变频器现场修理经验分享与常见问题分析

变频器现场修理经验分享与常见问题分析

空载电流竟然大于负载电流

——一台75kW微能WIN—G9变频器试运行中的奇怪现象

起因：一一台75kW微能WIN—G9变频器，故障原因是运行中，变频器内突然跳火冒烟，变频器停机。检查，该机器的电源输入电路为三相半控桥，利用其可控整流原理，对直流主回路储能电容进行“软冲电”，省去了小功率变频器常用的充电接触器。实际上半控桥在这这里相当于无触点软冲电开关。检查发现，其中一只可控硅模块的端子有明显电弧闪络烧灼的迹象，但测量并不短路。在拆卸中发现很轻易便将固定螺帽卸下，闪络原因似乎是连接螺丝过松，引起接触不良所致。该模块为一只二极管和一只单向可控硅的组合体。进而检查控制板和逆变主回路，无异常。将该模块拆除后，余二相半控桥作为电源输入，上电后，带一只2.2kW小功率三相电机试运行，感觉没有什么问题，换用了一只同型号新模块后，便到现场进行安装了。

慎重起见，先将运行频率调至5Hz，变频器负载为一台风机，先将电机连接器脱开，使电机空载运行。这一试运行，吓了一跳！频率在5Hz以下时，空载运行电流为45A，虽感觉稍大，但考虑为可能为电机绕组进行过修复、或变频器的参数如起动曲线或转矩补偿等进行过调整等原因所造成，未加理会。当升速到10Hz时，变频器面板显示电流和用钳形表测量输出电流，均达到了100A！且输出电流的摆动幅度极大，但测三相输出电压，为70V左右，平衡而稳定。将电机连接线脱开，上电测变频器输出，输出频率10Hz时，输出电压为70V，20Hz时为150V，35Hz时为250V，以后随运行频率上升，到50Hz时，达到400V。在此过程中，测量三相输出电压的平衡度很好。变频器输出的V/F曲线符合二次方负载转矩特性。没有问题。输出电压平衡和稳定，而输出电流过大和电流剧烈波动，显然为负载异常所致。这是常规判断引出的结论。

与厂方的的相关技术人员一块探讨，试图找出电机方面和机械方面的原因来。比如电机是否新修好，是否绕组绕制不良；轴承有无磨损，运行不稳；连接轴是否有松动及不同心现象；风叶有变形等。恢复原工频启动柜的接线，工频起动电机做对比，逐一排除了上述怀疑，且据现场观测，该电机及连接负载状态优良，几乎听不到运行中的电气和机械噪声。全速运行下的空载电流仅不足35A，三相平衡，无波动！电机及负载无问题，问题还在变频器。

那么变频器的故障部位在哪里呢？有点让人挠头。是电流检测不准吗，造成误输出吗？观察面板显示的电流值与钳形电流表所测的接近，应该是没有问题的。还是CPU主板有问题，输出的驱动波形不对呀？没有道理呀。全数字电路呀，怎么变波形不对了呢？

还好，现场离此不远有另一台同型号同功率的变颇器，带的负载也是一样的，这就好了。这给对比试验带来了极大的方便。厂方急着将机器开起来，也给予了积极的配合。将两台变频器的电流互感器互换，无效；将两机的CPU主板互换，无效。调出主回路直流电压显示，为550V，电压采样电路也无问题。再也琢磨不出故障在哪块电路。对比机在带载情况下，10Hz时运行电流为75A，到达35Hz以上时，运行电流才到达100A，比这台带空载电机的电流还小呀。空载电流竟然远远大过了负载电流，变频器肯定是有问题。

在试机过程中，偶尔用电流钳形表测了一下该变频器的三相输出电流，更发现了一个不可思议的现象！该台变频器的输入、输出电流完全不成比例，有10倍以上的差距！

在输出40A电流时，输入电流为几个安培，几乎测不出来；在输出100A电流时，测输入电流仅为8A以下！怪呀，不符合能量守恒定律了。100A输出电流从哪里变出来的？！仿佛一根不漏的水管，进了1方水，而流出来10方水，水管子里面不能变出水来呀。

我们都知道，在一般情况下，变频器的输入电流总是要小于输出电流的。其原因为直流回路的储能电容产生作用，仿佛在电机端安装了一台无功功率补偿柜一样。在变频器空载或轻载时，由储能电容提供一部分电流给负载，使变频器从电网吸取的电流减小。而随着负荷的加大，其输入电流按比例增加，当投

入额定负载后，变频器输入电流与输出电流应近于相等了。如输出40A时，输入才几个安培；输出100A时，输入电流已达70A；输出电流达140A时，输入电流也差不多到达此值了。正常情况下，输入、输出电流有差异，但不会产生如上述的极其悬殊的差异。巨大的差异使我怀疑是不是测量仪表坏掉了。换了表，再测一遍，也还是同上结果。

没辙了呀。咨询厂家吧。因急着解决问题，找出答案，这时候也顾不得长途电话费贵不贵了。变频器厂家技术人员给予答复：该型号变频器为最早生产的变频器，存在空载电流稍大、电流波动的问题，但属正常现象不影响使用。带载后电流会稳定下来。最好接入一台同功率电机试验一下，是不是电机的问题，或负载的问题。如电机轴承的问题。如电机及负载问题全都排除，只要变频器输出三相电压平衡，输出电流不超过变频器额定电流，可以空载或带载试机嘛。坏不掉嘛。至于输入、输出电流的比例问题，因负荷情况不一样，是很难有固定比例的。不成比例嘛。不要和比例问题纠缠嘛。

