Transcript 变频器的常用维修经验。

变频器维修指南
工控网用户名：LTTL1314
笔名：蓝海华腾
[email protected]
主要介绍艾默生变频器的故障处理与维修
1
1 、变频器产品的高新技术
 变频器产品中的高新技术：
1、微处理器技术：
多个CPU协同工作：管理，核心，键盘，上位机等。
2、电力电子技术：
IGBT，IPM（智能），PIM（集成）。
3、自动控制技术：
矢量控制，DTC控制，V/F控制，模糊控制，神经网络控制，
遗传控制，预测控制，PWM技术；
4、网络技术：
局域网，互联网，远程监控；
Profibus BUS，Interbus-S，Device NET，I/O Interface；
2
2、变频器基本工作原理
变频器产品原理简介
一、电动机、变频器的基本概念。
二、变频器的构成和工作原理。
三、变频器常见故障代码和故障类型。
四、变频器的常用维修方法。
五、变频器的常用维修经验。
3
一、电动机、变频器的基本概念。
能量转换：
机械能：
可直接利用。旋转，往复；
电能：
电源，照明，发热——可直接利用。
运动——不可直接利用。
主要用途：转换为机械能后的应用。
电动机：
电 —— 机械能 的实现装置之一。
电磁机械： 电 —— 机械能 的实现装置之二。
变频器：
实现完美控制电机的设备。
4
一、电动机、变频器的基本概念。
1、电动机的基本特性：
电动机是将电能转化为机械能的主要电气设备。
电动机的主要参数有：电流、转速、转矩；电压、功率。
电动机的转速方程是：N
= 60 * f * (1-s) / p
 N：电动机的转速；
f：定子电源频率；
 P：极对数；
S：转差率；
电动机的调速方案：
 1、改变电源频率f；
——通过变频器实现。
 2、改变极对数p；
——变极电动机。
 3、改变转差率s；
——转子绕线电动机。
5
一、电动机、变频器的基本概念。
2、变频器的基本特性：
变频器是将固定频率、电压的电源，变成频率、电压可变的电源变换装置。
电动机调速时，如果仅改变频率而不改变电压，电动机的磁通将饱和，导致
电动机电流增大，电动机发热严重，甚至烧毁。
变频器驱动电动机时，电压、频率要同时有规律的变化。
变频器是电力电子技术，计算机技术、控制技术高速发展的结果。
计算机技术：专用电动机控制芯片；DSP，单片机等；
控制技术：矢量控制、参数自适应、PWM技术、无传感器速度辨识等；
电力电子器件：晶闸管、功率场效应管（MOSFET）、IGBT、IPM、PIM等。
• IGBT：绝缘栅双极晶体管；——大功率变频器使用；
• IPM；智能功率模块；——中等功率变频器使用；
• PIM：功率集成模块；——小功率变频器使用；
6
二、变频器的构成和工作原理。
1、变频器的主回路构成：
主回路的电路构成：
电源输入—整流桥—启动电阻—母线电容——逆变桥——电源输出。
制动单元。
整流
桥
交流
输出
输入
交流
电源
启动
电阻
母线
电容
制动
单元
逆变
桥
7
二、变频器的构成和工作原理。
2、变频器的控制回路构成：
控制回路的电路构成：
键盘板——控制板——接口板——驱动板——电源板——保护板等。
变频器
Ö÷
» Ø
 ·
¿
ØÆ
Ö
È í¼ þ
Ë ã
· ¨
Çý
¶ ¯
° å
¿ Ø
ÖÆ
° å
½Ó
¿ Ú
° å
¼ü
Å Ì
Ó ²¼ þ
È í¼ þ
Ó ²¼ þ
È í¼ þ
¿
ØÆ
Ö
È í¼ þ
¹ ¦Ä Ü
²È í¼
ÎÊ þý
¼ ì² â
° ¼
´ ü
´ ¦À í
¹È Õ
Ê
Ï
í¼ þ
´ ¦À í
LED
Ï Ô
Ê ¾
LCD
Ï Ô
Ê ¾
¼ü
Å Ì
Í ¨Ñ ¶
Í ¨Ñ ¶
¹ Õ
Ê Ï
´ ¦À í
½Ó
¿ Ú
Í ¨Ñ ¶
× Ô
¼ì
8
二、变频器的构成和工作原理。
3、变频器的工作原理：
整流桥：一般由三相全波整流桥构成，对工频三相交流电源进行整
流，给逆变电路和控制电路提供直流电源。由二极管构成。
直流中间电路：对整流电路的输出波形进行平滑，提高直流电源的
质量，同时储存、吸收能量。由大容量的电解电容构成。
