变频调速系统的调试

1、 电和功能预置 1、 1通电

变频器通电后，须观察以下情况：

1、1、 1显示。变频器通电后，观测显示屏、显示内容及变化情况，应对照

变频手册，观察其通电后的显示过程是否正常。 1、1、 2内部风机的工况。变频器内部都有冷却风机向外鼓风，应注意观察。

一是听其声音是否正常：二是用手在风口试探其风量。

1、1、3 测量电压。主要是三相进线及出线电压是否正常。，各控制回路输入直流电压。

1、 2熟悉显示内容的切换

通过切换显示内容预调变频器的工作参数，如运行频率、电压、电流等。并通过各项显示内容来检查变频器的状况。 1、 3进行功能预置

根据提升系统的具体要求，调整变频器内各功能的设定，使变频器速度系统在最佳状态下运行。 二、电动机空载实验

将变频器的输出端与电动机相连、电动机脱开负载。 2、 1进行基本的运行观察

电机旋转方向是否正确，升、降速时间是否与预置时间相符，电动机的运行是否正常等。

2、 2电动机参数的自动检测

通过电动机的空转来自动测定电动机矢量控制参数。 3、 3频器的基本操作功能

如启动、停止、加速、减速、点动等。 3带载试验

将电动机负载连接起来进行试车。这时，须特别注意观察以下几个方面。 4、 1电动机的启动

3、1、1将频率缓慢上升至一个较低的数值，观察机械的运行情况是否正常，同时注意观察电动机的转速是否从一开始就随频率的上升而上升。如果在频率很低时，电动机不能很快旋转起来，说明启动困难，应适当增大u/f，或增大启动频率。

3、1、2显示内容切换至电流显示，将频率给定调至最大值，使电动机按预置的升速时间启动到最高转速。观察在启动过程中的电流变化，首先启动电流在电动机的额定电流以内，如因电流过大而跳闸，应适当延长加速时间。 3、 2停机试验

在停机实验过程中，应把显示内容切换至直流电压显示，并注意以下内容： 3、2、1观察在减速过程中直流电压是否过高，如因电压过高而跳闸，应适当延长减速时间，并观测接入制动电阻和制动单元。

3、2、2观察当频率降至Ohz时，绞车是否有“蠕动”现象。 3、3带载能力试验

3、3、1观察电动机的发热情况。

二 过电流、过载与过热

2、 过电流及其原因分析

过电流是指除电动机过载以外引起的过电流。当变频器因过电流而跳闸时，判断其原因的大致过程如图所示。 过电流跳闸 Y 升速中跳 闸？ N Y 允许延长频率刚上 升速时间 升就跳闸 Y 延长升速时间 N N 电动机脱 Y 负载过 开也跳闸 重？ Y Y 变频器 能否增大 Y 外部短电流上限 增大u/f能变频器 N 带动？ 外部短 轻载跳 闸？ 增大电流上限 N 增大 N Y u/f 机械卡 住？ Y 能 否 增 传 N 能否增大 动比 传动比？ 减小 Y u/f 排除机 N 增大变 Y 械故障 频器容 增大传动比 量 增大变频 增大传动比 器容量

2、1 过程中出现的过电流，主要有如下几个原因。 2、1、1 变频器输出侧断路或接地

2、1、1、1 故障特点。具有很大的冲击电流，但大多数变频器已经能够进行保护跳闸，而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速，难以观察其电流的大小。

2、1、1、2 判断与处理。如果经过检查，确认变频器本身并未损坏，则可以重新启动。为了便于判断，应输入侧接入一个电压表，如图所示。重新启动时，电位器从零开始缓慢旋动，同时，注意观察电压表，如果变频器的输出频率刚上升就立即跳闸，且电压表的指针有瞬间回“0”的迹象，则说明变频器的输入端已经短路或接地。这时，应立即将变频器输入端的接线脱开，再旋动电位器，使频

