变频器故障检查的原理分析法

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    原理分析法是故障排除的最根本方法，其他检查方法难以奏效时，可以从电路的基本原理出发，一步一步地进行检查，最终查出故障原因。运用这种方法必须对电路的原理应有清楚的了解，掌握各个时刻各点的逻辑电平和特征参数（如电压值、波形），然后用万用表、示波器测量，并与正常情况相比较，分析判断故障原因，缩小故障范围，直至找到故障。运用这种方法要求维修人员有较高的水平，对整个系统或各部分电路有清楚、深入的了解才能进行。

    总的来说，对有故障的变频器进行检查要从外到内，由表及里，由静态到动态，由主回路到控制回路。虽然检查变频器故障的方法很多，实际检修中到底采用哪一种检查方法更有效，要看故障现象的具体情况而定。

    检修变频器时，通常先采用直观法，一些典型的故障，往往用直观法检测就能一举奏效。对于较隐蔽的故障，可以采用示波器法。对不便于测试的故障，常采用替换法、短路法和分割法。这些方法的应用，往往能把故障压缩到较小范围之内，使维修工作的效率提高．要强调的是每一种检测方法都可以用来检测和判断多种故障；而同一种故障又可用多种检测方法来进行检修。检修时应灵活地运用各种检测方法，才能保证检测工作事半功倍：

    当找出变频器的故障点后，就要着手进行修复、试运行、记录等，然后交付使用，但必须注意以下事项：

    1)在找出故障点和修复故障时，应注意不能把找出的故障点作为寻找故障的终点，还必须进一步分析查明产生故障的根本原因。

    2)找出故障点后，一定要针对不同故障情况和部位相应地采取正确的修复方法。

    3)在故障点的修理工作中，一般情况下应尽量做到复原。

    4)故障修复完毕，需要通电试运行时，应按操作步骤进行操作，避免出现新的故障。

    5)每次排除故障后，应及时总结经验，并做好维修记录。记录的内容包括：变频器型号、编号、故障发生的日期、故障现象、部位、损坏的电子元器件、故障原因、修复措施及修复后的运行情况等。记录的目的是对维修经验的总结，以作为档案以备日后维修时参考，并通过对历次故障的维修过程经验的积累，提高维修水平和维修的实际操作技能。

    总之，检修过程是一种综合性分析的过程，它建立在对电路结构的深刻理解、正确无误的逻辑思维判断和熟练的操作技能之上。因判定故障要有良好的技术知识作为基础，只有认真掌握检修的一般规律，并不断地总结积累经验，才能准确、及时发现问题和解决问题。另外，查找故障时，尽量拓宽自己的思路，把各方面能造成故障的因素都想到，仔细地分析和进行排除。在实际检修时，寻找故障原因的方法多种多样，这些方法的使用可根据设备条件、故障情况灵活掌握，对于简单的故障用一种方法即可查找出故障点，但对于较复杂的故障则需采取多种方法互相补充、互相配合，才能迅速准确找出故障点。

    变频器是由众多的半导体电子元件、集成电路、电力电子元器件和电器元件组成的复杂装置，多采用单元化或模块化结构形式。它由主回路、逻辑控制回路、电源回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成。由于变频器电路板多采用SMT表面贴装技术，在变频器故障诊断中，因检测仪器、技术资料及技术水平等因素，在工程上一般只限于根据故障情况找出故障的单元或模块，即只作单元级或板级检查维修。

    尽管变频器已采用多种新型部件和优化结构，但从目前的元器件技术水平和经济性考虑，仍不可避免采用寿命相对较短的零部件。与此同时，还不排除零部件受到安装环境的影响，其寿命可能比预期的10年以上要短。变频器的可靠性遵循着“浴盆曲线”特性，变频器的故障率与使用时间的关系如图1所示。

    图1    变频器的故障率与使用时间的关系

    在图1中所示的初期故障是指变频器在安装调试和初期运行阶段，由于元器件的某种缺陷或某种外部原因而发生的故障。因变频器所用的元器件经过元器件制造厂家出厂检测，变频器生产厂家进厂入库前的抽样检测，以及经过变频器出厂前严格的整机检测，使变频器故障率降低到最低程度。由于个别元器件存在隐患和现场安装及初期运行时的误操作，致使这一期间变频器故障率较高。

    当变频器投入正常使用后，在较长的一段时间内出现故障的情况明显减少，这时的故障可能是变频器内部某个器件发生突发性故障，也可能是由于使用环境差，使变频器内部进水或金属屑以及灰尘、潮湿引起的故障。由于偶然性强，较难预料，故称为偶发故障。一般来说，在开发设计阶段有针对性地增加零部件的额定余量，在使用阶段加强维护保养是解决偶发故障的主要手段。

    磨损故障是临近使用寿命后期发生的故障，主要特征是随着时间的推移故障率明显增加。为了延长变频器的使用寿命，需要对变频器进行定期的检查和保养，在预计元器件即将到达使用寿命时进行更换，做到有备无患。

    由于使用方法不正确或参数设置不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或无法达到预期的运行效果。在变频调速系统发生故障时，应对故障原因进行认真分析，在排除变频器外围电路和机械部分故障后，针对变频器的电路结构，结合故障现象和变频器硬件回路框图，按单元电路对故障进行分析和诊断。