通用变频器维修培训.docx

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通用变频器维修培训

通用变频器——维修培训

目录

一、日常检查与维护

二、元器件检测

三、故障信息与故障分析

四、故障对策

五、EV2000结构与接口

日常检查与维护

变频器是以半导体元件为中心构成的静止装置，由于温度、湿度、尘埃、振动等，

使用环境的影响，以及其零部件常年累月的变化、寿命等原因而发生故障，为了防患于

未然必须进行日常检查和定期检查。

1、日常检查

基本上是检查运行中是否有异常现象：

①安装地点的环境是否有异常？

②冷却系统是否正常？

③变频器是否有异常振动、异常声音？

④是否有异常过热、变色？

是否有异味？

⑤电动机是否有异常振动、异常声音和过热？

是否有异味？

2、定期检查

检查不停止运行就不能检查的部位和需要定期检查的部位。

根据使用环境，可以3个月或6个月对变频器进行一次定期检查。

检查内容：

①冷却系统是否有异常？

清扫电路板灰尘与风道灰尘。

②紧固检查及加固。

由于振动、温度变化等影响，螺钉、螺栓等紧固部分往往松动，要仔细确认后实施；

③导体、绝缘物是否有腐蚀、破损？

④确认保护回路等的动作，确认各部的动作波形；

⑤测量绝缘电阻；

⑥检查与更换冷却风扇、平滑电容器、接触器、继电器；

⑦对于TD2100如果采用内置液位传感器实现进水池液位检测，建议每月

检查和清理一次检测电极。

零部件的更换

变频器易损件主要有冷却风扇和滤波用电解电容器，其寿命与使用的环境及保养状况密切相关。

①冷却风扇

用于主回路半导体元件等发热器件冷却的风扇，寿命时间为3～4万小时因此对于运行时间

较长运转的装置，通常需要以3年一次的周期更换冷却风扇或轴承。

另外检查时如发现异常声音、异常振动，同样需要更换。

②电解电容器

在主回路直流部作为滤波使用大容量电解电容，由于脉动电流等影响，其特性要劣化。

劣化

受周围温度及使用条件很大影响，在有空调的一般环境条件下使用时，大约5年需要更换一次。

电容器的劣化经过一定时间后发展迅速，检查周期最低为1年，接近寿命时最好为半年以内。

检查时外观的判断基准为；

◆外壳的状态：

外壳侧面、底面的膨胀；

◆封口板的状态：

明显的弯曲、严重的裂痕；

◆防爆阀的状态：

阀的膨胀显著、已经动作过；

◆其他：

外表裂痕、变色、漏液，定量的判断，电容器容量下降到

额定容量85%以下时为其寿命。

二、元器件检测

变频器工作原理

•变频器的工作原理如上图所示。

变频器输入为交流市电，其电压波形为Uin:

交流市电经过D1——D6六只二极管组成贩整流桥整流及电容C1、C2滤波成直流电，其电压波形为Ude;直流电再经过T1——T6六只IGBT及续流二极管组成的逆变模块逆变成频率可变、电压可变的交流电，其电压波形Uout为脉宽调制波。

•各组成部分及功能

1、整流桥：

整流部分由六只整流管组成三相整流桥，将电源的三相交流全波整流成直流。

如电源的线电压为UL；则三相全波整流后的平均电压Ud的大小为：

Ud=1.35*UL

我国三相电源的线电压为380V，故全波整流后的平均电压：

Ud=1.35*380=513V.

