数控车床工作台回零故障分析及处理

第一篇：数控车床工作台回零故障分析及处理

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摘要

在FANUC 0i数控系统中，对于维修经常出现的回参考点故障来说，弄清楚回参考点的作用及机械与电气原理是非常重要的。根据我们的维修实践来看。有关数控机床回参考点方面的故障率还相当高，为了便于数控维修人员能够迅速准确地判断故障点，在这里把有关机床回参考点过程中各种形式的故障进行分析、如机床不能归参考点、归参考点失败、归参考点不准确等，找出了这些故障的产生原因并给出了其排除方法及总结。

【关键词】 参考点，故障诊断，分析，排除

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目录

摘要

第1章

绪论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

1.1、数控机床的发展„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.2、数控机床故障诊断技术的发展

„„„„„„„„„„„„„3 第2章

数控机床的参考点

„„„„„„„„„„„„„„„„„5

2.1、什么是参考点

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 装 2.2、回参考点的目的 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 2.3、回参考点的原理

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

订 2.4、回参考点的方式 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 第3章

回零点的故障案例与分析„„„„„„„„„„„„„„13

3.1、故障类型与分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 线 第4章

小结 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 参考文献

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19

第1章 绪论

1.1 数控机床的发展

数字控制(Numerical Control)技术,简称数控(CNC)技术,是指用数字指令来控制机器的动作。采用数控技术的控制系统成为数控系统。采用存贮程序的专用计算机来实

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现部分或全部基本数控功能的数控系统，称为计算机数控（CNC）系统。装备了数控系统的机床称为数控机床.数控技术是为了解决复杂型面零件加工的自动化而生产的。1948年，美国PARSONS公司在研制加工直升飞机叶片轮廓用检查样板的机床时，首先提出了数控机床的设想，在麻省理工学院的协助下，于1952年试制成功了世界上第一台数控机床样机。后又经过三年时间的改进和自动程序编制的研究，数控机床进入了实用阶段，市场上出现了商品化数控机床。1958年，美国KEANEY AND TRECKER公司在世界上首先研制成功了带有自动换刀装置的加工中心。

我国于1958年开始研制数控机床，到了60年代末和70年代初，简易的数控线切割机床已在广泛使用。80年代初，我国引进了国外先进的数控技术，是我国的数控机床在质量和性能上都有了很大提高。从90年代起，我国已向高档数控机床方向发展。目前，数控机床的应用越来越广泛，其加工柔性好，精度高，生产效率高，具有很多的优点。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，数控系统正向以下几个方向发展。

1.1.1 高速化和高精度化

为实现高速化和高精度化，今后数控技术的发展如下：

① 使伺服电动机的位置环、速度环的控制实现数字化，以达到对电动机的高速、高精度控制

② 采用现代控制理论，减少滞后量提高跟随精度。

③ 采用高分辨率的位置编码器。现代高分辨率位置编码器绝对位置的测量可达163840脉冲/转。

④ 实现多种补偿功能，提高数控机床的加工精度和动态特性。

1.1.2智能化、开放式、网络化

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成，为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等。简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、共 19 页

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方便系统的诊断及维修等。

为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。

网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC)日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

1.2数控机床故障诊断技术的发展

数控机床是当代机、电、光、气一体化高新技术的结晶。电气复杂，管路交叉林立。数控系统五花八门，故障现象也各不相同，特别是大、重型数控机床，价格昂贵，以数百万美金计。安装调试时间长（几个月到一年以上）。大型数控机床内有成千上万只元器件，其中任一元件有故障，都会造成机车工作不正常。大、重型数控机床体积庞大，在无恒温条件下使用，环境的影响也很容易引发故障。因此数控机床的维修就成了许多企业的老大难题。要迅速找出数控机床的故障、隐患，并及时排除，就要迅速发展数控诊断技术。

1.2.1 通信诊断

通信诊断也称原距离诊断或海外诊断。用户只需把CNC系统中专用“通信接口”连接到普通电话线上，维修中心的专用通信诊断计算机的“数据电话”也连接到电话线路上。由通信计算机向各用户CNC系统发送诊断程序，并将测试数据送回诊断计算机进行

