变频器开关电源线路及故障案例 附变频器的维修与故障判断方法.docx

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1、因工作关系，本人自年起陆续接触变频器维修工作至今，累计完成过国内外三十余个品牌变频器的维修工作，处置各种故障逾两千次，自行积累了一些维修层面上的浅知拙见。作为一台工控电子设备正常运行的前提条件，平稳可靠的电源无疑是坚实的支撑。在已接触过的各类变频器、伺服控制器、开关电源等设备当中，有近2/3为使用UC28/3842、43、44、45系列电流反激型电源IC的线路结构。由于该系列IC的开关电源线路具有结构相对固定、运行可靠性较高、制作成本低廉等优点！在未来十年中，相信该系列IC构成的开关电源线路，仍会在各类工控电子设备中被广泛使用，为此大家非常有必要了解下该系列IC所构成开关电源电路的相关知识。本

2、文便以该系列电源IC的典型应用线路原理图为分析蓝本，给大家介绍一下其各个元器件的作用，以及常见故障类型，且为大家讲述一下，在此过程中遇上的故障实例，供大家参考借鉴！手绘电路图是变频器、伺服控制器、电动车充电器等装置中，UC28/384X系列IC的典型应用线路原理图。本图为三垦某型号变频器开关电源部分实测反绘线路，限于篇幅开关电源次级输出部分仅绘出+5V回路供分析之用。此处需要指出的是：28是该系列IC工业级产品的命名前缀；38则是其民用级别的命名前缀；这两者之间仅在工作运行环境适应温度上有所差别，在性能、管脚排列等方面则一致。目前，大品牌厂家多采用UC284X系列IC,国内小厂杂牌机、相当部分

3、的开关电源、家用小电器等当中多见UC384X系列IC。代换时，28系列IC可以直接代换38系列1C,至于38系列IC则要考虑设备实际使用环境来选择性地进行代换28系列1C。下面，我们分段了解一下电源IC（图中UI）各管脚的功能，以及外围电路组件等知识。首先我们来看IC的电源端5脚为IC电源地端（GND）,实际线路中均直接同直流母线电源N端直连。7脚为IC电源正端（VCC）,该管脚供电来自两个回路：在变频器上电初期,7脚的电源由直流母线P端经Rl、R2降压供给；当IC得电开始正常工作后，由高频变压器T之自供电绕组L2所产生的电压，经D2整流、R5限流后为IC供电。此中，Cl为变频器直流母线端（P

4、、N两端）的高频滤波电容、C2为IC工作电源端的滤波电容。实际线路中，部分厂家在两支降压电阻之后，会串入一支LED发光二极管,其作为限流元件的同时兼顾指示作用。还有部分比较负责任的厂家，为了近一步确保IC平稳运行，还会在C2两端反并一支稳压二极管，亦或是在C2端并接一只小容量的高频滤波电容。这部分电路需要注意的事项有两处：一是降压电阻部分，因牵扯到电阻耐压问题，故必须使用两支及两支以上的同规格同参数的电阻串联组成（使用贴片电阻多见并、串结构形式）；二是开关电源变压器工作在高频状态，故自供电整流二极管严禁使用普通整流二极管代替！故障处置实例：1、中达VFD系列1.5KW变频器，接通交流电源后，整

5、机无任何反显示。测量直流母线P、N两端有DC540V,顺势检测开关电源部分线路，发现六只贴片IOoKQ电阻中，有一只已经近似开路损坏！2、一台日虹牌某型号22KW变频器，在通电后显示面板呈现出明、暗交替缓慢变化症状。经查开关电源输出端电压在低于正常值1/3至正常值间来回波动，针对电源IC（UC2844）测量过程中发现其电源7#管脚电压在1116.5V间波动，后发现故障为7#管脚所接滤波电容失容，导致滤波效果变差所致！3、某开关电源电路出现“炸机”故障的阿尔法55KW变频器，在将损坏元器件更换通电约半分钟后，再次发生包括电源IC（UC2842）烧毁故障！再次将损坏元件换新后，仔细排查电路元件，赫