2、滤波电容器C5、C6：

滤波电容的功能是：

滤平全波整流后的电压纹波；当负载变化时使直流电压保持平稳。

3、缓冲电阻R1与接触器触点开关J1：

在变频器合上电的瞬间，滤波电容器C5、C6上的充电电流比较大。

过大的冲击电流将可能导致三相整流桥损坏；同时，也使电源电压瞬间下降而受到“污染”。

为了减小冲击电流，在变频器刚接通电源的一段时间里，电路内串入缓冲电阻R1，以限制电容器C5、C6上的充电电流。

当滤波电容器C5、C6充电电压达到一定程度时，令J1接通，将R1短路掉。

4、逆变模块：

逆变模块由六只IGBT管和六只续流二极管组成。

通过控制IGBT管的开关顺序和开关时间，变频器将直流电变成频率可变、电压可变的交流电，电压波形为脉宽调制波。

元器件检测

主回路器件损坏常用判断方法：

1、整流桥:

可采用万用表的二极管测量档判断

2、电容:

可观察外观、用模拟表电阻档测充放电特性或万用表测电容档

3、变压器:

用万用表电阻档检测是否断路、依据温升判断匝间短路等

4、接触器:

检测线圈是否断路、触点是否接触良好

5、逆变桥:

IPM采用万用表的二极管档测量判断

功率模块检查方法：

1、拆下与外连接的电源线（R、S、T）和电机线（U、V、W）；

2、准备好万用表（使用档次为1欧电阻测量档或二极管测量档）；

3、在变频器的端子排R、S、T、U、V、W、P、N处，交换万用表极性，

测定它们的导通状态，便可判断其是否良好。

注意：

1、测定时必须确认滤波电容放电以后，才能进行检测；

2、不导通时，将指示为∞，由于滤波电容的影响会瞬间导通，有时不指示∞，

导通时指示几十欧，决定于模块种类、数量、万用表种类等，

其数值不同，但各项指数几乎相等时，认为是良好。

故障信息

1加速过电流保护（E001）

A.变频器加速失速过流

变频器输出电流≥变频器额定电流×失速过流点且持续时间≥1分钟；

输出的最后时刻为加速过程。

B.加速过程中满足

变频器输出电流≥过流保护点（1.8—1.9倍额定电流）

2减速过电流保护（E002）

减速过程中有因失速引起的过流保护和纯粹电流过大引起的过流保护。

E002故障产生的条件有下列几种方式：

A.变频器减速失速过流。

变频器输出电流≥变频器额定电流×失速过流点且持续时间≥1分钟；

输出的最后时刻为减速过程。

B.减速过程中满足

变频器输出电流≥过流保护点

3恒速过电流保护（E003）

E003故障产生的条件如下：

运行过程中满足：

变频器输出电流≥过流保护点

4变频器加速过电压保护（E004）

FL.02，是否选择失速过压保护，等于1选择，等于0则不选择。

FL.03，设置失速过压保护点，范围120~150%，FL.03乘以537V即是进行保护时的实际母线电压。

E004故障的产生有以下几种情况：

A.FL.02过压失速功能选择允许，直流母线电压≥537V×失速过压点（FL.03）且持续时间≥1分钟

B.直流母线电压值≥过压保护点（760V，电压误差范围±3%）

5变频器减速过电压保护（E005）

FL.02，是否选择失速过压保护，等于1选择，等于0则不选择。

FL.03，设置失速过压保护点，范围120~150%，FL.03乘以537V即是进行保护时的实际母线电压。

E005故障的产生有以下几种情况：

A.FL.02过压失速功能选择允许，直流母线电压≥537V×失速过压点（FL.03）且持续时间≥1分钟

B.直流母线电压值≥过压保护点（760V，电压误差范围±3%）

6变频器恒速运行过电压（E006）

变频器恒速运行过程中监测直流母线电压，当满足下面条件时，

直流母线电压≥过压保护点

7控制电源过电压保护（E007）

变频器检测辅助电源输出电压，当该输出超过设定值时，变频器应能

实现保护并显示故障代码E007。

不同的变频器辅助电源的接法不一样。

22KW（及22KW以下功率等级）

变频器辅助电源接在直流母线上，所以22KW变频器实际上检测的仍是

母线电压，从30KW变频器开始，控制电源由交流输入经整流获得。

因此，控制电源过电压的检测分两种情况：

（1）大于或等于30KW的变频器在运行过程中，或者停机状态下，都检测

控制电源过电压；

（2）小于或等于22KW的变频器，在停机状态下检测控制电源过电压，

但在运行过程中不检测，而且只在停机1分钟后才检测控制电源过电压。

变频器在刚上电时都检测控制电源过电压，但要在上电1分钟后才报警。

故障条件：

控制电源直流母线电压值≥1.49×537V＝800V

CVD、DBVD检测对应为1V输出对应200V实际电压值。

8输入侧缺相（E008）

变频器通过硬件电路检测三相输入电压，在输入缺相时不影响接触器释

放时1-2S内，给出输入缺相保护；如果在输入缺相时的重载情况下，20ms内

的缺相不做保护，超过20ms并引起接触器释放情况时立即实施保护，防止烧

坏充电电阻，并显示故障代码E008。

9输出侧缺相（E009）

变频器运行中检测输出电流，如果某相输出电流和其它两相的差别超过

一定值时，变频器能实现保护并显示故障代码E009。

变频器软件设定只有输出电流大于变频器额定电流的20％时，才进行输出

缺相检测，并且经过一定时间的延迟后（约1分钟），才实现缺相保护。

10IPM故障保护（E010）

当IPM出现过流、过温、控制电压欠压中任意一种或检测到输出对地短路

或三相输出严重不平衡时，系统产生FO信号，显示E010。

具体保护点为（若非特殊说明，仅指散热器温度为25℃）：

①短路或过流：

125%×Ic±2%；②过温：

T=115℃±2%；

③控制电压欠压：

低于19.5V（55KW/75KW）;