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分析并得出结论，最后又将诊断结论和处理方法通知用户。FUNUC公司生产的数控系统就具有这种诊断功能。通信诊断不仅用于故障发生之后对数控系统进行诊断，而且还可以用作用户的定期预防性诊断，只需按约定的时间对机床作一系列试运行检查，将检查数据通过电话线送入维修中心的计算机进行分析处理，维修人员不必亲临现场，就可以发现系统可能出现的故障隐患。

1.2.2 自修复系统

自修复系统就是在系统内设置备用模块,在数控系统的软件中装有自修复程序.当软件在运行时一旦发现某一个模块有故障时,系统一方面将故障信息显示在CRT,同时自动寻找是否有备用模块, 若有备用模块,系统能自动使故障模块脱机而接通备用模块,从而使系统较快地进入正常工作状态。Cincinnati-Milacron公司生产的950CNC系统就采用了这种自修复技术。

1.2.3 人工智能（AI）专家故障诊断系统

专家系统是一个或一组能在某些特定领域内，应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种人工智能计算机程序。

图1-1 故障诊断专家系统

通常，专家系统由知识库、推理机、数据库以及解释程序、知识获取程序等5个部分组成，见图1-1。

其核心部分为知识库和推理机。其中知识库中存放着求解问题所需的知识，推理机负责使用知识库中的知识去解决实际问题。知识库的建造需要知识工程师和领域专家相互合作把领域专家的知识和经验整理出来，并用系统的知识方法存放在知识库中。当解决问题时，用户为系统提供一些已知的数据，就可从系统处获得专家水平的结论。从数控机床故障诊断的内容看，故障诊断专家系统用于故障检测、故障分析和解决处理三个

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方面。在FANUC 0i系统中，已将专家故障诊断系统用于故障诊断。在使用时，操作者以简单的会话问答方式，通过数控系统上的MDI/CRT操作，就能如同专家亲临现场一样，诊断出系统的故障。

1.2.4 人工神经元网络诊断

人工神元网络，简称神经网络，是人们在对人脑思维研究的基础上，用数学方法将其简化、抽象并模拟，能反映人脑基本功能特性的一种并行分布处理连接网络模型。由于神经元网络具有联想、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障的优点，是数控机床故障诊断新的发展途径。将神经网络和专家系统结合起来，发挥两者各自的优点，更有助于数控机床的故障诊断。

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第2章 数控机床的参考点

2.1 什么是参考点

所谓参考点又称原点或零点，是机床的机械原点和电气原点相重合的点，是原点复归后机械上固定的点。每台机床可以有一个参考原点，也可以据需要设置多个参考原点，用于自动刀具交换（ATC）或自动拖盘交换（APC）等。参考点作为工件坐标系的原始参照系，机床参考点确定后，各工件坐标系随之建立。所谓机械原点，是基本机械坐标系的基准点，机械零部件一旦装配完毕，机械原点随即确立。所谓电气原点，是由机床所使用的检测反馈元件所发出的栅点信号或零标志信号确立的参考点。为了使电气原点与机械原点重合，必须将电气原点到机械原点的距离用一个设置原点偏移量的参数进行设置。这个重合的点就是机床原点。

装 订 线图2-1为一卧式数控铣床参考点相对工作台中心位置的示意图

图2-1 卧式加工中心参考点 2.2 回参考点的目的

数控机床在接通电源后要做回参考点的操作，这是因为在机床断电后，就失去了对

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各坐标位置的记忆，即数控系统并不知道以哪一点作为基准对机床工作台的位置进行跟踪、显示等。所以在接通电源后，必须让各坐标轴回到机床一固定点上，这一固定点就是机床坐标系的原点或零点，也称机床参考点往往是由机床厂家在设计机床时就确定的，但这仅仅是机械意义上的。使机床回到这一固定的操作称回参考点或回零操作。在数控机床上，各坐标轴的正方向是定义好的，因此只要机床原点一旦确定，机床坐标系也就确定了。

回参考点是数控机床的重要功能之一，能否正确地返回参考点，将会影响到零件的加工质量。同时，由于数控机床是多刀作业，每一把刀具的刀位点安装位置不可能调整到同一坐标点上，因此就需要用刀具补偿来校正，如加工中心刀具的长度补偿和数控车装 床车刀刀尖的位置补偿，这种刀具偏置的补偿量也是通过刀位点的实际位置与参考点确立的基本坐标系比较后补偿等到的。

