一.变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。

　　现在使用的变频器主要采用交交或交直交方式，例如最常用交直交方式(VVVF变频或矢量控制变频)，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

　　变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。

　　整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块，但不少整流电路与逆变电路二者合一的模块如富士7MBI系列。

　　整流模块损坏是变频器常见故障，在静态中通过万用表电阻挡正反向的测量来判断整流模块是否损坏，当然我们还可以用电压表来测试。

　　G9S(P9S)15kW～22kW，整流模块为(VM100BB160)它的功能除整流外还有预充电晶闸管。功率在30kW以上的整流模块为单一整流功能。功率75kW以上为多组并联整流模块。

　　平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压(电流)，一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。

　　对滤波电容进行容量与耐压的测试，我们还可以观察电容上的安全阀是否爆开。有没有漏液现象来判断的它的好坏。

　　现在变频调速器基本系用16位、32位单片机或DSP为控制核心，从而实现全数字化控制。

　　变频器是输出电压和频率可调的调速装置。提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成:频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”。运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路”，但实际使用变频器时，其维护工作也比较复杂。这里就变频器控制电路故障报警产生原因提供以下一些处理方法。

　　常用变频器在使用中，是否能满足传动系统要求，变频器参数设置尤为重要。设置不正确会导致变频器报警而不能正常工作。

　　变频器出厂时，厂家对每个参数都预设一个值，这些参数叫出厂(缺省)值。一般缺省值并不能满足大多数传动系统的要求。所以用户在正确使用变频器之前，要求对变频器参数做如下设置:

　　(1)确认电机参数设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率。这些参数可以从电机铭牌中直接得到

　　(2)变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、PID或其它方式。选定控制方式后，一般要根据控制精度需要进行静态或动态辨别。

　　(3)设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际情况选择启动方式。可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。

　　(4)给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式。面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定。当然对于变频给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和，正确设置以上参数后，变频器基本能正常工作，如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。一旦发生参数设置故障，可根据说明书进行修改参数.如果不行可数据初始化，恢复缺省值.然后按上述步骤重新设置，对于不同品牌的变频器其参数恢复出厂值方式也不同。

　　这是变频最常见故障，首先排除由于参数问题而导致的故障，例如:电流限制，加速时间过短有可能导致过流的产生。然后就必须判断是否电流检测电路问题变频器，以FVR-075G7S-4EX为例，有时看到FVR-075G7S-4EX在不接电机运行的时候面板会有电流显示，电流来自于哪里呢?这时就要测试一下它的3个霍尔传感器是否出了问题。

　　首先先要排除由于参数问题而导致的故障，例如:减速时间过短，以及由于再生负载而导致的过压等。然后可以看一下电压检测电路是否出现了故障。一般的电压检测电路的电压采样点都是中间直流母线V左右的直流)通过阻值较大的电阻降压后再由光耦进行隔离开云电竞，当电压超过一定值时，显示“5”过压(此机为数码管显示)可以看一下电阻是否氧化变值，光耦是否有短路现象。

　　首先可以看一下输入端电压是否偏低、缺相，然后看一下电压检测电路鼓掌，判断和电压相同。

　　变频器温度过高，检查变频器的通风情况，及轴流风扇运转是否良好。有些变频器有电动机温度检测装置，检查电动机的散热情况，然后检查检测电路各器件是否正常。

　　可以检测一下变频器内部器件是否有短路现象。以安川616G545P5为例，模块、驱动电路、光耦是否有问题，一般为模块和驱动的问题，更换模块修复驱动电路。“SC”故障会消除。

　　现行推出的变频器大多推出了快熔故障检测功能。特别是大功率变频器，以LGSV030IH-4变频器为例。它主要是对快熔前面后面的电压进行采样检测。当快熔损坏以后必然会出现快熔一端电压丢失，此时隔离光耦动作，出现FU报警。更换快熔就应能解决问题，特别是应该注意的是更换快熔前必须判断主回路是否有问题。

　　逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120电角度的三相交流电压。

　　逆变电路通常指的就是IGBT逆变模块(早期生产的变频器为GTR等功率模块)IGBT模块损坏也是变频器常见的故障。对于IGBT模块，我们介绍最简单的测量方法(专业不是这样测量)，用指针万用表电阻10k档表棒去触发GwEw(黑笔碰Gw，红笔碰Ew)则P到W可导通。当GwEw短路，P到W则关闭，其它各管引脚同理。