④输出对地短路或三相输出严重不平衡：

30%×Ic±2%；

11IPM散热器过热（E011）

当IPM散热器温度过高时，变频器应能实现保护并显示E011故障。

45KWG型及其以下功率等级的变频器，采用热敏电阻直接检测

散热器的温度，所以IPM散热器保护温度设定为＋83℃（±5℃）；

55KWG型及其以上功率等级的变频器，直接利用模块内部引出的结温信号，因此IPM散热器保护温度设定为＋90℃。

12整流桥散热器过热（E012）

整流桥散热器温度过高时，变频器应能实现保护并显示E012故障。

整流桥保护温度设定为＋80℃（±5℃）。

对于55KWG型及其以上功率等级的变频器才有整流桥散热器

温度检测，45KWG型及其以下功率等级的变频器此功能码无效，

因此只有55KWG型及其以上的变频器才有整流桥散热器过热保护。

13变频器过载保护（E013）

变频器在运行过程输出电流大于变频器额定电流，但不到变频器过流点，

在运行一段时间后会产生过载保护。

变频器过载保护按反时限曲线不同分为G型和P型，该曲线在出厂时由

机型参数唯一确定，用户不能更改。

14电机过载保护（E014）

变频器在运行过程输出电流大于电机的额定电流，在一定时间内产生

电机过载保护。

FL.01＝（负载电机额定电流/变频器额定输出电流）×100％

FL.00功能码用来选择电机过载保护方式，

FL.00=0，电机过载不保护；

FL.00=1，选择了带低速补偿特性的普通电机，

f≤30Hz时：

过载保护值＝（电机额定电流×（0.015f+0.55）/变频器额定输出电流）×100％

f＞30Hz时：

过载保护值＝（电机额定电流/变频器额定输出电流）×100％

FL.00=2，选择变频电机，不用低速补偿。

15外部设备故障（E015）

变频器提供外部设备故障常开和故障常闭输入端子，当DSP检测到外部

故障端子输入时，变频器应及时保护并显示E015故障。

在非面板控制方式时，不管运行还是停止状态下，按面板STOP键，将作为

紧急停车处理，此时应显示E015。

在失速状态下，按面板STOP键，将作为紧急停车处理，此时应显示E015。

16EEPROM读写故障（E016）

变频器上电开机自检及一切修改功能码的过程中，DSP将对EEPROM进行

读写数据检查。

通过对EEPROM写入和读出数据对比检查，如果出现写入和

读出数据不一样时，变频器将保护并显示故障代码E016。

17RS232/485通信故障（E017）

此故障代码在变频器程序中为内部保留，只是在远程控制盒上才起作用：

当远程控制盒与变频器的通信失败时，闪烁显示E017，而变频器则无显示。

设置错误的通信地址、速率或校验方式，使远程控制盒与变频器通信失败，

远程控制盒应能显示故障代码E017，而变频器则无E017显示，一切功能正常。

18接触器未吸合（E018）

为防止变频器上电时直流母线电容冲击电流过大，变频器输入电路整流

后有缓冲电阻，通过该电阻对输入滤波电容充电到一定电压后，和该电阻并接

的接触器将吸合短接电阻。

如果变频器开始工作时接触器未吸合，将引起缓冲

电阻过热损坏等后果，因此接触器未吸合时变频器能检测并保护，

显示故障代码E018。

19电流检测电路故障保护（E019）

变频器上电初始化时将检测电流传感器的零漂，如果出现较大偏差，