率上升，如仍跳闸，说明变频器内部短路；如不跳闸，则应检查从变频器到电动机之间的线路，以及电动机本身。 V

R S T

U V W +10V FVR COM

M

2、1、2 负载过重

2、1、2、1 故障特点。频率上升到一定数值就因过流而跳闸。

2、1、2、2 判断与处理。在这种情况下，应通过转动机械部分来判断是否是因为机械故障而卡住，如果是，则应处理机械故障。

如果机械并无故障，则电动机因负载过重而带不动。这时首先考虑通过增大u/f来增加电动机的转矩。 2、1、3 轻载跳闸

负载波动较大。对于负载波动较大的负载，常常发生这样的情况：为了能在重载时电动机能带的动，必须增大u/f。但在轻载或空载时，电动机的磁路将严重饱和，因出现尖峰励磁电流而跳闸。将u/f调到既能带动重负载、轻载时又不跳闸的状态。

2、1、3 u/f的预置与负载不匹配。如电动机拖动二次方律负载时，将u/f预置

得过高。适当调低u/f，就可以避免跳闸。

2、 2或降速中过电流

这时由于升速或降速过快引起的，可采取的措施有如下几个。

（1）延长升（降）速时间

首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间，如允许，则可延长上升（降）速问题。 （2）增大电流上限值

如不允许延长升（降）速时间，则了解在升（降）速自处理（防失速）功能中原来预置的上限电流是否允许增大，如允许，则可增大上限电流。 （3）其他措施 2、过载跳闸

电动机能够旋转，但运行电流超过了额定值，称之为过载。

过载的基本反映是：电流虽然超过了额定值，但超过的幅度不大，一般也不形成较大的冲击电流。这种特点，除了机械符合过重外，如果三相电压不平衡，也会引起运行电流过大，导致过载跳闸。除此之外，也有因变频器内部的电流检测部分的故障而造成的误动作。

如图所示，当电动机因过载而跳闸时，主要可从以下两个方面着手检查。 过载跳闸 N N 电动机 Y 电动机测发热？ 电压平衡 Y Y 允许加频率N 变频器 大 自 处 N 低？ 理电流 输出电 Y 负载压平衡 Y 增大变过量 加大自处理的 频器容设定电流 N 检查机械检查变频器 N 原因 增大变频器容量 能否矢 N 量控制 检查线路 N 增否增大 Y 传动比 Y 电动机负 Y 采用实量控制 增大电动机容量 荷重？ 增大传动比 N 增大变频器容量 调整u/f 2、1 检查电动机是否发热

2、1、1 电动机的温升不高。首先检查变频器的过载保护预置得是否合理，如变频器尚有余量，则应放宽过载保护得预置值；如变频器的允许电流已经没有余量，不能再放宽过载保护的预置值，且根据生产工艺，所出现的过载属于正常过载，则说明变频器的选择不当，应加大变频器的容量，更换变频器。

2、1、2 电动机的温升过高。如果出现的过载又属于正常过载，则说明是电动机的负荷过重

2、2 检查电动机侧三相电压平衡。

2、2、1 电动机侧三相电压不平衡。再检查变频器输出端的三相电压是否平衡，如不平衡，则问题再变频器内部，应检查变频器的逆变模块及其驱动电路；如变频器输出端的电压平衡，则问题是从变频器到电动机的线路尚，应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧，如果在变频器和电动机之间有接触器，则还应检查接触器的接线端是否拧紧，以及触点的接触状况等。

2、2、2 三相电压平衡。这时应了解跳闸时的工作频率；如工作频率较低，又未用矢量控制（或无矢量控制），则首先降低u/f，如降低后仍能带动负载，则说明原来预置的u/f过高，可通过降低u/f来减小电流；如果降低后带不动负载了，则应考虑加大变频器的容量；如果变频器具有矢量控制功能，则应采用矢量控制方式。必要时，还应加入速度反馈。 2、3 误动作