　　测量耐压值可用晶体管参数测试仪，但是要短接触发端G-E才能测C-E的耐压值。IGBT模块损坏，大多情况下会损坏驱动元器件。最容易损坏的器件是稳压管及光耦。反过来如驱动电路的元件有问题如电容漏液、击穿、光耦老化，也会导致IGBT模块烧坏或变频输出电压不平衡。检查驱动电路是否有问题，可在没通电时比较一下各路触发端电阻是否一致。通电开机可测量触发端的电压波形。但是有的变频器不装模块开不了机，这时在模块P端串入假负载防止检查时误碰触发端或其他线路烧坏模块。

　　1、频器不要装在有震动的设备上，因为这样变频器里面的主回路联接螺丝容易松动，有不少变频器就因为这原因而损坏。

　　2、接线问题：变频器输入端最好接上一个空气开头保护电流以值不能太大，以防止发生短路时烧毁不会太严重。一定不能将“N”端接地。控制线尽量不要太长。因为这样使控制板容易受电磁波干扰而产生误动作，也会导致控制板损坏，超过2米长的最好用屏蔽线。变频器旁边不要装有大电流而且经常动作的接触器，因为它对变频器干扰非常大，经常使变频器误动作(显示各种故障)。

　　三、经常要急停车的变频器最好不要依靠变频器本身刹车，而是另加刹车电阴或采用机械刹车，否则变频器经常受电机反电动势冲击，故障率会大大提高。

　　五、灰尘与潮湿是变频器的最致命杀手。最好能将变频器安装在空调房里，或装在有虑尘网的电柜里，要定时清扫电路板及散热器上的灰尘;停机一段时间的变频器在通电前最好用电吹风吹一下电路板。

　　六、某些品牌变频器当散热风扇坏了后，它不会发出过热保护，直到变频器损坏，所以当风扇有响声应该更换。

　　七、有的工厂供电是发电机发电，电压不稳定，变频器经常损坏，发电机加装稳压或过压保护装置，效果很好。

　　八、防雷也很重要。虽然很少发生，但当变频器被雷击，将损坏惨重。恒压供水的变频器最容易被雷击，因为它有一条伸向天空的引雷水管。

　　九、为防止电磁波干扰，变频器输入、输出、控制线最好用屏蔽线，屏蔽层接线方法不能错，否则作用相反，有可能的再用铁管套住，加装滤波器，调低载波频率。我们发现如果变频器开关电源的开关管是场效应管(如K系列)则其干扰会大些。

　　十、当变频器坏了以后，不要交给没有维修经验的人修理!否则可能越修越坏!有时快熔断了，一定要检查是否有问题，有的电工没有经验，马上装上一个好的快熔(绝对不能用铜线代替)，结果是变频器烧毁更厉害。按我们的经验，如果快熔断则模块大多有问题，但模块坏快熔一不定断。很多变频器功率模块、整流模块是可互相替换的。

　　十一、我们在维修变频器过程中，经常碰到有些工厂自己维修后又炸掉的变频器，而且损坏比原来更严重，更难维修。经检查，原来他们用的是维修过的模块。维修的模块用仪表是很难检测出来，各参数完全正常，但由于其内部接线粗糙，晶体管的密封硅脂打开后没法封好，这样的模块有的能用几个月，有的一开机就炸毁。

　　以上提出的一些看法如能对变频器用户有所启发与提醒，而避免一些不该出现的问题，我们将感到非常欣慰

　　1)进线又称电源协调电抗器，它能够限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，有效地保护变频器和改善其功率因数。接入与未接入进线电抗器时，变频器输入电网谐波电流的情况, 示于图1。从图1可以看出接入电抗器后能有效地抑制谐波电波。

　　2)直流电抗器LDC直流电抗器接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间，LDC能使逆变环节运行更稳定，及改善变频器的功率因数。

　　3)输出电抗器LA2接在变频器输出端与负载(电机)之间，起到抑制变频器噪声的作用。三种电抗器在变频器中的连接如图2所示。

　　进线电抗器既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染，当电源容量很大时，更要防止各种过电压引起的电流冲击，因为它们对变频器内整流二极管和滤波电容器都是有害的。因此接入进线电抗器，对改善变频器的运行状况是有好处的。根据运行经验，在下列场合一定要安装进线电抗器，才能保证变频器可靠的运行。