如：在CK0630型数控车床上，机床原点位于卡盘端面后20mm处，为让数控系统识别该点，需回参 考点操作。在CK0630型数控车床 的操作面板上有一个回参考点按 钮“ZERO”，当按下这个按钮时 将会出现一个回参考点窗口菜单，显示操作步骤。这个步骤，依此 订 线 按下“X”按钮，“Z”按钮，则 图2-2 机床参考点的建立

机床工作台将沿着X 轴和Z轴的正方向快速运动，当工作台到达参考点的接近开关 时，工作台减速停止。回参考点的工作完成后，显示器即显示机床参考点在机床坐标系中的坐标值(X400，Z400)，此时机床坐标系已经建立(如图2-2所示)。操作返回机床参考点一次，恢复记忆，以便进行自动加工。对使用日本FANUC-0i系统的机床，除通电之初外，在机床工作过程中如出现断电、紧急停止或压下了机床行程限位开关时。也必须返回参考点。机床返回参考点的方向、速度、参考点的坐标等均可由系统参数设定。

2.3回参考点的原理

按机床检测元件检测原点信号方式的不同，返回机床参考点的方法有两种。一种为栅格法，另一种为磁开关法。数控机床多采用栅格法产生检测元件的回参考点信号。2.3.1、栅格法

数控机床按照控制理论可分为闭环、半闭环和开环系统。闭环数控系统装有检测最终直线位移的反馈装置；半闭环数控系统的位置测量装置安装在伺服电动机转动轴上或

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丝杆的端部，即反馈信号取自角位移；开环数控系统不带位置检测反馈装置。闭环、半闭环数控系统通常利用位移检测反馈装置（脉冲编码器或光栅尺）进行回参考点定位，即栅格法回参考点；开环系统则需另外加装检测元件，通常利用磁感应开关回参考点定位，即磁开关法回参考点。无论采用哪种回参考点操作，为保证准确定位，在到达零点之前，数控机床的伺服系统必须自动减速，因此在多数数控机床上安装减速撞块及相应的检测元件。

栅格法中，按照检测元件测量方式的不同可以分为以绝对脉冲编码器方式回参考点和以增量脉冲编码器方式回参考点。在使用绝对脉冲编码器作为测量反馈元件的系统中，调试机床时第一次开机，通过参数设置配合机床回参考点操作调整到合适的参考点，只要绝对脉冲编码器的后备电池有效，此后每次开机，不必进行回参考点操作。在使用增量脉冲编码器的系统中，回参考点有两种模式：一种为开机后在参考点回零模式下各轴手动回原点，每一次开机后都要进行手动回原点操作。另一种为采用存储器模式，第一次开机手动回原点，以后均可用G代码指令回原点。参考文献[4] 图2-3中采用FUNUC-0i系统数控铣床为例，下面简要给出增量栅格法返回参考点的原理和过程：（采用方式三回参考点）

在图2-3中，快速进给速度参数、慢速进给速度参数、加减速时间常数、栅格偏移量等参数分别由数控系统的相应参数设定。机床返回参考点的操作步骤为：

(1)将方式开关拔到“回参考点”档，选择返回参考点的轴，图2-3 增量栅格法返回参考点原理 按下该轴点动按钮，该轴以快速移动速度（v1）移向参考点。

(2)当与工作台一起运动的减速撞块压下减速开关触点时，减速信号由通(0N)转为断(OFF)状态，工作台进给会减速，按参数设定的慢速进给速度（v2）继续移动。减速可削弱运动部件的移动惯量，使零点停留位置准确。

(3)栅格法是采用脉冲编码器上每转出现一次的栅格信号(又称一转信号PCZ)来确定参考点，当减速撞块释放减速开关，触点状态由断转为通后，数控系统将等待编码器上的第一个栅格信号的出现。该信号一出现，工作台运动就立即停止，同时数控系统发出参考点返回完成信号，参考点灯亮，表明机床回该轴参考点成功。有的数控机床在减速信号由通(ON)转为断(OFF)后，减速向前继续运动，当又脱开

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开关后，轴的运动方向与机床会向相反的进给方向运动，直到数控系统接受到第一个零点脉冲，轴停止运动。同时数控系统发出参考点返回完成信号，参考点灯亮，表明机床回该轴参考点成功。