6、然发现自供电回路整流二极管存在软击穿故障现象！将其代换后，再次通电试机，变频器恢复正常。接下来我们看一下电源IC8#基准电压输出管脚。当电源IC的5、7脚通入额定的工作电压后，正常情况下IC的8脚会输出恒定的+5V基准电压。利用这一特性，我们可以方便地判断出IC性能好坏，如果IC通入额定工作电压，8#管脚无+5V电压，则IC必坏无疑！在实际线路运用当中，该路电压常被用来为IC稳压反馈环节中光电耦合器之输出端提供工作电压：图示RlO（该电阻起到限流作用）与PCl即这种情况。但最为普遍的应用则是为图中，由R3和C3构成的IC工作频率振荡电路提健由源、故障维修实例:一台汇川MD38075KW变频器，

7、运行过程中突然发生报“过热”故障代码信息，经查故障原因，系变频器内部供散热风扇使用的开关电源板损坏所致。在维修由UC2844构成的开关电源板过程中，本人发现IC表面温升较高，呈现出类似过载故障现象。排查常见的故障可能后，本人并未找到故障诱因，此时无意间测量了IC8脚的输出电压，居然显示为异常的3.5V左右！在将8#管脚同所接关联电路断开后，其输出+5V电压居然恢复正常，这无疑表明其所接电路当中有元件发生了异常经过细致测量，发现本例故障为8#管脚所接的一支0.047uF消噪电容变质所致！变频器的维修与故障判断方法摘要：变频器是自动化控制系统的重要组成部分之一，如果变频器在运行过程中发生故障，必然

8、会影响到自动化控制系统的正常稳定运行。所以，深入分析和研究变频器常见的故障问题，并以此为基础制定科学合理的故障维修策略，才能达到提高变频器运行稳定性与可靠性的目的。文章主要是就变频器维修与故障判断方法进行了研究和探讨。关键词：变频器;故障判断;维修措施弓I言变频器在经过长时间的时候后，其内部元件不仅会出现不同程度的老化问题，严重的还会引发其他故障。如果变频器在运行过程中发生故障，必然会对自动化控制系统的运行造成严重的影响。所以，为了确保变频器设备的正常稳定运行，工作人员必须加强变频器故障检测的次数，根据变频器运行的环境，适当增加变频器维护与保养工作的力度，提高变频器的运行效率。1过压故障现象过

9、电压故障是最常见的变频器故障之一，经过长期的实践操作发现，变频器中间电流直流电压高于电压设定极限值是导致该故障发生的主要原因之一。虽然导致此类故障发生的原因众多，但雷电对电网产生的不利影响引发的变压器电压过高，是导致变频器发生此类故障的主要原因之一。维修人员必须在变频器发生此类故障后，应该先确定故障发生的原因，然后再几桶变频器电源即可予以有效解决。此外，操作人员操作不当也是导致变频器出现过压故障的主要原因之一，所以维修人员在开展变频器过压故障维修时，应该迅速排查导致变频器发生此类故障的真实原因，然后再选中相应的维修方案，才能降低此故障对变频器运行稳定性与安全性产生的影响。2过电流故障现象过电流

10、也就是变频器在运行过程中输出电路超出额定电路而引发的故障。就目前来说，导致过电流故障发生的原因主要包括了以下几种：（1）变频器加速时间不足，无法达到设定速度值，引发的变频器过电流故障。（2）预加速时间不足。变频器加速时间不足导致电机无法满足负载运行要求，引发的电流过大，如果发生这一问题，操作人员只需要按照要求增加加速时间即可轻松解决。（3）变频器输出侧发生的短路故障。维修人员在检查和维修此类故障时，应该使用相关检测设备检查变频器的输出线路，并在找出故障发生源头后，维修或更换即可解决。（4）变频器负载变化过大引发的故障。由于此类故障维修的难度较大，所以，维修人员在维修此类故障时，必须采取积极有效

