【分享】10个变频器真实故障维修案例

-案例1-

某水务局一台45kW西门子430变频器，拖动一台45kW水泵电动机，当变频器开机时，输出频率上升到16Hz，变频器过电流跳闸，复位后重新起动，仍然在16Hz过电流跳闸。

故障分析

该泵为离心水泵，没有冲击现象，离心水泵的负载特性如下图所示，从特性线分析，当频率在16Hz时，变频器的电流很小，远远小于额定值，不会造成过电流跳闸。但叶轮卡住电动机堵转，电流会很大。如是叶轮卡住频率上升不到16Hz就会跳闸，所以过电流跳闸另有原因。电动机绕组短路的可能性最大。

故障处理

断开电动机，变频器空载运行正常（该变频器可以空载运行），再接入电动机，仍然在16Hz左右出现过电流跳闸。换一台电动机，运行正常，说明过电流是电动机故障。将电动机分解，发现电动机绕组有短路现象。

总结

水泵在频率较低的情况下出现过电流跳闸，主要原因一是电动机堵转。二是电动机绕组短路。

-案例2-

一金属加工企业变频器改造项目，用一台75kW施耐德变频器拖动一台75kW电动机。变频器起动过程中跳“OCF”，不能工作。

故障分析

该机负载为机械传动，负载为恒转矩特性，如下图所示工作频率在任何值都有过载的可能。首先盘车没有卡住现象，过电流不是负载引起。只有电缆短路、 电动机绕组短路。电动机为旧电机，绕组短路的可能性大。

故障处理

将电动机接线断开，重新起动，变频器工作正常。测量电动机绕组电阻，没有短路现象。后将电动机又接回变频器，仍然跳 “OCF”。
将电动机分解，发现电动机绕组有短路烧痕，判断为电动机匝间短路。因为电动机为工作多年的老电动机，绝缘程度大大下降，变频器的输出波形又为PWM波，造成电动机匝间局部短路。重新换一台电动机，故障排除。

总结

因为测量电动机绕组用的是万用表，万用表一是内部的供电电压只有1.5V，太低，二是电阻的最小分辨率为1Ω，而该电动机的正常绕组电阻小于1Ω，所以用万用表是测不出来的。一般检查电动机的直流电阻要用交流电桥。
在设备改造时，要注意老电动机的绝缘性能是否下降，如不能适应变频器的要求，就要选用变频器专用电动机或新的电动机。

-案例3-

料浆泵选用富士FRN90P9S-4CE变频器，额定电流176A；配用90kW电动机，额定电流164A。在系统调试过程中，频率约在12Hz时电动机堵转，随后变频器过电流跳闸。复位后重新起动，故障依旧。

故障分析

因为是新安装系统，设备损坏的可能性很小。检查设定参数，变频器转矩提升保持为出厂设定值0.1，0.1是转矩提升功能设置为减转矩特性。由于该系统工艺流程影响，出口存有初始压力，当变频器输出频率上升到12Hz时，初始压力最大，造成电动机堵转过电流。

故障处理

该变频器是风机水泵专用变频器，其U/f线是二次方减转矩特性，如下图所示。该变频器具有转矩自动提升功能，它根据变频器的实际输出转矩，自动提升补偿，将转矩提升码改为0.0，选择转矩自动提升模式，电动机起动正常。

总结

减转矩特性是风机水泵的专用特性线，目的主要是为了节能。但因为起动转矩
小，在一些特殊场合，要根据实际情况进行转矩提升。

-案例4-

某水泥回转窑配用Y315L2-8、110kW电动机? 选用美国A-B公司1336S-B250HP变频器驱动。空载试车时起动运转正常，但下料后再起动时，频率上升到10z左右，电动机堵转变频器过电流保护跳闸，过电流值高达530A。

故障分析

水泥回转窑带物料起动时，因物料的偏转角随着旋转窑的转动逐渐增大(见下图)，当物料的重力造成的附加阻转矩达到一定值时，使变频器过电流跳闸。

故障处理

调整变频器压频比U/f线，当f为37Hz时U为380V，起动成功。但完成起动后变频器进入恒功率运行，因电动机磁通过大导致电动机铁心饱和发热，20Hz时电流高达380A，无功电流约占80%。
实际过电流是在10Hz左右，因此，只要在1/3基频以下的低速区间设置足够的转矩提升，在其他频率段基本保持恒转矩下U/f曲线的斜率，是能够完成回转窑调速控制的，也就是应该设置低频转矩补偿。通过反复调整低频转矩提升参数，回转窑起动成功（新设置的转矩补偿线如下图所示）。

