维修电工技师论文

变频器在使用中遇到的问题和故障防范

　　由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果。为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。外部的电磁感应干扰

　　如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。提高变频器自身的抗干扰能力固然重要，但由于受装置成本限制，在外部采取噪声抑制措施，消除干扰源显得更合理、更必要。以下几项措施是对噪声干扰实行“三不”原则的具体方法：变频器周围所有继电器、接触器的控制线圈上需加装防止冲击电压的吸收装置，如RC吸收器；尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主线路分离；指定采用屏蔽线回路，须按规定进行，若线路较，应采用合理的中继方式；变频器接地端子应按规定进行，不能同电焊、动力接地混用；变频器输入端安装噪声滤波器，避免由电源进线引入干扰。

　　安装环境, 电源异常, 雷击、感应雷电, 电源高次谐波

　　1, 安装环境

　　变频器属于电子器件装置，在其规格书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应抑制措施：振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路，作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构；温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。

　　除上述3点外，定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合，为防止微处理器因温度过低不能正常工作，应采取设置空间加热器等必要措施。

　　2, 电源异常

　　电源异常表现为各种形式，但大致分以下3种，即缺相、低电压、停电，有时也出现它们的混和形式。这些异常现象的主要原因多半是输电线路因风、雪、雷击造成的，有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外，有些电网或自行发电单位，也会出现频率波动，并且这些现象有时在短时间内重复出现，为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也提出相应要求。

　　如果附近有直接起动电动机和电磁炉等设备，为防止这些设备投入时造成的电压降低，应和变频器供电系统分离，减小相互影响；对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合，除选择合适价格的变频器外，还因预先考虑负载电机的降速比例。变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式，当电压回复后，通过速度追踪和测速电机的检测来防止在加速中的过电流；对于要求必须量需运行的设备，要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。

　　二极管输入及使用单相控制电源的变频器，虽然在缺相状态也能继续工作，但整流器中个别器件电流过大及电容器的脉冲电流过大，若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响，应及早检查处理。

　　3, 雷击、感应雷电

　　雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器的损坏。此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，短路器开闭也能产生较高的冲击电压。

　　变压器一次侧真空断路器断开时，通过耦合在二次侧形成很高的电压冲击尖峰。

　　为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件，保证输入电压不高于变频器主回路期间所允许的最大电压。当使用真空断路器时，应尽量采用冲击形成追加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器，因在控制时序上保证真空断路器动作前先将变频器断开。

　　过去的晶体管变频器主要有以下缺点：容易跳闸、不容易再起动、过负载能力低。由于IGBT及CPU的迅速发展，变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能，大幅度提高了变频器的可靠性。

　　如果使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”，其中“起动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因，将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算，计算出当前时刻所需要的转矩，迅速对输出电压进行修正和补偿，以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。

　　此外，由于变频器的软件开发更加完善，可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障化解后仍能保持继续运行，例如：对自由停车过程中的电机进行再起动；对内部故障自动复位并保持连续运行；负载转矩过大时能自动调整运行曲线，避免Trip；能够对机械系统的异常转矩进行检测。

　　变频器对周边设备的影响及故障防范

　　变频器的安装使用也将对其他设备产生影响，有时甚至导致其他设备故障。因此，对这些影响因素进行分析探讨，并研究应该采取哪些措施时非常必要的。

　　4,电源高次谐波

　　由于目前的变频器几乎都采用PWM控制方式，这样的脉冲调制形式使得变频器运行时在电源侧产生高次谐波电流，并造成电压波形畸变，对电源系统产生严重影响，通常采用以下处理措施：采用专用变压器对变频器供电，与其它供电系统分离；在变频器输入侧加装滤波电抗器或多种整流桥回路，降低高次谐波分量，对于有进相电容器的场合因高次谐波电流将电容电流增加造成发热严重，必须在电容前串接电抗器，以减小谐波分量，对电抗器的电感应合理分析计算，避免形成 LC振荡。电动机温度过高及运行范围

　　对于现有电机进行变频调速改造时，由于自冷电机在低速运行时冷却能力下降造成电机过热。此外，因为变频器输出波形中所含有的高次谐波势必增加电机的铁损和铜损，因此在确认电机的负载状态和运行范围之后，采取以下的相应措施：对电机进行强冷通风或提高电机规格等级；更换变频专用电机；限定运行范围，避开低速区。