在经过以上检查，均未找到原因时，应检查是不是误动作。如图所示，判断的方法是在轻载或空载的情况下，用电流表测量变频器的输出电流，与显示屏上现实的运行电流值是否基本相符，如果显示屏现实的电流读数比实际测量的电流大得较多，则说明变频器内部的电流测量部分误差较大，“过载”跳闸游可能是误动作。 08.60 比较 U F

R V W S T U A

M 3、 过热跳闸

变频器内部得温度传感器通常是用来测量逆变模块的温度的。如果变频器的运行电流在正常范围内，在通风良好的情况下，其逆变模块是不应当过热的。因此，当变频器的跳闸原因显示“过热”时，应该从通风方

面查找原因。其判断贺处理过程如图所示。首先检查变频器内部冷却风扇的风量。

过热跳闸 N 变频器内通风正常 Y 更换 风扇 有控制柜？ N Y

增加外

部通风

加强柜

内通风 3、 1 风量太小

说明冷却风扇容量过小，或已经发生故障，应更换冷却风扇。 3、2 风量正常

（1） 变频器在控制柜内，应增强控制柜的通风。

(2) 变频器不在控制柜内，则应在变频器外部增加一个冷却风扇。

三、过电压与欠电压

1、过电压跳闸

变频器的过电压跳闸也分运行中跳闸和降速过程中跳闸两种情况。因此，在分析原因时，首先要判断的是在什么状态下出现的过电压，具体判断流程如图所示。

过电压跳闸 N 正在降 速？ Y Y 电源电压 过高？ 能否延长降 N 速时间？ N 降低进线电压 Y Y N 有干扰能否提高自 延长降速时间 源？ 处理电压 N 预置重合闸功 Y 能 增强能耗制动 如直流电压正常更 提高自处理设定换电压检测 电压

1、1 运行过程中跳闸 可能的原因如下。 1、1、1电源电压过高

如经检查，确认电源电压过高，则应设法降低变频器输入侧的电压。 1、1、2干扰过电压

如变电所内补偿电容投入或切出时，都有可能产生瞬间的过电压，此外还有雷电过电压等。这类过电压通常时间极短，且一般不重复。因此，可利用变频器的重合闸功能来解决。 1、1、3误动作

即变频器内部的电压检测部分发生故障。这可以通过测量变频器的直流电压来判断，如果直流电压是正常的，则说明“过电压跳闸”是误动作，应检查变频器的电压检测部分。

1、2降速过电压

如果在降速过程中因过电压而跳闸，可采取的措施有如下几个。

1、2、1延长降速时间

应首先考虑的措施。 1、2、2增大电压上限值

增大电压上限值即增大在降速自处理（防失速）功能中预置的上限电压。但直流电压的上限值一般不宜超过700V。 1、3、3加强能耗制动环节

如果既不允许长降速时间，又不能增大上限电压，则考虑适当加大能耗制动电阻，如原来未配制动电阻及制动单元，则应加配；如原来已经配有制动电阻及制动单元制动电阻值，并加大制动单元的档次。 2、 欠电压跳闸

当变频器的跳闸原因显示“欠电压”时，判断过程如图所示。

欠电压跳闸 Y N 电源电压过

低？

提高进线电压 N Y 直流电压

低？ Y 检查限流环节 进线缺相？ N 修复缺相 Y 有干扰源？

预置重合闸功能 N 如直流电压正常更 换电压检测 2、1电源欠电压

如经检查，确认电源电压过低，则应设法提高变频器输入侧的电压。 2、2限流环节故障

即整流桥于滤波电容之间的限流电阻于晶闸管（或继电器）发生故障，有两种情况：

（1） 限流电阻断路。在这种情况下，通电后滤波电容器上不能充电，造成

欠压保护。

（2） 晶闸管不导通。在这种情况下，限流电阻将一直串联在电路中，使直

流电压UD下降，导致欠电压保护动作。

2、3电源缺相

电源缺相后，整流后的直流电压将降低，导致欠电压跳闸。有的变频器在显示跳闸原因时还能直接显示“电源缺相”。

电动机侧缺相的原因多半是线路上的问题。个别情况下，也有因变频器内部故障形成的缺相。对于因变频器内部原因形成的缺相，检查方法如下：首先检查逆变模块，如逆变模块并未损坏，则检查其驱动块的输入及输出端。在这种情况下，最好用示波器进行观察。 2、4干扰欠电压

