基于在线电压检测的变频器故障诊断技术

【前言】基于在线电压检测的变频器故障诊断技术由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。产生欠电压的原因如果电网质量不好，有瞬间电压跌落，那势必会造成母线电压过低。在大型设备起动过程中，也难免造成电网电压降低。偶尔出现的瞬间的电压跌落很难捕捉到，这为故障的诊断增加了难度。在电机加速时，电动机从变频器获得电能，并将其转化成动能。如果加速...

变频器在运行中出现过电压、欠电压、断相、都可以通过测量变频器的在线电压分析故障原因，在实际使用过程中，可以对变频器的在线测量进行分析，不必将变频器进行分解便可找出故障原因。

变频器电路过电压欠电压断相

1引言

变频器在调试与使用过程中，在电源电压正常的情况下，产生的过电压、欠电压使变频器保护功能动作，从而使变频器停止运行，导致设备无法正常工作。因此必须采取措施消除过电压，欠电压防止故障的发生。由于变频器与电机的应用场合不同，产生过电压和欠电压的原因也不相同，所以应根据具体情况采取相应的检测方法。

产生过电压的原因有电动机转速下降停车时过电压，变频器频率下降时，电动机的转速高于变频器的输出频率，电动机产生了回馈电能。变频器恒速工作时过电压一般出现在负载偏心的情况，当偏心负载在转动过程中，偏心的一面重力方向和加速度相同时，引起负载加速，使电动机回馈电能，引起过电压。这种情况我们就要在变频器上加装制动电阻，通过制动电阻将电动机的回馈电能消耗掉。

产生欠电压的原因如果电网质量不好，有瞬间电压跌落，那势必会造成母线电压过低。在大型设备起动过程中，也难免造成电网电压降低。偶尔出现的瞬间的电压跌落很难捕捉到，这为故障的诊断增加了难度。在电机加速时，电动机从变频器获得电能，并将其转化成动能。如果加速时间短，加速度很高，那么母线电压会被很快拉低，而造成欠电压故障。

2变频器的工作原理

图1为低压变频器主电路，该电路是典型的低压变频器拓扑结构，它由整流滤波、制动和逆变三大部分组成。

2.1、整流滤波电路

整流电路由 VD1～VD6共6只二极管组成三相全波整流电路，将三相交流电整流为直流电。直流电的最大值ud为线电压的幅值，其平均值在515V左右，整流后的电压电流波形如图2所示。

图1中，C1、C2是滤波电容，RL 是变频器启动限流电阻，S是 RL短路继电器。S和RL工作过程为：当变频器启动时，因电容的初始电压为零，当电源接通的瞬间，如果380V电压直接加到电容上，电容的瞬间充电电流非常大，有可能损坏整流二极管。为了限制启动充电电流，在启动的瞬间，接人限流电阻RL，当电容上电压达到正常值，S闭合，RL被短路。即RL是在启动时瞬间接通，用来保护整流二极管。

2.2、制动电路

VTB是制动开关器件，当电动机向变频器产生回馈电能，使直流母线上电压升高，当达到700V以上，VTB 导通，电流流过制动电阻，电动机的回馈电能被制动电阻所消耗，电动机得到制动转矩。

VTB工作特点为：直流母线上电压达到700V以上导通，低于700V关断，在正常电压下始终是关断的，不影响变频器正常工作。

2.3、逆变电路

逆变电路是将 515V直流电压逆变为三相交流电压。通过逆变管VT1～VT6交替开关工作，将直流电压变为等高不等宽的脉冲电压，由于这些电压的包络线为正弦交流电，即加到电动机上则等效为正弦交流电。根据变频器的u/f工作原理，频率下降时，电压下降，频率上升时，电压上升，所以变频器的输出电压是随着频率的变化而变化的。

3变频器过电压、欠电压及断相的测量

当变频器报过电压、欠电压等故障时，通常用电压测量，查出故障所在。

3.1、变频器过电压测量

变频器是否真的过电压，最简单可靠的方法就是测量直流母线上的电压。如果测量直流母线上的电压确实达到了过电压值，为变频器实报；如测量电压没有达到过电压值，则为变频器误报，变频器误报的原因多为变频器的取样检测电路有问题。

测量直流母线电压的方法是将万用表（指针表）量程开关拨至直流“l000V”挡，测量直流母线两端电压，一般变频器的过电压报警值都设计在700～780V之间，当测量值在此范围内，说明变频器确实产生了过电压故障。如果电压在540～700V以下，处于正常范围，则是变频器的电压检测电路误报。变频器产生误报是直流母线电压超过了540V，但还没有达到过电压报警的设定值而产生报警的现象。关于变频器的过电压问题，如果没有回馈电能，一般电压不会超过 540V ，超过了此值，多为变频器产生了回馈电能。在有些场合，变频器产生回馈电能的原因不明显，可将电压表较长时间接人，监视直流母线上的电压，观察电压在什么时候升高，和负载的运行状况有无对应关系等，以确定产生过电压的根源。

3.2、变频器报欠电压、断相

将变频器的三相接线端子的护罩卸掉，变频器接通电源，将万用表（指针表）量程开关拨至交流“500V”挡，分别测量三相接线端子之间的电压，应为：S～T、S～R、T～R之间的电压都为380V，如果低于340V，则为欠电压；如果有两个端子之间的电压为0，则为断相。

当 380V电压正常，电路显示欠电压，用电压表的直流“1000V”挡测量直流母线（P～N之间电压）上电压，直流母线在接线端子排上有相应的端子桩，如图3所示。

先空载测量：该电压空载在500V以上，应视为正常。

负载测量：启动变频器，给变频器加上负载，如果该电压明显下降，低于 450V，则变频器内部整流管有一只损坏，造成变频器内部整流断相。如果负载和空载电压差别不大，则为变频器内部检测电路有故障，产生误诊断。

4结束语

变频器随着时代的前进，技术发展，变频器器件的品质，功能的扩展，自动化技术的进步，也就要求我们在变频器的主要参数电压、电流、功率、频率范围、电动机转速、启动时间、制动时间等有关调试的技术基础上，掌握程序、参数的设定，熟悉变频器测试，掌握简单的故障排除，使变频器长期工作在最佳状态，减少停机故障的发生，提高变频器的使用效率。

参考文献：

[1]变频器技术与应用[J].武汉：武汉大学出版社，2012.45-47.

[2]变频器应用简明教程[J].北京：机械工业出版社，2012.34-35.

[3]变频器技术应用[J].北京：电子工业出版社，2009.78-79.

[4]变频器维修技术[J].广东：广东科技出版社，2008.