逆变桥：在控制电路的控制下，将直流电源转换为频率、电压均可
任意调节的交流电源，实现对电机的调速控制。逆变桥由可控的半导
体器件构成，目前主流是IGBT。
控制电路：根据用户指令、检测信号，向逆变桥发出控制脉冲，控
制变频器的输出。同时检测外部接口信号，变频器内部工作状态等，
以及进行各种故障保护。
9
三、变频器常见故障代码和故障类型。
故障代码
POFF
E001
E002
E003
E004
E005
E006
故障类型
输入欠压
加速过流
减速过流
恒速过流
加速过压
减速过压
恒速过压
故障代码
E008
E009
E010
E011
E012
E016
E018
E007
控制电源
过压
E019
故障类型
输入缺相
输出缺相
模块保护
逆变过热
整流过热
读写故障
接触器未
吸合
电流检测
电路故障
10
四、变频器的常用维修方法。
十个通用维修方法：
●看：看故障现象，看故障原因点，看整块单板和整台机器；
●量：用万用表量怀凝的器件，虚焊点，连锡点；
●测：测波形，上工装测单板；
●听：继电器吸合的声音，电感 变压器 接触器有无啸叫声；
●摸：摸IC,MOS管，变压器是否过热；
●断：指断开信号连线（断开印制线或某些元器件的管脚）；
●短：把某一控制信号短接到另一点；
●压：由于板件虚焊或连接件松动，用手压紧后故障可能会消失；
●敲：此办法对判断继电器是否动作有较好效果；
●放：在拆卸单板或量电阻阻值前要先把电容的电放掉；
11
四、变频器的常用维修方法。
常见故障原因：
●生产送修的单板：虚焊，连焊，器件装反，器件装错，器件损坏，
器件漏装。
●生产送修的整机：器件碰掉，插头不到位，线接错，器件损坏。
●备件单板：器件损坏。
●备件整机：器件损坏。
12
五、变频器的常用维修经验。
维修经验说明
● 常言道：好记性不如烂笔头。知识诚可贵，经验价更高。
若要技能好，二者皆可要。
●经验只代表过去，将来的故障现象和原因是层出不穷的，所
以经验不能修好所有的机。
●当你无从下手时，经验可给你指指路。但不能只靠经验，路
还是要自已走。
●当整机报故障时，先拿控制板到简易工装试一下好坏。或用
更换板的办法确定哪块板坏了，或是模块坏了。
维修指南重点
●备件整机维修。●生产单板维修。
13
五、变频器的常用维修经验。
1、维修前说明：
下文中提到的简称所代表的意思。“红”是指万用表的红表笔，“黑
”是黑表笔，“二”是二极管档，“欧”是欧姆档，所有数据后单位
是伏，“＋”指正母排，“－”指负母排，L N或R S T指电源输入，U
V W指电源输出。
2、通电前的重要步骤：（一步）判断IPM的好坏。用二档，红接－
，黑分别接RSTUVW,值为0.5左右是好的，黑接＋，红分别接RSTUVW,值
为0.5左右是好的。如不是0.5，IPM就坏了。如是0.5，只能说明IPM内
的续流二极管是好的，此时再测与IPM耦合的光耦：用二档，红接5脚,
黑接6脚，值为0.55左右是好的，然后红接7脚，黑接8脚，值为0.77左
右是好的，这样可说明光耦和IPM是好的。如光耦坏了，说明IPM也坏
了;如IPM坏了，一般光耦和相联的电阻与二极管也会坏。
14
五、变频器的常用维修经验。
（二步）判断开关电源MOS的好坏：看到门极电阻烧焦或测得门极电阻值有变
，说明门极电阻和MOS及相联的2844坏了。如全部更换后通电还是无显示或有
显示但风扇过速（说明电压高），可能PC9的四脚光耦坏。
如一二步均好的，变频器还是无显示，很有可能是开关电源的二极管坏了。
判断二极管好坏方法如下：红接二极管正极，黑接负，一种型号为0.4－0.5是
好的，另一种为0.2－0.3是好的。如开关电源坏：上电风扇不转，电压低，测
D3二极管正反向均为0.14－－二极管坏。
15
五、变频器的常用维修经验。
电流检测故障 （如报E019，E001）：（1）控制板Q1(15050026)坏。（2）
7840坏：在变频器通电时，用直流档，黑接5脚，红分别接6，7，8脚，值为
2.5，2.5，5为正常，否则7840坏。（3）小板坏：在变频器通电时，用直流档
，黑接7840的5脚，红分别接小板的脚从左到右应为2.5，2.5，2.5，3.4 1.5