　　5, 振动、噪声

　　振动通常是由于电机的脉动转矩及机械系统的共振引起的，特别是当脉动转矩与机械共振电恰好一致时更为严重。噪声通常分为变频装置噪声和电动机噪声，对于不同的安装场所应采取不同的处理措施：变频器在调试过程中，在保证控制精度的前提下，应尽量减小脉冲转矩成分；调试确认机械共振点，利用变频器的频率屏蔽功能，使这些共振点排除在运行范围之外；由于变频器噪声主要有冷却风扇机电抗器产生，因选用低噪声器件；在电动机与变频器之间合理设置交流电抗器，减小因PWM调制方式造成的高次谐波。

　　6,高频开关形成尖峰电压对电机绝缘不利

　　在变频器的输出电压中，含有高频尖峰浪用电压。这些高次谐波冲击电压将会降低电动机绕组的绝缘强度，尤其以PWM控制型变频器更为明显，应采取以下措施：尽量缩短变频器到电机的配线距离；采用阻断二极管的浪涌电压吸收装置，对变频器输出电压进行处理.

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电器常用的检测方法

（一）、直观法 1．原理 直观法是通过人的眼睛或其它感觉器官去发现故障、排除故障的一种检修方法。 2．应用 直观法是最基本的检查故障的方法之一，实施过程应坚持先简单后复杂、先外面后里面的原则。实际操作时，首先面临的是如何打开机壳的问题，其次是对拆开的电器内的各式各样的电子元器件的形状、名称、代表字母、电路符号和功能都能一一对上号。即能准确地识别电子元器件。作为直观法主要有两个方面的检查内容：其一是对实物的观察；其二是对图像的观察。前者适合于各种检修场合，后者主要用于有图像的视频设备，如电视机等。 直观法检修时，主要分成以下三个步骤： （1）打开外壳之前的检查：观察电器的外表，看有无碰伤痕迹，机器上的按键、插口、电器设备的连线有元损坏等。 （2）打开机外壳后的检查：观察线路板及机内各种装置，看保险丝是否熔断；元器件有无相碰、断线；电阻有无烧焦、变色；电解电容器有无漏液、裂胀及变形；印刷电路板上的铜箔和焊点是否良好，有无已被他人修整、焊接的痕迹等，在机内观察时，可用手拨动一些元器件、零部件，以便直观法充分检查。 （3）通电后的检查：这时眼要看电器内部有无打火、冒烟现象；耳要听电器内部有无异常声音；鼻要闻电器内部有无炼焦味；手要摸一些管子、集成电路等是否烫手，如有异常发热现象，应立即关掉。 3．几点说明 （1）直观法的特点是十分简便，不需要其它仪器，对检修电器的一般性故障及损坏型故障很有效果。 （2）直观法检测的综合性较强，它是同检修人员的经验、理论知识和专业技能等紧密结合起来的，要运用自如，需要大量地实践，才能熟练地掌握。 （3）直观法检测往往贯穿在整个修理的全过程，与其他检测方法配合使用时效果更好。 （二）、电阻法 1．原理 电阻法是利用万用表欧姆档测量电器的集成电路、晶体管各脚和各单元电路的对地电阻值，以及各元器件自身的电阻值来判断故障的一种检修方法。 2．应用 电阻法是检修故障的最基本的方法之一。一般而言，电阻法有"在线"电阻测量和"脱焊"电阻测量两种方法。 "在线"电阻测量，由于被测元器件接在整个电路中，所以万用表所测得的阻值受到其它并联支路的影响，在分析测试结果时应给予考虑，以免误判。正常所测的阻值会比元器件的实标标注阻值相等或小，不可能存在大于实标标注阻值，若是，则所测的元器件存在故障。 "脱焊"电阻测量，由于被测元器件一端或将整个元器件从印刷电路板上脱焊下来，再用万用表电阻的一种方法，这种方法操作起来较烦，但测量的结果却准确、可靠。 （1）开关件检测 各种电器中的开关组件很多，测量它们的接触电阻和断开电阻是判断开关组件质量好坏是最常用的手段。在线电阻测量开关的接触电阻应小于0.5Ω，否则为接触不良。断开电阻一般应大于几千欧为正常。 （2）元器件质量检测 电阻法可以判断电阻、电容、电感线圈、晶体管的质量好坏。 