总结

进行转矩补偿就是修改变频器的基本U/f线。基本 U/f 线是按电动机的最佳工作状态设置的，理论上一般不做改动。低频转矩补偿线实际上是电动机的临时工作线，电动机起动之后，是不工作在补偿线上的。如果修改了电动机工作点处的 U/f 线，特别是向提升的方向修改，那么电动机工作中就会出现过热、过电流等不正常现象。该设备应选用矢量变频器。

-案例5-

一台日本松下电工BFV7037FP（3.7kW）变频器，拖动3.7kW电动机。安装完毕通电试机。按下起动按钮，操作面板显示屏显示的频率由低向高变化，可是电动机却不转，只是在不停地颤抖，同时伴随着很大的噪声，并显示过载。

故障分析

根据现象判断，一是外电路有问题，二是参数设置有问题（因变频器是新机不会有硬件问题）。停机检查主电路与控制电路，将接线端子重新连接旋紧，开机再试，仍不能运转。
按操作面板上的功能键“SET”，把显示屏切换到显示输出电流，再次起动电动机，显
示过。检查电动机的传动带松紧适度，用手盘动带轮也不觉得沉重，这时才考虑到变频器的功能参数是否设置不当。

故障排除

该变频器有71种功能码，与电动机起动有关的参数为“加速时间”和 “转矩提升水平”。如果这两个参数的设置与电动机的负载特性不匹配，就会造成电动机无法起动。加速时间设置过短、转矩提升水平设置过大，都可能引起变频器电流过大。按变频器
“MODE”键进入功能设定模式，将P01=2s（第一加速时间）修改为P01=6s；P05=20（转矩提升水平）修改为P05=8。设置完毕，将显示屏设为主显示方式。按下起动按钮，电动机起动、运行正常，输出电流显示在4.8A左右。

总结

该变频器故障是加速时间设置太短和转矩提升水平选得太大（ P05=20 是该变频器的最大转矩补偿）造成的。转矩提升具有两重性，当变频器的转矩不足，电动机无法起动时，适当进行转矩提升，可以使电动机正常起动；如果补偿过头，造成电动机过大的无功电流，因无功电流形不成转矩，电动机抖动不转，变频器因电流过大报过电流。

-案例6-

有一回转窑改造项目，原用55kW电动机驱动，因回转窑烧结温度较高，热膨胀系数较大，窑体变形严重，使起动及工作电流增大，电动机经常堵转不能正常运转。改造时考虑到原电动机的功率不足，选择90kW、6极电动机，选择惠丰HF-G7-90T3型90kW通用变频器，该变频器额定电流180A。在试车运行中频繁跳“OC”过电流，过电流值高达330A，使生产不能正常进行。

故障分析

根据电动机经常堵转，其瞬时功率已经大于110kW（因电动机的过载能力
为2倍），即选择90kW变频器容量不够。后通过论证，选择160lW变频器，该变频器额定电流320A，过载能力为1.5～1.8倍，过载极限电流为480～570A。更换变频器后工作正常，再没有出现过电流跳闸现象。

故障总结

该案例最后选择变频器的额定容量电流等于电动机的最大过电流值，即320A≈330A。该设备是摩擦性负载，这类负载可以根据经验公式：变频器容量是电动机容量的 1.5～2倍的范围内选取。
在要求长期工作而不跳闸的场合，变频器的容量应按最大负载瞬时电流选取，以保证变
频器长期稳定工作；变频器工作中偶尔跳闸对生产影响不大的场合，其容量可以按变频器的过载极限电流等于电动机的瞬时最大电流选取。

-案例7-

一台110kW富士水泵专用变频器，拖动一台110kW水泵电动机，泵房距离变频器200m，变频器和电动机采用三相屏蔽电缆连接。工作中变频器经常报过电流跳闸。

故障分析

检查变频器的显示电流，超过了电动机的额定电流，检查电动机的温升，在正常范围之内。怀疑是电缆太长，其分布电容产生的漏电流所致。电缆电路如下图所示，在三条相线中，互相存在分布电容，该电容的大小和电缆的长度成正比。因为变频器输出的是PWM脉宽调制波，频率在3kHz以上，使分布电容的容抗减小，分布电容的电流和频率的关系为：

