变频器的使用注意事项

变频器的使用注意事项、常见故障分析及维护保养

概述

变频器的英文译名是VFD（Variable-frequency Drive），是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。由于变频器能适应生产工艺的多方面要求，交流变频调速技术已经上升为工业自动化控制的主流，交流调速系统的性能已经可以和直流调速系统相匹敌，甚至可以超过直流系统。由于变频器具有调速性能好、调速范围宽和运行效率高，使用操作方便，且宜于同其它设备接口等一系列优点，所以应用越来越广泛。使用注意事项

1、变频器不能直接用在防爆场所，但可以将变频器放在不需

防爆的控制室或配电间内，将输出电源线接到防爆电机，这样就可以间接用在防爆场所。

2、必须正确选择U/F、转矩补偿TRQ曲线及起、制动时间，

以免造成大电流冲击。

3、不能将电源接线端子（R、S、T）与电机接线端子（U、V、

W）相互接错，否则会损坏变频器。特别在初次使用时，必须认真检查接线是否正确。

4、电机与变频器之间不能装设补偿电容器、浪涌抑制器等容

性器件，以防其充电电流产生过流而损坏变频器，可装直

流电抗器，能有效改善功率因数。

5、电机与变频器相连时，不能用兆欧表测电机绝缘，因为兆

欧表的输出电压较高，会使变频器内部的逆变器承受过压而损坏。

6、变频器应可靠接地，使用漏电开关时，应选用对谐波电流

不敏感的漏电开关。

7、变频器应按标准留有通风间隙，并控制环境温度在40℃以

下，集中安装时应考虑设空调设备。

8、断电后，变频器内部的电容仍有一段时间积存高电压，应

待“CHARGE”灯（红色）熄灭后，方可进行维护检修，以免发生危险。

9、变频器的瞬间停电保护功能需加强，因为当电源电压瞬间

大幅度跌落或瞬时停电马上又恢复供电时，变频器中的逆变器有极大可能换流失败，造成大功率晶体管烧坏。10、如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远

超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为了防止失速，当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。

11、尽量避免用离合器连接负载，因为在连接的瞬间，电机

从空载状态向转差率大的区域急剧变化，流过的大电流导致变频器过电流跳闸，不能运转。

12、在同一工厂内，尽量避免大型电机一齐起动，因为电机

起动时将流过和容量相对应的起动电流，电机定子侧的

变压器产生电压降，电机容量大时此压降影响也大，连

接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断，

因而有时保护功能（IPE）动作，造成停止运转。

13、不应高频起动电机，如果给定频率过高则同工频电源直

接起动的条件相近。将流过大的起动电流（6~7倍额定

电流），由于变频器切断过电流，电机不能起动。

14、使用带制动器的电机时，制动器励磁回路电源应取自变

频器的输入侧，要在变频器停止输出后再使制动器动作。

因为变频器正在输出功率时制动器动作，将造成过电流

切断。

15、对于恒转矩特性的负载，若想基速以上运行时，需要相

应增大变频器及电机的容量。

16、电子元器件对静电是非常敏感的，如被静电放电破坏后，

将造成电子元器件软击穿，软击穿会导致线路板无法正

常工作。所以在更换线路板时必须注意，不能触摸线路

板，最好工作之前戴好接地手环，将腕带直接接地，确

保人体处于零电位，以防止人体的静电对线路板造成损

坏。如没有接地手环，在更换线路板时可用手摸一下变

频器金属外壳，使人体的静电通过变频器外壳放掉(其金

属外壳导静电)。

常见故障分析

1、主回路常见故障分析

主回路主要由三相整流桥、平滑电容器、滤波电容器、IPM逆变桥、限流电阻等元件组成。其中许多常见故障是由电解电容引起。电容器的寿命会直接影响到变频器的使用寿命，一般温度每上升10 ℃，寿命减半。电容的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定，内部的温度对电解电容器的寿命起决定作用。适当的环境温度、采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流，从而延长电解电容器的寿命。当测量静电容量低于额定值的80%，绝缘阻抗在5 MΩ以下时，应考虑更换电解电容器。

另一常见故障是过流跳闸。首先应区分是由于负载原因，还是变频器的原因引起的。可通过历史记录查询在跳闸时的电流，超过了变频器的额定电流，而三相电压和电流是平衡的，则应考虑是否有过载或突变，如电机堵转等。在负载惯性较大时，可适当延长加速时间，若跳闸时的电流，在变频器的额定电流范围内，可判断是IPM模块或相关部分发生故障。首先可以通过测量变频器的主回路输出端子U、V、W，分别与直流侧的P、N端子之间的正反向电阻，来判断IPM 模块是否损坏。如模块未损坏，则是驱动电路出了故障。如果减速时IPM模块过流或变频器对地短路跳闸，一般是逆变器的上半桥的模块或其驱动电路故障；而加速时IPM模块过流，则是下半桥的模块或其驱动电路部分故障。另一方法，

是断开变频器与电机的连接，给定一个输出，测量输出端子U、V、W的线（相）电压是否缺相，由此可判断是否功率元件烧坏。发生这些故障的原因，多是由于外部灰尘进入变频器内部或环境潮湿、高温及输入电压或制动再生电压过高引起。