例如同一电网内有大电动机启动，或有容量较大的晶闸管控制设备在工作等，都有可能使电网瞬间欠电压。这类欠电压一般维持时间不长，可利用变频器的重合闸功能来解决。 2、5误动作

即变频器内部的电压检测发生故障，可以通过测量 直流电压来进行判断。如果直流电压正常，则说明“欠电压跳闸”是误动作，应检查变频器的电压检测部分。

四、外部故障

1、空气断路器跳闸

导致空气断路器跳闸的原因主要有如下两种。 1、1变频器接通电源时跳闸

变频器第一次通电时，空气断路器跳闸，但第二次或第三次通电时又不跳闸了，这实际上是一种误动作。 因为在主电路接通的瞬间，在变频器长时间不通电的情况下，直流电压为OV，如图所示。因此，在第一次通电瞬间，向滤波电容充电时的冲击电流较大。而空气断电器具有过电流的保护功能，有可能跳闸。

但每次通电，都能使直流电压上升一些，故第二次或第三次通电时，充电电流就减小了。针对这种情况，解决办法有：

1、1、1多数空气断路器对过电流保护的灵敏度使可以调节的，可将灵敏度适当

调低；

1、1、2加大变频器内部限流电阻的电阻值； 1、1、3加大空气断路器。 1、2变频器故障引起的跳闸

如果变频器调速系统在运行 过程种跳闸，或每次合闸时都跳闸，则分析和检查的大致流程如图所示。

空气开关跳闸

合闸过程 N 种跳闸？ Y Y 变频器也 跳闸？

第一次第 Y 三次仍跳 N 检查变频调速系统闸 是否断路 N 空气断路 Y 器容量太

小 N 限流电阻 太小？ 加大空气断路器容 N 量 Y 调低空气断路器灵

加大限流电阻 敏度

1、2、1变频器内的整流模块或滤波电容损坏。如空气断路器的额定电流已经足

够大，不可能产生误动作时，空气断路器仍跳闸，则应注意检查整流模块和滤波电容是否正常。

1、3、2变频调速系统断路或过电流。当变频器调速系统发生断路时，空气断路

器有可能和变频器同时动作。遇到这种情况，必须首先检查变频调速系统。 个别情况下，如果空气断路器选的太小，当变频调速系统过电流时，也有变频器未动作，而空气断路器先动作的情况。这时，应衡量减小变频器允许电流时，也有变频器未动作，而空气断路器先动作的情况。这时，应衡量减小变频器允许电流和增大空气断路器的利弊，进行处理。 2、 机械振动故障

变频调速系统在运行过程种，拖动系统或整个机械部分发生振动，其检查和处理的过程以及可能的原因大致如图所示。 2、1 机械谐振的处理

机械谐振的特点时：振动只是在某一转速或几个转速下发生。

当发生机械谐振时，首先应设法改变机械本身的固有振荡频率。例如，对机械各部分的紧固件（如螺丝等）进行加固等。如果机械方面已经不能再采区措施了，则应预置变频器的回避频率，使拖动系统不在发生谐振的转速下运行。

重新输入电动机参数 检查速度反馈环节 拖动系统振动 N 在特定转速下振动 Y N 电动机脱开负载仍振Y N 动？ 紧固螺丝或其他处理后仍振动 进行机械处理 Y 电动机离变频器很远 N 进行机械出路 Y 变频器输出端加滤预置回避频率 波器 N 变频器输出电压平衡 Y 检查变频N V/F空竹 N 有速度反馈？ 调整u/f Y Y 2、2变频调速系统的处理