变频器将保护并显示故障代码E019。

上电后如果不出现E019，用万用表测量控制板上U/current、V/current、

W/current信号，应该在2.2～2.7V之间。

20CPU错误（E020）

CPU干扰严重或者读写错误，引起CPU错误，变频器将保护并显示故障代码

E020

21操作面板参数拷贝出错（E023）

键盘读写EEPROM出错或DSP要求读取的页码与键盘所存储页码不符，变

频器将保护并显示故障代码E023

22自整定不良（E024）

若出现以下情况：

（1）电机额定参数输入不正确

（2）定、转子电阻调谐试验中若变频器和电机间接线不正确导致电机输出

缺相，使调谐超时

（3）空载试验中电机带负载进行调谐，以及调谐电感和空载电流值超值

变频器将保护并显示故障代码E024

欠压保护POWEROFF

控制电源和直流母线任何时候，任何一个欠压都有欠压报警P.OFF，

只有两个都正常变频器才可以运行。

变频器检测母线电压，如母线电压低于欠压保护点，将产生欠压

保护故障，并显示POWEROFF。

22KW及以下功率等级变频器控制电压从直流母线上获得，

30KW及以上功率等级变频器通过交流整流获得控制电源。

当控制电源直流母线电压＜403V以下时，接触器断开，显示P.oFF；

当控制电源直流母线电压＞430V恢复正常。

当直流母线＜直流母线欠压点（410V）P.oFF；

当直流母线＞53.7V＋直流母线欠压点时，欠压恢复。

欠压故障出现时，将清除运行指令，对面板起动而言，

电压恢复后需重新按RUN键才能起动（转速跟踪状态除外）。

变频器维修步骤及注意事项

维修步骤：

1.故障机受理，记录变频器型号、编码、用户等信息

2.变频器主电路检测维修

3.变频器控制电路检测维修

4.变频器上电检测，记录主控板参数

5.变频器整机带载测试

6.故障原因分析总结，填写维修报告并存档

变频器维护注意事项：

1、变频器内部有大电解电容，切断电源后电容上仍有残存电压，因此应在断开电源

约10分钟后，“充电”指示灯彻底熄灭或确认正负母线电压在36V以下时才能进行

维护操作。

2、必须专业人员才能更换零件，严禁将线头或金属物遗留在变频器内部，否则会导

致设备损坏。

3、维修前最好记录保留变频器内部的关键参数。

4、更换主控板后，必须在上电运行前进行参数的修改，否则可能会导致相关设备损坏。

5、在通电状态下不得进行接线或拔插连接插头等操作。

6、不得将变频器的输出端子（U、V、W）接在交流电网电源上。

7、变频器出厂前已经通过耐压实验，用户不必再进行耐压测试，否则会损坏器件。

过电流故障E001、E002、E003

过电压故障E004、E005、E006

停机过压故障E007

输入缺相故障E008

输出缺相故障E009

模块故障E010

过热故障E011、E012

过载故障E013、E014

外部设备故障E015

E2PROM读写故障E016

通讯故障E017

接触器吸合故障E018

电流检测故障E019

CPU异常E020

键盘读写故障E023

调谐错误故障E024

上电跳闸

上电无显示

上电8.8.8.8

上电P.OFF

电动机不启动

电动机能运行但不能改变转速

电机异常发热

五、EV2000结构与接口