根据数控机床栅格法回参考点动作过程引起回参考点故障原因有：编码器故障和位置环故障：

2.3.1.1 编码器故障

在数控机床中，光电脉冲编码器作为速度和位置检测的元件，故障发生率较高。首先对光电脉冲编码器作一下简介。光电脉冲编码器可分为增量式和绝对式所谓增量式即编码器转过角度就发出脉冲，查不出轴处于什么位置，只能记录得电后的脉冲数。机床失电后，不能记忆轴的位置。绝对式则能够记忆轴转过的角度和空间位置。这依赖于一组或一个备用电池的支持，使机床失电后仍能保持记忆。当然编码器依据安装位置不同又可分为内装式和外装式，内装式和伺服电动机同轴安装，外装式则安装在传动链末端。编码器输出信号通常有两组相位差90°的方波信号用于辨向，一个零标志位（又称一 转信号）+5v电源和接地端。绝对式还有备用电池连接端。编码器故障分类如下：

①编码器本身故障是指编码器本身元器件出现故障，导致其不能产生和输出正确的波形。这种情况下需更换编码器或维修其内部器件。

②编码器连接电缆故障这种故障出现的几率最高，维修中经常遇到，应是优先考虑的因素。通常为编码器电缆断路、短路或接触不良，这时需更换电缆或接头。还应特别注意是否是由于电缆固定不紧，造成松动引起开焊或断路，这时需卡紧电缆。③编码器 +5v 电源下降是指+5v 电源过低，通常不能低于4.75v，造成过低的原因是供电电源故障或电源传送电缆阻值偏大而引起损耗，这时需检修电源或更换电缆。④绝对式编码器电池电压下降这种故障通常有含义明确的报警，这时需更换电池，如果参考点位置记忆丢失，还须执行重回参考点操作。

⑤编码器电缆屏蔽线未接或脱落这会引入干扰信号，使波形不稳定，影响通信的准确性，必须保证屏蔽线可靠的焊接及接地。

⑥编码器安装松动这种故障会影响位置控制精度，造成停止和移动中位置偏差量超差，甚至刚一开机即产生伺服系统过载报警，请特别注意。

⑦光栅污染这会使信号输出幅度下降，必须用脱脂棉沾无水酒精轻轻擦除油污。下面以FANUC-0i数控系统两例故障予以说明：

1）实例一 故障现象：加工中心主轴定向时一直低速旋转。故障分析和处理：这很

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显然是机床接收不到零标志信号，即一转信号。打开机床侧盖，拆下脉冲编码器，发现脉冲编码器底部有一层粉末。完全拆开编码器后发现圆光栅上的条纹已全部被磨光，当然发不出信号。更换新编码器后，一切正常。此时需修改主轴准停时停止位置偏移量参数，使定向位置与更换前相同。

2）实例二故障现象：开机后出现APC（绝对脉冲编码器）电压低故障。故障分析和处理：该机床已闲置5年，采用FANUC 0i系统，电池应该失效。更换4节1号碱性干电池后，机床又显示请求回参考点故障。此时在手动状态将机床移动到参考点附近，再将参数 1815 ＃5（APCx）#4（APZx）全部置 0，关断一次电源后重新启动，坐标值全部显示为0。再将参数 1815# 5（APCx）#4（APZx）全部置 1，关断一次电源，再重启，一切正常。这样便给机床重新建立了参考点。综上所述，脉冲编码器故障总体而言可分为编码器本身故障和外围输入、输出故障，明确这两点许多问题就清晰了。2.3.1.2 位置环故障：

装 位置环这是数控系统发出控制指令，并与位置检测系统的反馈值相比较，进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度，并与外设相联接，所以容易发生故障。常见的故障如下：

① 位置控制环报警：可能是测量回路开路；测量系统损坏，位控单元内部损坏。② 不发指令就运动，可能是漂移过高，正反馈，位控单元故障；测量元件损坏。③ 测量元件故障，一般表现为无反馈值；机床回不了基准点；高速时漏脉冲产生报警可能的原因是光栅或读头脏了或光栅坏了。2.3.2、磁开关法