如果生产机械在整个速度范围内都有振动现象，则应将电动机与机械之间的连接件脱开，使电动机单独运行。

如果在电动机单独运行时并无振动现象，则说明问题在机械本身或连接件上，应对生产机械及连接件进行检查。

如果在电动机单独运行时也振动，则可能的原因有：

2、2、1电动机与变频器之间的距离太远。这时，应在变频器的输出电路内接入滤波器。 2、2、2变频器的输出电压不平衡。说明变频器的逆变电路或其控制部分有故障，

应检查变频器的内部故障。

2、2、3在V/F控制方式下，如u/f太大，也可能导致电动机发生振动。应适当减小u/f。

2、2、4在矢量控制方式下，如果电动机的参数预置不准确，也可能使电动机在运转时发生振动，应重新预置电动机的所有参数，或重新进行自测定。

2、2、5在有反馈矢量控制方式下，如果转速反馈环节工作不正常，或所预置的反馈参数与实际的反馈装置（如编码器）不符，或对转速反馈环节的PID功能预置不当，也都可能导致电动机在运行时发生振动，应对上述各环节进行检查。

五、变频器内部故障的检查

1、整流模块的故障 1、1测试电路

整流模块的基本电路如图所示，内部的二极管是否损坏，可用万用表的电阻挡来进行测试。但应注意，当万用表在电阻挡时，其“－”表笔（通常是黑笔）是表内电池的正极；而“＋”表笔（通常是红笔）是表内电池的负极。因此，当黑笔接二极管正极、红笔接二极管负极时，二极管将处于导通状态，繁殖，二极管处于截至状态。

1、2完好模块的测量结果

在测量变频器内的整流模块时，没有必要把模块拆下后在测，而可以直接在变频器上进行测量。如果模块完好无损，则测量结果如表所示。

完好整流模块的测量结果 二极管万用表表笔 测量 二极管符万用表表笔 测量 符号 号 结果 红表笔 黑表笔 结果 红表笔 黑表笔 VD1 R P+ × VD4 R N O VD3 VD5 P+ S P+ T R P+ S P+ O × O × VD6 VD2 N S N T R N S N × O × O P+ T O N T × 注 O表示导通 ，×表示不通。 2、逆变模块的故障 2、1测试电路

一般情况下，逆变管（IGBT）损坏的原因，不外是击穿和因电流过大而“烧坏”两种情形。在极大多数情况下，损坏后都呈正、反向都导通的现象，因此也能用万用表来进行判断。

一般来说 ，IGBT管损坏后，其正、反向的电阻值要小于二极管正向导通时的电阻值。 2、2测试结果

逆变模块在完好状态下的测试结果如表所示。

完好逆变模块的测量结果 逆变管万用表表笔 测量 逆变符号 万用表表笔 符号 红表笔 黑表笔 结果 红表笔 黑表笔 V1 U P × V4 U N V3 V5 P V P W P U P V P W O × O × O V6 V2 N V N W N U N V N W 测量 结果 O × O × O × 但在测量时，应注意：在逆变管的旁边，还常常有缓冲电路，内有电容。因此，刚开始测量时，表针有可能短时间地向导通方向偏转。

此外，数字式万用表的表笔极性，常常和指针式万用表相反。 3、其他部分的故障判断 3、1驱动模块

用示波器测量其输入端和输出端的波形。但在测量时必须注意：由于驱动模块的输出端是和直流高电压相连的，如图所示。图中，当三相电源中任意一相（R、S、T）为“－”时示波器的地端都将通过二极管和电源的相线相连接，形成短路。因此，示波器和驱动模块的输出端之间应通过隔离起隔离。如无隔离器，则至少也应将示波器的地端用电容器隔离。 3、2控制电源

变频器内部的控制电源有三种，其故障现象如下：

（1） 主控电源。如发生故障，则变频器完全不能工作。 （2） 给定电源。如发生故障，则外界给定将无法工作。

（3） 输入控制电源。如发生故障，则各输入控制端将不起作用。

可以直接用万用表量其电压。