EV2000-4T0450G/0550P变频器驱动板接口

EV2000-4T0550G~4T0750P变频器结构

EV2000-4T0550G~4T0750P变频器连线图

EV2000-4T0550G,0750P变频器功能板接口

EV2000-4T0750G~4T1100P变频器结构图

EV2000-4T0750G~4T1100P变频器连线图

EV2000-4T0750G~4T1100P变频器功能板说明EV2000-4T0750G~4T1100P变频器的电源及功能电路板F1A493GR1由开关电源、PWM信号处理电路及功能电路三个功能块组成。

•开关电源为整机所有单板提供工作电源；

•功能电路实现对电压电流等信号的检测和处理以及对风扇、接触器的控制；

•PWM信号处理电路对来自控制板的信号进行处理后送给驱动板F1A493GM1。

•以下对F1A493GR1板接口端子逐一进行说明：

EV2000-4T0750G~4T1100P变频器功能板接口

EV2000-4T0750G~4T1100P变频器功能板接口

EV2000-4T0750G~4T1100P变频器功能板接口

EV2000-4T0750G~4T1100P变频器功能板接口

EV2000-4T0750G~4T1100P变频器功能板接口

EV2000-4T1600P~4T2000P变频器结构图

EV2000-4T1600P~4T2000P变频器结构原理

•系统基本原理描述

EV2000160kWP/160kWG/200kWP变频器的系统基本原理从功能上可分为七大部分：

主回路原理部分、IGBT驱动的保护电路与DC/DC电源部分、辅助开关电源与功能保护电路部分、控制电源接口与防雷保护部分、风扇转接板、DSP控制回路部分、键盘显示部分。

•主回路部分

变频器输入三相交流电压经整流桥整流、电解电容滤波成平稳的直流电压；整流桥直流侧加装有高频滤波电容，以防止网侧的浪涌电压；

为了限制流过整流桥和电容器的充电电流，整流桥和电解电容之间接有充电限流电阻，当电容器充电到正常工作电压后，充电限流电阻被与之并联的接触器短接；

为提高整机的功率因数降低对电网的影响，电解电容和逆变模块间加装有直流电抗器接线端子；滤波后的直流电压经IGBT模块逆变成三相交流电压；

IGBT模块的PN侧接有金膜无感电容以防止开关浪涌电压损坏IGBT模块；接触器和整机散热用风扇的供电电源通过工频变压器降压后提供。

EV2000-4T1600P~4T2000P变频器结构原理

•IGBT驱动保护电路与DC/DC电源部分

主要功能：

驱动信号的死区互锁功能、M57962驱动与保护、IGBT门级的钳位保护与动态的均流控制、Vce保护信号的检出、保护信号的检测与输出。

电源部分通过DC/DC电路将单路+15V电源转换为原副边隔离、相互间隔离的两路25V电源，并通过LM317形成稳压的+15V的正向驱动电源和-10V负相抽流电源，作为IGBT的驱动电源。

•辅助开关电源与功能保护电路部分

主要的功能和保护电路：

输入缺相掉电检测、控制电源电压与PN母线电压检测、整流桥散热器温度检测、模块温度检测、风扇控制电路、接触器控制与保护、电机残压检测、输出三相电流检测、模块过流和对地保护、驱动信号的控制与电平转换、模块故障信号与过流及欠压信号的锁存与指示、模块温度检测断线保护、模块过流保护点选择功能等。