磁开关法是在机械本体上安装磁铁及磁感应原点开关或者接近开关，当磁感应原点开关或接近开关检测到原点信号后，进给电机立即停止，该停止点被认作为原点。磁开关法常用于开环系统，由于开环系统没有位移检测反馈装置脉冲编码器或光栅尺，所以不会产生栅格信号，通常利用磁感应开关回参考点定位。

下面以某数控车床为例简要叙述：

返回参考点的原理和过程。在图2-4中，快速进给速度参数、慢速进给速度参数、加减速时间常数、偏移量等参数分别由数控系统的相应参数设定。返回参考点的操作步骤为：

(1)将方式开关拔到回参考点档，选择返回参考点的轴，按下该轴点动按钮，该轴以快速移动速度移向参考点。

(2)当与工作台一起运动的减速撞块压下减速开关触点时，减速信号由通(0N)转为

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断(OFF)状态，工作台进给会减速，按参数设定的慢速进给速度继续移动。减速可削弱运动部件的移动惯量，使零点停留位置准确。

(3)当减速撞块释放减速开关，触点状态由断转为通后，数控系统将等待感应开关信号的出现。该信号一出现，工作台运动就立即

停止，同时数控系统发出参考点返回完成信号，参考点灯亮，表明机床回该轴参考点成功。图2-4 磁开关法回参考点原理

2.4回参考点的方式

装 订 回参考点的方式将因数控系统的类型和机床生产厂家而异。一台FUNUC Oi系统数控铣床是采用增量栅格法来确定机床的参考点的。采用这种增量式检测装置的数控机床一般有以下四种回参考点的方式。参考文献[8] 2.4.1.方 式 一

回参考点前，先用手动方式以速度v1快速将轴移到参考点附近，然后启动回参考点操作，轴便以速度v2慢速向参考点移动。碰到参考点开关后，数控系统即开始寻找位置检测装置上的零标志。当到达零标志时，发出与零标志脉冲相对应的栅格信号，轴速度

图2-5 回参考点方式一 线 即在此信号作用下制动到零，然后再前移参考点偏移量而停止，所停位置即为参考点。偏移量的大小通过测量由参数设定。如(图2-5)

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2.4.2.方 式 二

回参考点时,轴先以速度v1向参考点快速移动,碰到参考点开关后,在减速信号的控制下,减速到速度v2并继续前移，脱开挡块后，再找零标志。当轴到达测量系统零标志发出栅格信号时,速度即制动到零，然后再以v2速度前移参考点偏移量而停止于参考点。如(图2-6)

图2-6 回参考点方式二

2.4.3.方 式 三

回参考点时，轴先以速度v1快速向参考点移动，碰到参考点开关后速度制动到零，然后反向以速度v2慢速移动，到达测量系统零标志产生栅格信号时，速度制动到零，再

图2-7 回参考点方式三

前移参考点偏移量而停止于参考点。如(图2-7)2.4.4.方 式 四

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回参考点时,轴先以速度v1向参考点快速移动,碰到参考点开关后制动到零,再反向微动直至脱离参考点开关，然后又沿原方向微动撞上参考点开关，并且以速度v2慢速前移，到达测量系统零标志产生栅格信号时,速度制动到零，再前移参考点偏移量。如(图2-8)装 订 线

图2-8 回参考点方式四

FUNUC-0i系统数控机床返回参考点的方式因数控类型和机床生产厂家不同而异，一台FUNUC-0i系统数控铣床采用的是方式三回参考点：

曾出现这种故障现象：X轴先正方向快速运动，碰到参考点开关后，能以慢速反向运动，但找不到参考点，而且一直反向运动，直到碰到限位开关而紧急停止。根据故障现象和返回参考点的方式，可以判断减速信号正常，位置测量装置的零标志脉冲信号不正常。通过CNC系统PLC接口指示观察，确定参考点开关信号正常，用示波器检测零标志信号，如果有零标志脉冲信号输出，可诊断CNC系统测量组件有关零标志脉冲信号通道有问题。进一步确诊可用互换法，即将有关电路板：如X轴和Y轴的电子脉冲整形插值倍频电路板互换，如发现同样故障转移到Y轴，而X轴工作正常，则该电路板有问题。