电阻法操作时，一般是先测试在线电阻的阻值。测得各元器件阻值后，万用表的红、黑表棒要互换一次后，再测试一次阻值。这样做可排除外电路网络对测量结果的干扰。两次测试阻值的结果要分析做参考用。对重点怀疑的元器件可脱焊进一步检测。 （3）接插件的通断检测 电器内部的接插件很多，如：电源转换插座、线路板上的各式各样的接插组件等，均可用电阻法测试其好坏。如：对圆孔型插座可通过插头插入与拨出来检测接触电阻。对其他接插组件检测时，可通过摆动接插件来测其接触电阻，若阻值大小不定，说明有接触不良故障。 3．几点说明 （1）电阻法对检修开路或短路性故障十分有效。检测中，往往先采用在线测方式，在发现问题后，可将元器件拆下后再检测。 （2）在线测试一定要在断电情况下进行，否则测得结果不准确，还会损伤、损坏万用表。 （3）在检测一些低电压（如5V、3V）供电的集成电路时，不要用万用表的R×10k档，以免损坏集成电路。 （4）电阻法在线测试元器件质量好坏时，万用表的红黑表棒要互换测试，尽量避免外电路对测量结果的影响。 （三）、电压法 1．原理 电压法是通过测量电子线路或元器件的工作电压并与正常值进行比较来判断故障的一种检测方法。 2．应用 电压法检测是所有检测手段中最基本、最常用的方法。经常测试的电压是各级电源电压、晶体管的各极电压以及集成块各脚电压等。一般而言，测得电压的结果是反映电器工作状态是否正常的重要依据。电压偏离正常值较大的地方，往往是故障所在的部位。 电压法可分为直流电压检测和交流电压检测两种。 （1）交流电压的检测 一般电器的电路中，因市电交流回路较少，相对而言电路不复杂，测量时较简单。一般可用万用表的交流500V电压档测电源变压器的初级端，这时应用220V电压，若没有，故障可能是保险丝熔断，电源线及插头有损坏。若交流电压正常，可测电源变压器次级端，看是否有低压，若无低压，则可能是初级端，这时应用220V电压，若没有，故障可能是保险丝熔断，电源线及插头有损坏。若交流电压正常，可测电源变压器次级端，看是否有低压，若无低压，则可能是初级线圈开路性故障较大。而次级开路性故障很小，因为次级电压低，线圈烧断的可能性不大。电压法检测中，要养成单手操作习惯，测高压时，要注意人身安全。 （2）直流电压的检测 对直流电压的检测，首先从整流电路、稳压电路的输出输入手，根据测得的输出端电压高低来进一步判断哪一部分电路或某个元器件有故障。对测量放大器每一级电路电压，首先应人该级电源电路元器件着手，通常电压过高或过低均说明电路有故障。直流电压法还可检测集成电路的各脚工作电压。这时要根据维修资料提供的数据与实测值比较来确定集成电路的好坏。 在无维修资料时，平时积累经验是很重要的。如：有些电器空载的直流工作电压比加载时要高出几伏。一般电器整机的直流工作电压等于功放集成电路的工作电压。电解电容的两端电压，正极高于负极。这些经验对检测及判断带来方便。 3．几点说明 （1）通常检测交流电压和直流电压可直接用万用表测量，但要注意万用表的量程和档位的选择。 （2）电压测量是并联测量，要养成单手操作习惯，测量过程中必须精力集中，以免万用表笔将两个焊点短路。 （3）在电器内有多于1根地线时，要注意找对地线后再测量。 （四）、电流法 1、原理 电流法是通过检测晶体管、集成电路的工作电流，各局部的电流和电源的负载电流来判断电器故障的一种检修方法。 2．应用 电流法检测电子线路时，可以迅速找出晶体管发热、电源变压器等元器件发热的原因，也是检测各管子和集成电路工作状态的常用手段。电流法检测时，常需要断开电路。把万用表串入电路，这一步实现起来较麻烦。但遇到电路烧保险丝或局部电路有短路时，采用电流法测试结果比较说明问题 电流法检测可分直接测量法和间接测量法两种。 电流法的间接测量实际上是用测电压来换算电流或用特殊的方法来估算电流的大小。