，0，1.6。如值不对，小板坏：此时可更换小板坏中的三个小IC(39030024
LMV393),如还不好，更换小板。
显示POFF:驱动板上电POFF，测CVD电压正常应为2.6－2.7，如测得1.9，可能
R51,R52,C36,C37,排线中的某一个坏，其中的电解电容坏的最多。只在带电机
运行时报POFF,驱动板变压器也有可能坏。
16
五、变频器的常用维修经验。
缓冲电阻坏：缓冲电阻和滤波大电容是成对的。如果其一坏，另一个很可能
也坏。缓冲电阻坏也有可能是继电器不吸合（继电器坏或控制板坏，或与二者
相连的电路上元件坏）引起。单相输入（220V）的变频器，特别要注意：如果
无显示或炸机，很可能是用户接入了三相电（380V）引起的（可察控制板的故
障记录：母线电压是否由310变为了540）。此时不断IPM的整流桥已坏，滤波
大电容也坏（或炸裂或顶面凸起变硬）。如果只更换IPM后就上电，会听到“
啪，啪”的响声（电容内的声音），应立即掉电，否则IPM的整流桥又会坏。
发现一个大电容坏，最好都换新的。因电容是易坏易老化的器件。
显示不稳：先有显示，然后没有，风扇停下，电压只有12，此种现象一般是
U1厚膜坏。
报故障E015:通电指示灯亮，键盘不亮，拨了风扇就好－－风扇短路。
17
五、变频器的常用维修经验。
不制动：01180099，01180100，01180113，01180114 的制动管不在IPM内部
，变频器炸机和不显示很可能就是在变频器停机制动时引起的，所以更换IPM
后，一定要检测制动电路的好坏：制动光耦，制动管（MOS管不好测，可测其
串联的续流二极管，正常应为0.37左右），门极电阻（也就是MOS管的门极电
阻，正常应为100欧姆）。修好上电后，TD900 F093改为150，报E007,红接
P(+),黑接PB,如电压在17－30跳动，制动正常。TD3200 F133=150 直流电压
270－350V 制动起作用。
炸整流桥：如果测得部分整流桥损坏，而逆变桥全是好的，就有可能是正负
母排之间打火引起。环境潮湿是主因，一般是有水滴在正负接线端子之间，或
者是有水滴在正接线端子和散热器之间引起炸机的。此种坏机的接线端子绝缘
性已变差，一定要更换，否则一上电又炸了。另一种原因就是滤波大电容短路
（或炸裂或顶面凸起变硬），也要注意更换电容。
18
五、变频器的常用维修经验。
机器打嗝：即风扇时快时慢，无显示。一般是控制板短路了，去掉控制板再
上电，如还打嗝，有可能就是厚膜周边的器件坏了，例如TD1000大体积R56电
阻27欧的阻值变大了很多,即打嗝保护电路自身坏了。开关电源不工作，可量
其中一个电阻的电压，如有点电压且在跳变，说明开关电源已起振，但后面电
路短路了（变压器脚间连锡，滤波电容碰歪），打嗝保护电路在起作用。如一
点电压也没有，说明开关电源没起振，一般是厚膜坏或2844及附近器件坏。
风扇无力，转速慢：EV1000的D6击穿。
上电报8888：FECDF21U1板U8坏，有细小裂缝。EV1000如01180128，带载停机
报8888:变压器电感量变差或PC9原副边绝缘不够。按运行报8888：驱动光耦短
路。
EV1000大体积：原故障是炸机，修好后运行无输出或E019,常坏的是U9。无输
出有时Q2也坏。
19
五、变频器的常用维修经验。
EV1000小体积：原故障是炸机，修好后运行无输出，常是R13坏。故修炸机时
，要养成习贯量一下R13是不是10欧。
TD3000上电显示POFF:1、驱动板CVD电压在2.5V~2.8V是否正常？
2、驱动板IU、IV、IW电压是否正常？（电流检测电路）
3、控制板VREF基准电压是否正常？检查T1和2.5V的稳压管U24。
以上都正常的话，请重新烧写两个DSP程序。请注意擦除后要下电几秒再上电
写入程序。否则，DSP坏。
整机修好上电显示正常后，要经过以下步骤才按运行，可减少炸机的可能性。
直流档红接“十”，黑分别接U V W：
TD900,TD3200单相的都应为310v,TD900三相的都应为540v。
TD1000,TD3000,EV1000,EV2000都应为5-10V.