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第3章 回参考点的故障案例与分析

3.1故障类型与分析

数控机床返回参考点的方式，因数控系统类型和机床生产厂家而不同，要排除回参考点的故障，先要搞清机床回参考点的动作方式及工作原理，然后再对照故障现象来进行分析。一般主要有三类情况：第一类是机床停止位置与参考点位置不一致；第二类是机床不能正常返回参考点，且有报警产生；第三类是机床数控系统没有准备好信号或超程报警。

装 3.1.1 第一类情况

采用栅格法返回参考点时，可通过移动栅格(可由系统参数设定)来调整参考点位置。位置检测装置随伺服电机旋转产生栅格信号，当减速撞块压下减速开关时，伺服电机减速继续向参考点运行。当减速开关释放，数控系统检测到的第一个栅格或零标志位信号即为原点(参考点)时，伺服电机停转。该方法的特点是机床如果接近原点的速度小于某一同定值，则数控机床总是停止于同一点。采用磁性开关方式时，可通过移动接近开关来调整其参考点位置。当磁感应原点开关或接近开关检测到原点信号后，伺服电机立即停止，该停止点被认作原点(参考点)。该方法的特点是软件及硬件简单，但原点位置随着伺服电机速度的变化而成比例地漂移，即原点不确定。3.1.1.1 停止位置偏离参考点一个固定值

这种情况多数是因为减速撞块安装位置不正确或减速撞块太短。检验的方法是：先减小数控系统中接近原点速度的参数，减小运动部件的移动惯量，若返回参考点正常，则可确定是此原因造成。通常需要重新调整撞块位置或减速开关位置，或适当增加撞块长度。也可通过设置栅点偏移量的方法来解决，因为数控系统识别减速信号的变化需要一定时间，当减速撞块离原点太近时，捕捉不到第一个原点信号，系统只能确定两个原点信号，所以机床停止位置偏离参考点刚好一个栅格问距。如使用上述办法后仍有偏离，则应检查参考计数器设置的值是否正确有效，修正参数设置。案例一：

某台经济型数控车床，FANUC 0i数控系统采用方式三回参考点，X轴经常出现原点漂移，且每次漂移量为10mm左右。订 线 共 19 页

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诊断：由于每次漂移量基本固定，可能与X轴回参考点有关。经检查相关的参数没有发现问题。检查安装在机床上的减速撞块及检测开关，发现撞块距离检测开关太近。重新调整减速撞块位置，将其控制在该轴丝杠螺距(该轴的螺距为10mm)的一半，约为6mm±lmm，故障排除。3.1.1.2 随机偏差，没有规律性

造成此故障的原因较多，可能的原因有：外界干扰；脉冲编码器的电源电压过低； 脉冲编码器损坏；数控系统的主印刷线路板不良；伺服电机与工作台联轴器连接松动等。案例二：

某配套FANUC-0i系统的数控铣床，回参考点动作正常，但参考点位置随机性大，每次定位都有不同的值。

诊断： 由于机床回参考点动作正常，进一步检查发现，参考点位置虽然每次都在变化，但却总是处在减速撞块放开后的位置上。因此，可以初步判定故障的原因是由于脉冲编码器“零脉冲”不良或丝杠与电动机间的连接不良引起的故障。该机床伺服系统为半闭环结构，维修时采用隔离法，脱开电动机与丝杆间的联轴器，手动压下减速开关，进行回参考点试验。经多次试验发现，每次回参考点完成后，电动机总是停在某一固定的角度上，说明脉冲编码器“零脉冲”无故障。故障的原因可能在电动机与丝杠的连接处。经仔细检查，发现拉杆与联轴器间的弹性胀套配合间隙过大，产生松动。经修整胀套，重新安装后机床恢复正常。3.1.1.3 微小误差

此类故障的原因多数为电缆或连接器接触不良，或因主印刷电路板及速度控制单元工作性能不良，造成位置偏置量过大。案例三：

某配套FANUC-0i 的数控机床，在回参考点后无法继续操作。

诊断：在操作中发现机床在参考点位置停止后，机床操作面板参考点指示灯不亮，无法进行进一步操作。但关机后，又可手动操作，返回参考点后上述现象又出现。这说明机床回参考点动作属正常，考虑到机床已在参考点附近停止运动，因此，初步判断其原因可能是参考点定位精度未达到规定的要求。通过机床的诊断功能，对系统的“位置跟随误差”随DGN800~802进行了检查，发现机床的Y轴踪误差超过了定位精度的允许数值范围。调整伺服驱动器的“偏移”电位器，使“位置跟随误差”DGN800～802的值接近0后，机床恢复正常。装 订 线 共 19 页