　　1)电源容量为600kVA及以上，且变频器安装位置离大容量电源在10m以内，如图3所示：

　　3)其它晶闸管变流器与变频器共用同一进线电源，或进线电源端接有通过开关切换以调整功率因数的电容器装置。

　　进线电抗器的容量可按预期在电抗器每相绕组上的压降来决定开云电竞。一般选择压降为网侧相电压的2%～4%，也可按表1的数据选取。

　　进线电抗器压降不宜取得过大，压降过大会影响电机转矩。一般情况下选取进线V)已足够,在较大容量的变频器中如75kW以上可选用10V压降。

　　在有直流环节的变频系统中，在整流器后接入直流电抗器可以有效地改善功率因数，配合得当可以将功率因数提高到0.95，另外，直流电抗器能使逆变器运行稳定，并能限制短路电流，所以很多厂家生产的55kW以上的变频器都随机供应直流电抗器。

　　输出电抗器的主要作用是补偿长线分布电容的影响，并能抑制变频器输出的谐波，起到减小变频器噪声的作用。有些厂家还提供有输出电抗器与无输出电抗器时，连接电机的导线是西门子公司提供的数据。

　　当选定了电抗器的额定电压降UL，再计算出电抗器的额定工作电流In以后，就可以计算电抗器的感抗XL。电抗器的感抗XL由式(3)求得：

　　电抗器铁芯截面积S与电抗器压降UL的关系，如式(4)所示：

　　由式(6)可知，根据电抗器的容量UI(=ULIn)值，选用适当的铁芯使截面积SA的积能符合式(6)的关系。

　　为了使进线电抗器有较好的线性度，在铁芯中应有适当的气隙。调整气隙，可以改变电感量。气隙大小可先选定在2～5mm内,通过实测电感值进行调整。

　　铁芯电抗器的电感量和它的工作状况有很大关系，而且是呈非线性的，所以应尽可能使电抗器处于实际工作条件下进行测量。图4所示是测量直流电抗器的电路。在电抗器上分别加上直流电流Id与交流电流I～，用电容C=200F隔开交直流电路，测出LDC两端的交流电压U～与交流电流I～，可由式(9)、式(10)式近似计算电感值L。

　　带铁芯的交流电抗器的电感量不宜用电桥测量，因为测电感电桥的电源频率一般是采用1000Hz，因此测电感电桥只可用于测量空心电抗器。

　　对于用硅钢片叠制而成的交流电抗器，电感量的测量可用工频电源的交流电压表电流表法测量，如图5所示。通过电抗器的电流可以略小于额定值，为求准确可以用电桥测量电抗器线圈内阻rL，每相电感值可按式(11)计算：

　　与变频器配套的的三种电抗器对变频器系统的稳定、可靠运行有相当大的作用，其中以进线电抗器作用最大，它能有效地保护整流逆变系统免遭过电压和浪涌电流的冲击，并能提高变频系统的功率因数，国产电抗器质量良好，造价低廉，值得推广应用。

　　电抗器是解决变频器电能质量问题的低成本方案，还可选用LC滤波器、低通滤波器、调谐谐波滤波器、矩阵滤波器，以应对变频器负载占总负载比例较大时等情况

　　在变频器的输入端，输出端加电抗器到底能起到什么作用是利大于弊还是效果不佳

　　输入侧 ：加电抗器抑制谐波干扰的作用原理主要是增加了电源阻抗，降低了由变频器产生的谐波分量，并能吸收浪涌电压和主电源的电压尖峰。故而，输入测加电抗器既能阻止来自电网的干扰，同时又能减少整流桥产生的谐波电流对电网的污染。

　　输出侧：电抗器的主要作用和目的是补偿长线路分布电容的影响，抑制变频器输出的谐波分量，降低变频器噪声的作用。长线路很容易会引起变频器输出的前行波和后行波的互激，产生高电压导致电机绝缘的损坏

　　根据电磁性的基本原理，形成电磁干扰(EMI)须具备三要素:电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。为防止干扰，可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。其中，硬件抗干扰是应用措施系统最基本和最重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制干扰，其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的藕合通道、降低系统干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。