欲测晶体管该级电流时，可以通过测量其集电极或发射极上串联电阻上的压降换算出电流值。 这种方法的好处是无需在印刷电路板上制造测量口。另外有些电器在关键电路上设置了温度保险电阻。通过测量这类电阻上的电压降，再应用欧姆定律，可估算出各电路中负载的电流的大小。若某路温度保险电阻烧断，可直接用万用表的电流档测电流大小，来判断故障原因。 3．几点说明 （1）遇到电器烧保险或局部电路有短路时，采用电流法检测效果明显。 （2）电流是串联测量，而电压是并联测量，实际操作时往往先采用电压法测量，在必要时才进行电流法检测。 （五）、代换试验法 1．原理 代换试验法是用规格相同、性能良好的元器件或电路，代替故障电器上某个被怀疑而又不便测量的元器件或电路，从而来判断故障的一种检测方法。 2．应用 代换试验法在确定故障原因时准确性为百分之百，但操作时比较麻烦，有时很困难，对线路板有一定的损伤。所以使用代换试验法要根据电器故障具体情况，以及检修者现有的备件和代换的难易程度而定。应该注意，在代换元器件或电路的过程中，连接要正确可靠，不要损坏周围其它元件，这样才能正确地判断故障，提高检修速度，而又避免人为造成故障。操作中，如怀疑两个引脚的元器件开路时，可不必拆下它们，而是在线路板这个元器件引脚上再焊上一个同规格的元器件，焊好后故障消失，证明被怀疑的元器件是开路。当怀疑某个电容器的容量减小时，也可以采用上述直接并联的方式。 当代换局部电路时，如怀疑某一级放大器有故障，可将此级放大器输出端断开，另找一台同型号或同类工作正常的机器，在同样的部位断开，将好的机器断开点之前工作正常。再将断开点移至所怀疑这及放大器的输入端，再作上述代换试验，若此时故障出现，则说明怀疑是正确的，否则可排除怀疑对象。以上这种代换检测尤其适合于家用双声道音响的疑难故障的修理，因为双声道电器的左、右声道电路是完全一样的，这为交叉代换带来方便。 3．几点说明 （1）严禁大面积地采用代换试验法，胡乱取代。这不仅不能达到修好电器的目的，甚至会进一步扩大故障的范围。 （2）代换试验法一般是在其他检测方法运用后，对某个元器件有重大怀疑时才采用。 （3）当所要代替的元器件在机器底部时，也要慎重使用代换试验法，若必须采用时，应充分拆卸，使元器件暴露在外，有足够大的操作空间，便于代换处理。 （六）、示波器法 1．原理 示波器法是利用示波器跟踪观察信号通路各测试点，根据波形的有无、大小和是否失真来判断故障的一种检修方法。 2．应用 示波器法的特点在于直观、迅速有效。有些高级示波器还具有测量电子元器件的功能，为检测提供了十分方便的手段。 （1）A类晶体管放大器的波形测试 为保证A类放大器无失真输出，其晶体管基极偏置电阻Rb的集电极电阻Re必须选择得合适，否则输出端会产生波形失真。示波器法可方便地观察出其波形失真与否。 （2）B源晶体管放大器的波形测试 B类推挽放大器偏置在截止区，没有信号时静态电流很小。但由于集电极电流的非线性，在信号振幅通过零点并从一个管到另一个管交替时，会产生交叉失真。为了防止集电极电流完全截止，应在推挽晶体管基极加微小的偏压。借助于示波器，可以观察波形对电阻参数的选择。 3．几点说明 （1）示波器法的特点在于直观，通过示波器可直接显示信号波形，也可以测量信号的瞬时值。 （2）不能用示波器去测量高压或大幅度脉冲部位，如电视机中显像管的加速极与聚集极的探头。 （3）当示波器接入电路时，注意它的输入阻抗的旁路作用。通常采用高阻抗、小输入电容的探头。 （4）示波器的外壳和接地端要良好接地。

电器在检修中方法不尽相同,要靠平时多学习多实践,才能又快又好地查出问题解决问题。有好

的方法多交流，共同学习来提高我们的业务技能。

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