGBT的G-E端（西门子的一般在500～700nf之间）； 3、把G-E两端短接，用兆欧表测量耐压（根据变频器的直流母线电压来选择量程）； G E

  41. 霍尔元件的测试方法 霍尔元件有电源，信号输出端，最好测量其输出电压，变频器在STOP状态下，电流应该是0A，这时霍尔输出电压也应该是0V，如果测的电压有，一般这只就坏了，测量电阻和正常的霍尔对比也是一个方法，但实际看来坏的霍尔和好的电阻都差得不多，它的坏其实一般是上面的电位器阻值变化所致，导致取样电压点变化,CPU误检测出现保护,千万不要试着修霍尔，因为弄不好，会把模块炸了，在路检查输出电压是最好的方法

  42. 谢谢！

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