辅助开关电源采用成熟的单端反激式的电路结构形式。

电路采用+15V作为反馈绕组，通过LM2575生成5V电压，-15V、+24V通过副边整流后输出。

辅助开关电源具有副边短路打嗝保护功能。

EV2000-4T1600P~4T2000P变频器结构原理

•控制电源接口与防雷保护部分

为保证变频器能适用与不同区域的不同电网等级，控制电源接口部分提供了专用的控制电源接口并可以利用跳线来选择电压等级（380V/460V）。

变频器具有D级的防雷保护功能。

•风扇转接板

为变频器整机箱体内的散热风扇及散热器风扇提供电源接口。

•控制回路部分

•键盘显示及通信部分

EV2000-4T1600P~4T2000P变频器接线图

EV2000-4T1600P~4T2000P变频器功能板接口

功能电路板

•功能电路板基本功能

为变频器控制板、驱动板提供工作电源，驱动电平的转换与控制，同时实现电流、电压、温度等信号和模块故障的检测与锁存。

•功能板与上驱动板接口关系描述

EV2000-4T1600P~4T2000P变频器驱动板接口

上、下驱动板

•基本功能

上驱动板包括驱动、保护电路以及电源电路。

驱动信号经死区互锁，通过隔离和放大后输出到下驱动板；

下驱动板包括IGBT的门极保护网络，驱动信号放大，模块Vce电压检测电路。

•上驱动板与下驱动板接口关系描述

EV2000-4T2000G~4T2800P变频器接线图

EV2000-4T2000G~4T2800P变频器结构原理

•系统基本原理

EV2000-220KWG变频器的系统基本原理从功能上可分为七大部分：

主回路原理部分、IGBT驱动的保护电路与DC/DC电源部分、辅助开关电源与功能保护电路部分、控制电源接口与防雷保护部分、风扇转接板、DSP控制回路部分、键盘显示部分。

•主回路原理部分

变频器输入三相交流电压经整流桥整流、电解电容滤波成平稳的直流电压；整流桥直流侧加装有高频滤波电容，以防止网侧的浪涌电压；

为了限制流过整流桥和电容器的充电电流，整流桥和电解电容之间接有充电限流电阻，当电容器充电到正常工作电压后，充电限流电阻被与之并联的接触器短接；

为提高整机的功率因数降低对电网的影响，电解电容和逆变模块间加装有直流电抗器接线端子；滤波后的直流电压经IGBT模块逆变成三相交流电压；

IGBT模块的PN侧接有金膜无感电容以防止开关浪涌电压损坏IGBT模块；接触器和整机散热用风扇的供电电源通过工频变压器降压后提供。

EV2000-4T2000G~4T2800P变频器结构原理

•IGBT驱动保护电路与DC/DC电源部分

主要功能：

驱动信号的死区互琐功能、驱动与保护、IGBT门级的钳位保护与动态的均流控制、VCE保护信号的检出、保护信号的检测与输出。

电源部分通过DC/DC电路将单路15V电源转换为原副边隔离、相互间隔离的两路24V电源，并通过LM317形成稳压的+15V的正向驱动电源和-8V负相抽流电源，作为IGBT的驱动电源。

•辅助开关电源与功能保护电路部分

主要的功能和保护电路：

输入缺相掉电检测、控制电源电压与PN母线电压检测、整流桥散热器温度检测、模块温度检测、风扇控制电路、接触器控制与保护、电机残压检测、输出三相电流检测、模块过流和对地保护、驱动信号的控制与电平转换、模块故障信号与过流及欠压信号的锁存与指示、模块温度检测断线保护、模块过流保护点选择功能等。

辅助开关电源采用成熟的单端反激式的电路结构形式。

电路采用+15V作为反馈绕组，通过LM2575生成5V电压，-15V通过副边整流后由LM78