想想也是嘛。只要是输出三相电压平衡，只要是在不超过额定电流的情况下，可以带载试验嘛。变频器坏不掉嘛。许是带载以后，输出电流便不会有大的波动了。也许就正常了呀。 只好带载试验，出现奇迹（让人大跌眼镜）：10赫兹运行时，在输出40A电流时，输出电流仅7个8个安培。30赫兹运行时，输出电流60A，输入电流25A；40赫兹运行时，在输出100A电流时，输入电流70安培。运行电流小了，波动小了，基本上是稳定的。三相电压和三相电流都是平衡和比较稳定的。问题莫名其妙地解决了。

感谢厂家技术人员的指导：带载试机呀，为嘛不敢带载试机呀。但由于初次碰到这种情况，空载即出现异常电流，不敢升至全速运行。带载就更不敢了。总想找出原因再带载呀。总以为这是变频器异常啊。 变频器投入运行后，从现场回来，仍在琢磨这个问题。

想起检修一个发电站零线电流大的问题，为线路中的谐波分量造成。是谐波电流呀。在空载或轻载运行时，该台变频器的输出线路中，是否也存在着极大的谐波分量呢？这个谐波分量从何而来呢？测量得出的结果是不是真的呢？

分析原因为空载时输出电流中有较大谐波分量造成。谐波电流大的原因可能有以下两个原因：1、该变频器输出PWM波不够理想，调制方式未达到最佳。即在软件控制思路上未达到优化（新型机器肯定已经改进了）；2、当空载时，相当于电源容量严重与负载容量不匹配，电源容量远远大于变频器容量，这也是产生谐波电流的一大原因。而带载运行时，容量匹配情况好转，谐波分量倒被大大削减了。此两种原因的合成，把我这个老电工都难倒了呀。对我来说，在试机中，我犯了一个经验性错误呀，我被输入、输出电流的比例问题捆住了，差点投降了呀。 ---------------------------------

由于变频器的输入是标准50Hz正弦波,而变频输出的频率与波形均与输入有很大差别。基于变压器原理的钳形电流表测量时相差几十倍是正常的（波形及谐波不一样啊，变频器是由千Hz级的模拟正弦波或方波产生的）。如果用电阻分流式的电流表测量，误差就比较不明显了。至于满载运行时由于谐波分量减少、经反馈后的电流波形更接近正弦波，所以差别就小了，如果串联电阻分流式电流表就基本与计算结果会很接近了。（用电流互感器也会与钳形表产生一样的结果）。 .指出了由选用仪表不当,所引起的测量误差.也想到由于测量仪表的问题,会导致测量结果的不准确.老电工,有时也受经验的束缚呀.但变频器操作面板上的显示电流与钳形表所测量电流值是相近的.常规的电流互感器测量输出电流值是不太准确的.诚如所言.变频器的输出实为十几千赫兹的方波电压.虽接入负载后电流为近似正弦波 .但其基波仍为高频分量.钳形电流表内采用的电流互感器,恰为常规的互感器.因磁滞效应,对高频电流的变化反应迟钝.

变频器内的电流互感器,为特制的,采用霍尔元件检测电流变化.有足够的应变速度.加之在后续电路设

计上,已经考虑了对高频电流采样的特点.因而只有出厂整定准确,还是能反映实际电流值的大小的. 如果暂不去管输入电流的大小,对空载输出如此大的电流,而带载后输出电流反而小了.您有什么高见?不吝指教啊.

对于《空载输出如此大的电流,而带载后输出电流反而小了》这种情况一般发生在变频器参数调整不当的时候。许多老电工会把技术人员调整的参数记录下来、在其他同类设备上使用，由于不知道每个参数的实际意义和调整范围，往往会产生“一模一样的参数、一模一样的电机，肯定是变频器出了问题”的结论。特别是“V/F曲线”、“DC提升水平”、“基底频率”、“偏置频率”、“OCS水平”、“载波频率”等参数都会对输出电流产生较大影响、甚至跳闸或烧毁电机。（一般情况下参数设置不当不会损坏变频器本身；它有许多自我保护，但对外设如制动电阻、电机等就不能很好保护了）

普通互感器是用于工频50HZ的，变频器输出侧是用直流电源逆变后，模拟正弦交流电调制出来的，因此使用普通电流互感器误差很大

变频器维修检测常用方法

变频器维修检测常用方法

在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。 一、静态测试 1、测试整流电路

找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P，黑

表棒分别依到R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到P

端，红表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端，重复

以上步骤，都应得到相同结果。如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值 三相不平衡，可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥

故障或起动电阻出现故障。 2、测试逆变电路

将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基 本相同，反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则

可确定逆变模块故障 二、动态测试

在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。在上电前后必须注意 以下几点:

1、上电之前，须确认输入电压是否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机

（炸电容、压敏电阻、模块等）。

2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器

出现故障,严重时会出现炸机等情况。

3、上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。

4、如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载(不接电机)情况下

启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况，则模

块或驱动板等有故障

5、在输出电压正常（无缺相、三相平衡）的情况下，带载测试。测试时，最好是满负载

测试。 三、故障判断 1、整流模块损坏

一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下，更换整流桥。在现 场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网有污染 的设备等。 2、逆变模块损坏

一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后，测驱动波 形良好状态下，更换模块。在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及连 接电缆。在确定无任何故障下，运行变频器。 3、上电无显示

一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起，如启动电阻 损坏，也有可能是面板损坏。 4、上电后显示过电压或欠电压

一般由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检测点， 更换损坏的器件。

5、上电后显示过电流或接地短路

一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放等。