如不对，不能按运行，否则十有八九会炸机。此时应停机更换对应的光耦和二
极管，再重复以上过程，直至电压对了才按运行。
20
五、变频器的常用维修经验。
显示E010:上电显示E010,霍尔坏。运行显示E010,模块坏。
当变频器一上电就显示E010,应是电流检测电路本身有故障了。即变频器还没
有运行，没有电流输出，但电路已检测到有输出电流了。小功率机常是TL082C
坏，大功率机常是霍尔坏。到底 U V W 哪相电流有问题？可用如下方法判断
：用表的mv档红接IU,IV,IW的测试点，正常应为0，如果哪个点偏高（例如
＋10）或偏低（例如－10），就是对应相电流有问题。例IV=1000mv，V相霍尔
坏。
当变频器上电显示正常，一按运行就显示E010,模块坏的可能性最大。哪相模
块坏，可用如下方法判断：上电，直流档红接“十”，黑分别接U V W，正常
都应为5-10V，如其中一相偏高很多，此相模块坏。
21
五、变频器的常用维修经验。
输出不平衡：如测IPM和光耦，电阻都是好的，一般是光耦的性能变差了，对应更
换即好。当然，控制板，IPM也有坏的。判断IPM是上桥坏还是下桥坏，可用如
下方法判断：上电并按运行，直流档红接“十”，黑分别接U V W，正常都应
为210V，如其中一相为0，下桥坏。直流档黑接“－”，红分别接U V W，正常
都应210V,如其中一相为0，上桥坏。
绝缘或耐压不过 ：（1）散热器不平，顶坏IGBT。
(2)硅脂中有硬的异物（如锡渣），顶坏IGBT。
（3）制动管下绝缘膜破或陶瓷片裂。
（4）大功率机绝缘柱不良。
（5）单板上接地电容不良。
一次对二次耐压不过：驱动板光耦不良。
EV2000健盘：显示4个8和全部灯亮（较暗）：插座CN1第二排左至右第二脚
虚焊。
22
五、变频器的常用维修经验。
控制板无显示维修四步曲： （1）量电压。（2）量晶振。（3）量复位信号。
（4）重写软件。
控制板无显示但继电器吸合：继电器吸合说明控制板工作正常，只是显示信号
没有到键盘而已。常见是与键盘插座CN3相连的L1或电阻虚焊，也有外协厂
装错电阻的。
TD2100控制板：
E001,E019测OC电压只有0V,正常为5V：U24 LMV393 坏。
风扇不转：U5坏。
E016：EEPROM错误 U3坏。变频器输入侧空开跳闸合不上：Q1坏。
上电POFF或4个8：5V短路，U2烧焦：把U2拆下，测5V是否短路？如不短路
了，CPLD U2坏;如还有部分短路，但阻值由10多欧变到了400多欧，再把
U24拆下，阻值变到了0.7K到0.9K为正常。如还短路，报废。
缺水1.2（FOR）测不过：与WL相关的Q4,Q5坏。
23
五、变频器的常用维修经验。
EV2000控制板：
上电POFF：测U1的76，77脚或C19,C18的电压正常为1.6V,如正常，DSP坏;
如电压低（如3.8V,0.5v）,U19,U20坏。
无显示：测3.3V Q10的3脚与GND电阻小，正常0.6K.DSP坏。
无显示：测U24的8脚只有1.5V,正常为2.5V.测L3不通，L3坏。否则DSP坏。
无显示：测U17-LM324的4和11脚（＋－15V）短路 .上电摸LM324,发现U17
和U18有点热，拆下后不短路了。U17和U18坏。
无显示：5V短路。U6坏。
显示E004： 测U1的76，77脚或C19,C18的电压为3.8V.