Xc=1/2 πfC，Ic=Uc/Xc

由公式可见，降低电源的频率和减小电容的电容量，都可以减小相线之间的漏电流。

为了确定是否电缆中出现了漏电流，将电动机拆掉，空试电缆，变频器显示很大的输出
电流，看来电缆中确实具有较大的漏电流。

故障处理

因为电动机和变频器之间的距离不能改变，也就是电缆的分布电容不能改变。在变频器的输出端增加了一台交流电抗器（见下图），滤除了PWM高次谐波，使相线电流变为工频电流，变频器过电流跳闸现象消失。

-案例8-

一台富士FR5000G11S、11kW变频器拖动一台Y2-132S-6、7.5kW电动机，投入运行时，频繁过电流跳闸，显示“OC”。经测定该电动机的堵转电流达到50A。

故障检查

因为是新安装系统，变频器、电动机损坏的可能性很小。现场检查机械部分是否卡死，盘车轻松，无堵转现象；检查电缆及电动机，无短路故障。后参考变频器使用说明书，检查变频器的设置参数。经检查，变频器的频率控制特性线设置为频率正向偏置3Hz。
该电动机为6极，额定转速为970r/min， 转速差为30r/min，转差频率为30P/60=30 ×3/60=1.5Hz。变频器的频率偏置是转差频率的2倍（3Hz/1.5Hz=2）。
因电动机的定子电流和变频器的转速差成正比，当电动机突然加上两倍的额定转速差时，定子电流也为额定电流的两倍，电动机的转子还没来得及转动，变频器已形成过电流跳闸。

故障排除

如下图所示，将频率控制特性线原设定的3Hz正向偏置修改为出厂设置，故障排除。

总结

参数设置不合理也可以造成变频器过电流。这就提示我们，在变频器调整时，如果出现了过电流现象，因设备都是新的，自身故障可能性很小，除了检查电动机等外负载之外，还要检查一下变频器的参数设置。

-案例9-

某钢厂采用ABB ACS800/220kW变频器，驱动一台160kW、4极电动机，用于一小型轧机。变频器采用矢量控制，用数字旋转编码器组成速度闭环。有一天开机启动就出现过电流跳闸。

故障检查

该机启动就报过电流，因为轧钢还没有开始，过电流和负载无关。原因在电动机。用电流卡表测量输出电流，超过400A，过电流不是误报。
该机采用矢量闭环控制，通过编码器检测电动机的输出转速，编码器安装在电动机的后轴上，与电动机同速转动，将转速信号通过电缆回传到变频器，进行速度转矩控制。编码器连接见下图所示。当编码损坏，没有了速度反馈信号，变频器输出电流会大幅度上升，引起过电流跳闸。通过外观观察，编码器损坏。

故障维修

更换一只新的同型号的旋转编码器，过电流故障排除。

总结

当旋转编码器损坏出现反馈脉冲丢失现象时，脉冲反馈到变频器的比较器，反馈脉冲低于目标给定脉冲，比较器输出正的误差信号，变频器输出电流增大，使电动机提速，其结果是变频器过电流跳闸。这也是一条经验：变频器矢量闭环应用，旋转编码器损坏会造成变频器过电流跳闸。

-案例10-

一台丹弗斯VLTFC360-37kW变频器，驱动水泵工作。该机为新安装变频器，刚应用两个月，一天早晨刚一启动出现放电声音，随后出现焦糊味，变频器停机黑屏，已经烧毁。

故障分析

新变频器，工作状态良好，三相输入电压正常，为什么早晨一起动就瞬间烧毁呢？该变频器在北方应用，冬天晚上室外气温已经降到零下20℃，车间因为晚上不工作，温度较低，早晨上班时室内温度快速上升，变频器的模块出现温差结露，通电时因为结露短路，造成模块电极对地放电损坏。下图是丹弗斯变频器结构图，后背金属散热器因为结露，使模块和散热器失去绝缘而放电击穿。

结论

结露现象是电子电器在应用中需要注意的问题。在北方的冬季，设备从室外进到室内，不要马上通电试机，要等到设备和室内温度平衡后再通电开机，防止结露造成设备器件损坏。

（来源：机械工业出版E视界，版权归原作者）