11、的措施控制电机负载的变化,即可有效杜绝类似故障的发生，保证变频器的正常稳定运行不受影响。3欠电压故障现象欠电压故障指的是多台变频器同时启动时，引发的区域电网出现的电压急剧下降故障。如果多台变频器同时启动时，电压下降时间超出了变频器允许时间，就会导致变压器出现欠电压故障。虽然此类故障发生后不会对电网运行造成严重损害，但操作人员在变频器运行过程中还应采取积极有效的措施避免此类故障的发生，制定科学合理的故障预防方案，尽可能的避免多台变频器同时启动，如果必须同时启动多台变频器的话，则应该通过在变频器输入侧入口安装ac电抗器的方式，控制电网电压，避免因为欠电压故障的发生，损坏变频器的内部元器件。4过热故

12、障现象过热故障既是当前最常见的变频器故障，同时也是操作人员必须采取措施尽可能避免发生的故障现象之一。变频器发生的过热故障实际上就是变频器在运行过程中出现了温度超出变频器额定承受范围的情况，引发的变频器故障现象。如果变频器在运行过程中经常发生过热故障的话，不但变频器的电容会受到严重损害，严重的还会对变频器的使用量和效率造成无法挽回的影响。变频器在运行过程中发生过热故障后，维修人员应该根据过热故障发生的实际情况，仔细检查并分析导致过热故障发生的原因，然后根据故障检查和分析的结果，制定科学合理的过热故障维修方案。虽然变频器过热故障检查和维修的难度相对较低，但是与其他变频器故障相比，过热故障对变频器造

13、成的损害和影响却更大。5快速熔断器损害而引起的故障现象快速熔断器故障是变频器运行过程中常见的故障之一，经过深入调查发现，变频器侧路电路发生故障以及主控面板误触发引发的变频器部件损坏等都是导致快速熔断器故障的重要原因。维修人员在维修此类故障时，只需要根据快速熔断器故障发生的实际情况，准确判断故障的具体损坏位置，然后再使用万用表检查变频器的输入与输出侧电压，即可轻松解决此类故障。6过载故障现象过载故障现象变频器运行电流超出变频器额定值是导致过载故障发生的主要原因。由于变频器的加速时间过短、电网电压过低、电网负载过重等原因都是导致变频器出现过载现象的主要原因。所以，如果变频器发生过载故障后，操作人员

14、只需要采取适当延长变频器加速时间的方式，即可解决此类故障。但是如果变频器负载过重时，则要求操作人员应该及时更换大功率电机或变频器才能彻底解决此类故障。为了最大限度的避免变频器在运行过程中发生过载现象，维修人员应该定期的开展变频器过载现象的检查和维修工作，做好设备的润滑和维护公正性，才能保证设备始终处在正常稳定的运行状态。7短路故障现象短路故障短路故障大多是由变频器内部器件短路引发的。维修人员在检查和维修短路故障时，应该先仔细的检查变频器内部电路运行的稳定性以及是否存在短路现象，如果讲给检查确定电路一切正常，则应该重点检查功率模块是否发生故障，一旦故障发生原因确定后，维修人员只需要按照要求更换功

15、率模块即可排除工作，确保变频器的正常运行。虽然短路故障对变频器造成的损害相对较小，但是由于维修人员在排查短路故障时，经常因为出现疏忽而无法在第一时间发现故障问题，导致故障检测和维修时间的增加，影响了变频器故障检查和维修工作的效率。所以维修人员应该根据变频器运行的实际情况，制定科学合理的故障排查策略，才能在最短的时间内发现故障，并予以维修，提高变频器运行的效率和质量。结语z,变频器作为现代化工业生产中的重要设备之一，其大范围的推广和应用促进了工业生产精细化与自动化生产水平的全面提升。所以，为了保证变频器的正常稳定运行，维修人员应该在详细掌握变频器性能构造与操作原理的前提下，加大变频器日常运行检查工作的力度，才能及时的发现和解决变频器发生的各种故障。参考文献：Ul刘旭.变频器故障及维修实例UL航海技术，2020,04：39-41.2卜韩培成.浅谈变频器的故障与维修J.湖北农机化，2019,04：34.赵华昌.浅谈变频器常见故障与维修j.山东工业技术，2018,24：128.