正常为1.6V, U19,U20坏。
一按运行炸机：U5,U9坏。
VRF无10V： U42,C107,C108坏。
报E010：上工装测试U-灯常亮：U9坏。
BRAKE灯常亮，继电器K1响（即故障继电器吸合）： U6坏。
报E019： 分别测IU,IV,IW对应的IC U19,U20,U21的第8脚电
压为0.34，0.40，6.46。故U21坏。
24
五、变频器的常用维修经验。
EV2000上电键盘4个8加5个灯闪亮：控制板U8坏。
EV1000小体积控制板03025856：无显示：测CN3的6脚(SPISIMO-OUT)电压为0V,
正常为5V.此脚对应U4的16脚，4脚对DSP的21脚，正常为3.3V,实测为0V。故U1-DSP坏。
EV1000大小体积控制板频率无法下调（50HZ不变）：L8虚焊或碰坏。
TD900小体积频率调不到50HZ，只有49.80左右，控制板D10基准飘移，即5.1V稳压管不良
TD1000小体积控制板03023847：报E001:U7坏。
TD3000控制板：上电后操作方式改变:在更改操作方式时有时出现E016,U13EEPROM 坏。
TD3200控制板：更改机型号时出现POFF,恢复出厂参数时报E028:生产老化
前送修，DSP的93脚RS1信号经R19,U11变为RSEEPROM信号到U4,用表量R19不通，
手拔R19裂开（表面一点也看不出来）,即EEPROM不能复位。
所有控制板写软件：
（1）不上电（出现110）：（A ）短路 。（ B） 晶振不起振
（正常上电测电压：电源3.3V,频率输出端1.6V,如电压不对，晶振坏）。
（2）写不进软件（出现113，114）：一般是DSP坏。
25
五、变频器的常用维修经验。
EV2000驱动板F14B2GM1(03022682):S,T相频率测不过（偏大10多倍
）：COM与GND短路，原因是变压器下连锡。
多种驱动板：前面电压测过，后面就测不过且电脑程序也死了：
小黑电感10010131的电感量变小。
电源板F1A4M3GR1(03025544)：U,V,W 过流测试偏小一点：U6
TL082C运算放大有偏差。
多种整机报多种故障：当生产整机送修时，首先检查有无人为错误，然
后检查板与板之间的连接处，板与IGBT的连接处。因单板是测过的，
IGBT本身坏的很少。很故障原因都是与软排线相连的插座内有一根或多
根针未弹起。
26
五、变频器的常用维修经验。
FECDF21U1控制板：此板最为复杂，最为难修。
上电E039,只有故障灯D10亮：多为生产板故障，一般是U25,U6虚焊。
上电E039,故障灯D10，D331都亮：生产板多为U323,U324及
其附近IC虚焊。备件多为U323,U324同时坏。0519，0525批次有问题要
全部更换。
CAN通讯测不过：量R400阻值小于10K,或电压小于5V，U320坏。
备件报38故障：K301有时接触不良，更换K301。
无外召显示（所有楼层如是）LED显示故障码为74 78 94：CAN通讯测
试不过，更换U320(68376)后OK。
不走梯，报75 94故障码：脉冲变压器1测试不过，更换TR300后OK。
E010或输出不平衡：备件返修的FECD整机故障描述为E010或输出不平
衡，但上电测试和老化正常，要带负载才可试出来，IPM坏。
27
五、变频器的常用维修经验。
















FECD控制板输入口与光耦的对应关系：输入口测试 1：AAAA(U345-U340)
AAAA(U354-U348)
2:AAAA(U362-U356) 3:5555 5555 4:5555
1和3成对应关系，2和4成对应关系。常坏是输入口3，比如5355 5555量对应
10K电阻变为5K或8K，与之相连的ACT244坏。5555 1555对应光耦8脚相连的10K
电阻开路。5－7：本身光耦坏了，5－D:输入口1的光耦坏了引起的，5－4：对
应电阻虚焊。输入口测试2不过：AAA2 对应电阻虚焊。
输出量测试1：5555; 输出量测试3：2AAA 对应光耦关系如下：
5
-- 5 --- 5 --- 5 -I
/
\
/
\
/
\
6
D
7
D
7
D
7
I
I
I
I
I
I
I
U378U377U376U375U374U373U372U371U370U369U368U367U366 U365 U364
I
I
I
I
I
I
I
I
6
3
E
B
E
B
E
B
\
/
\
/
\
/
\
/
---2-----A-----A-----A--\--7--拆U388
28
五 、 变频器的常用维修经验。


POFF或E019：生产FECD整机老化后PQC测试报
POFF或E019，用手摸U1有点热，更换U1后OK。
写不进软件：FECD控制板U1 U2 U16 U301都写不
进软件，在测试工装上电发现5V短路，但用万用表量
5V到地之间的电阻值又正常。拆过很多器件，分析了
很久才了现U329装反。修生产送修的单板，首先不要
急着去测量，去换器件维修。要先全面观察：正面，反
面，故障点近距离，远距离等有无连锡，虚焊，装反，
装错。
29
五 、 变频器的常用维修经验。






修非标机的注意事项：要查看非标文档，注意非标的功
能和调测方法。因它与标机某些功能是不一样的。
FECD的”C”非标：注意改参数F6.00=0.0(缺相检测宽
度)，否则报E009
或E027。
EV1000的“C8”非标：要把F0.03改为0，才能运行。
EV2000的“S3A”非标：要把FA00改为0，才能运行。
TD3000的“A”非标：也叫TD3300，上电风扇就转是正
常的，标准的要按运行才转。
30
Thanks
变频让一切和谐行动！
31