2、控制回路常见故障分析

控制回路影响变频器寿命的是电源部分，电源电路板给控制回路、IPM驱动电路和表面操作显示板以及风扇（有些变频器）等提供电源，这些电源一般都是从主电路输出的直流电压，通过开关电源再分别整流而得到的。因此，某一路电源短路，除了本路的整流电路受损外，还可能影响其他部分的电源，如由于误操作而使控制电源与公共接地短接，致使电源电路板上开关电源部分损坏，风扇电源的短路导致其他电源断电等。一般通过观察电源电路板或指示灯就比较容易发现。

逻辑控制电路板是变频器的核心，它集中了CPU、RAM、EEPROM等大规模集成电路，具有很高的可靠性，本身出现故障的概率很小，但有时会因开机而使全部控制端子同时闭合，导致变频器出现EEPROM故障，这只要对EEPROM重新复位就可以了。

IPM电路板包含驱动和缓冲电路，以及过电压、缺相等保护电路。从逻辑控制板来的PWM信号，通过光耦合将电

压驱动信号输入IPM模块，因而在检测模快的同时，还应测量IPM模块上的光耦。

3、冷却系统常见故障分析

冷却系统主要包括散热片和冷却风扇。其中冷却风扇寿命较短，临近使用寿命时，风扇产生震动，噪声增大最后停转，变频器出现IPM过热跳闸。冷却风扇的寿命受限于轴承，大约为10000～35000 h。当变频器连续运转时，需要2～3年更换一次风扇或轴承。

4、由于外部的电磁感应干扰所引起的故障

如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。减少干扰的具体方法有：加装防止冲击电压的吸收装置，如RC浪涌吸收器，其接线不能超过20 cm；尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主回路分离；变频器距离电动机很远时（超过100 m），这时一方面可加大导线截面面积，保证线路压降在2%以内，同时应加装变频器输出电抗器，用来补偿因长距离导线产生的分布电容的充电电流。变频器接地端子应按规定进行接地，必须在专用接地点可靠接地，不能同电焊、动力接地混用；变频器输入端安装无线电滤波器，减少输入高次谐波，从而可降低从电源线到电子设备的干扰；同时在变频器的输出端也安装无线电滤波器，以降低其输出端的线路噪声。

维护保养

在实际应用中，变频器受周围的温度、湿度、振动、粉尘、腐蚀性气体等环境条件的影响，其性能会有一些变化。如使用合理、维护得当，则能延长使用寿命，并减少因突然故障造成的生产损失。如果使用不当，维护保养工作跟不上去，就会出现运行故障，导致变频器不能正常工作，甚至造成变频器过早的损坏，而影响生产设备的正常运行。

1、日常维护

对于连续运行的变频器，可以从外部目视检查运行状态。定期对变频器进行巡视检查，检查变频器运行时是否有异常现象。通常应作如下检查：

(1)环境温度是否正常，要求在-10℃～+40℃范围内，以25℃左右为好；

(2)变频器在显示面板上显示的输出电流、电压、频率等各种数据是否正常；

(3)显示面板上显示的字符是否清楚，是否缺少字符；

(4)用测温仪器检测变频器是否过热，是否有异味；

(5)变频器风扇运转是否正常，有无异常，散热风道是否通畅；

(6)变频器运行中是否有故障报警显示；

(7)检查变频器交流输入电压是否超过最大值。极限是418V(380V×1.1)，如果主电路外加输入电压超过极限，即使

变频器没运行，也会对变频器线路板造成损坏。

2、定期检查

利用大修时间，将检查重点放在变频器日常运行时无法巡视到的部位。

(1)作定期检查时，操作前必须切断电源，变频器停电后待操作面板电源指示灯熄灭后，等待4min(变频器的容量越大，等待时间越长，最长为15min)使得主电路直流滤波电容器充分放电，用万用表确认电容器放电完后，再进行操作。

(2)将变频器控制板、主板拆下，用毛刷、吸尘器清扫变频器线路板及内部IGBT模块、输入输出电抗器等部位。线路板脏污的地方，应用棉布沾上酒精或中性化学剂擦除。

(3)检查变频器内部导线绝缘是否有腐蚀过热的痕迹及变色或破损等，如发现应及时进行处理或更换。

(4)变频器由于振动、温度变化等影响，螺丝等紧固部件往往松动，应将所有螺丝全部紧固一遍。

(5)检查输入输出电抗器等是否过热，变色烧焦或有异味。

(6)检查中间直流回路滤波电解电容器小凸肩(安全阀)是否胀出，外表面是否有裂纹、漏液、膨胀等。一般情况下滤波电容器使用周期大约为5年，检查周期最长为一年，接近寿命时，检查周期最好为半年。电容器的容量可用数字电容表测量，当容量下降到额定容量的80%以下时，应予更换。

(7)检查变频器绝缘电阻是否在正常范围内(所有端子与

接地端子)，注意不能用兆欧表对线路板进行测量，否则会损坏线路板的电子元器件。

(8)将变频器的R、S、T端子和电源端电缆断开，U、V、W端子和电机端电缆断开，用兆欧表测量电缆每相导线之间以及每相导线与保护接地之间的绝缘电阻是否符合要求，正常时应大于1MΩ。