　　1、所谓干扰的隔离，是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中，通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。

　　2、在系统线路中设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机。为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出滤波器;为减少对电源干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备，可在电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰。在变频器的输入和输出电路中，除了上述较低的谐波成分外，还有许多频率很高的谐波电流，它们将以各种方式把自己的能量传播出去，形成对其他设备的干扰信号。滤波器就是用于削弱频率较高的谐波分量的主要手段。根据使用位置的不同，可分为：

　　a、线路滤波器主要由电感线圈构成。它通过增大线路在高频下的阻抗来削弱频率较高的谐波电流。

　　b、辐射滤波器主要由高频电容器构成。它将吸收掉频率很高的、具有辐射能量的谐波成分。

　　(2)输出滤波器也由电感线圈构成。它可以有效地削弱输出电流中的高次谐波成分。非但起到抗干扰的作用，且能削弱电动机中由高次谐波谐波电流引起的附加转矩。对于变频器输出端的抗干扰措施，必须注意以下方面：

　　a、频器的输出端不允许接入电容器，以免在逆变管导通(关断)瞬间，产生峰值很大的充电(或放电)电流，损害逆变管;

　　b、输出滤波器由LC电路构成时，滤波器内接入电容器的一侧，必须与电动机侧相接。

　　3、屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽，不让其电磁干扰泄漏;输出线最好用钢管屏蔽，特别是以外部信号控制变频器时，要求信号线m以内)，且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路线V)及控制线V)完全分离，决不能放于同一配管或线槽内，周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效，屏蔽罩必须可靠接地。

　　4、正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰，又能降低设备本身对外界的干扰。在实际应用系统中，由于系统电源零线(中线)、地线(保护接地、系统接地)不分、控制系统屏蔽地(控制信号屏蔽地和主电路导线屏蔽地)的混乱连接，大大降低了系统的稳定性和可靠性。

　　对于变频器，主回路端子PE(E、G)的正确接地是提高变频器抑制噪声能力和减小变频器干扰的重要手段，因此在实际应用中一定要非常重视。变频器接地导线m以内。建议变频器的接地与其它动力设备接地点分开，不能共地。

　　5、采用电抗器在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量(5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等所)所占的比重是很高的，它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外，还因为它们消耗了大量的无功功率，使线路的功率因数大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同，主要有以下两种：

　　(2)直流电抗器串联在整流桥和滤波电容器之间。它的功能比较单一，就是削弱输入电流中的高次谐波成分。但在提高功率因数方面比交流电抗器有效，可达0.95，并具有结构简单、体积小等优点。

　　在变频器日常维护过程中，经常遇到各种各样的问题，如外围线路问题，参数设定不良或机械故障等一系列问题，同时也有可能是变频器出现故障。如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。

　　找到变频器内部直流电源的P端和N端，找万表调到电阻X10档，红表棒接到P，黑表棒分别接到R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到P端，红表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端，重复以上步骤，都应行到相同结果。如果有以下结果，可判定电路已出现异常，①阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。②红表棒接P端时，电阻无穷大，可以判定整流桥故障或起动电阻出现故障。

　　将红表棒接到P端，黑表棒分别接U、V、W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻基本相同，相反应该为无穷大。将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可以确定逆变模块故障。

　　在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。在上电前后必须注意以下几点。

　　1.上电之前，须确认输入电压是否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机(炸电容、压敏电阻、模块等)。

　　2.检查变频器各接播口是否已正确连接，连接是否有松动，连接异常有时可能导致变频器出现故障，严重时会出现炸机等情况。

　　4.如未显示故障，首先检查参数是否异常，并将参数复归后，进行空载(不接电机)情况下启动变频器，并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况，则模块或驱动板等有故障。

　　5.在输出电压正常(无缺相、三相不平衡)的情况下，带载测试。测试时，最好是满负载测试。

　　一般是由二电网电压或内部短路引起，在排除内部短路的情况下，更换整流桥。在现场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网有污染的设备等。

　　一般是由于电机或电缆损坏及驱动故障引起。在修复驱动电路之后，测驱动波形良好状态下，更换模块。在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及连接电缆。在确定无任何故障下，运行变频器。

　　一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起，如启动电阻损坏，也有可能是面板损坏。

　　一般由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检测点，更换损坏的器件。开云电竞