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3.1.2 第二类情况

故障原因主要是零标志位脉冲信号失效(信号未产生或在传输处理中丢失)。如光栅或脉冲编码器的基准信号(零标志位信号)没有输入到主印刷电路板；磁感应原点开关或接近开关没有检测到原点信号。故障原因多为连接信号电缆断线或检测元件损坏。另外，在进行返回参考点时，机床运动部件开始移动起始点距离参考点太近，也会产生此类故障，所以机床停机前，将机床的运动部件停在距离参考点较远的地方。排除这类故障的方法：首先检查安装在机床上的撞块和检测开关是否松动，再用CNC系统PLC接口的I/O状态观察检洲的开关是台输入剑数控系统中，采用示波器检测零标志位脉冲信号。根据测得的信号，判断故障部位。案例四：

某德国产配备FANUC-0i数控系统的数控磨床，在回参考点时，出现Z轴找不到参考点的故障。

诊断：观察同参考点的过程，发现Z轴运动压到减速开关后，能够减速并反向运动，直到 下行程极限开关。这说明回参考点过程中减速开关没有问题；同时根据CNC显示Z轴的数值正常变化，判定为编码器的零标志位有问题，用示波器测试波形，没有发现零标志位脉冲，可断定是编码器的问题。将编码器拆开，发现其内部有许多油。经分析I六l编码器密封不好，冷却液形成的油雾进入编码器并沉淀，将编码器刻度盘遮挡，使零标志位出现故障。清除了编码器中的油污并将其清洗干净后重新密封，装配好再使用，故障消除。装 订 线 3.1.3 第三类情况

这类故障的原因较简单：（1）多数为返回参考点用的减速开关失灵，触点压下后不能复位造成的只需检查减速开关复位弹簧是否损坏或直接更换减速开关即可；（2）因后备电池失效导致参考点丢失；（3）间隔环磨损。案例五：

某台配备FANUC-0i数控系统的JCS-018立式加工中心，X轴不执行自动返回参考点动作。

诊断：故障发生后，机床无报警提示，但采用手动方式时X轴能够移动。将X轴采用手动方式移至参考点后，机床又能进行正常加工，加工完成后原有故障又重复出现．考虑到故障发生在X轴回参考点的过程中，怀疑该故障与X 轴参考点的参数发生变化有关。根据维修说明书，将与X轴参考点有关的参数调出检查，结果参数均正常。经

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仔细检查后发现，机床上X轴参考点的限位开关因油污染失灵，即始终处于接通状态。故当加工程序完成后，系统便认为已回到了参考点，清洗该限位开关后，故障排除。案例六：

日本FV650加工中心回参考点出现超程报警。该加工中心配用FANUC-0i控制系统，使用绝对脉冲编码器作为检测反馈元件，回参考点采用无参考点减速开关控制模式。

因CNC及绝对脉冲编码器的后备电池失效，造成参数丢失。用计算机将备份参数重新装入后，再回参考点时出现各轴在行程范围中间位置时停止，完成回参考点过程。

移动各轴，即使其机械位置在行程中间位置，CRT也显示各轴位置坐标超过软件限制，出现过行程报警。

使用绝对脉冲编码器的系统，采用后备电池维持编码器的位置数据，当电池失效后此时开机各轴所在的机械位置即被认作参考点位置。使用绝对脉冲编码器的加工中心，重新建立正确参考点的步骤如下：

1)在OFFSET菜单下，设置PWE=1。

装 2)将CNC参数NO.1815X、Y、Z各轴设置为00000000。3)将 X、Y、Z各轴手动移至机械原点附近。4)在回参考零模式，各轴手动回参考点。

5)仔细观察各轴是否在参考点位置上，特别是与ATC、APC等有关系的轴的参考点位置是否准确。如位置不准确，重复3至4步直至准确。

6)修改NO.1815为00110000。7)将PWE设置为0。

8)关断CNC电源，几分钟后开机，将各轴移离参考点位置后，手动回参考正常。值得一提的是，丢失参数后重装参数前，将各轴移至机械原点位置。装参数后，只要按正常的回参考点操作程序，开机后手动回各轴参考点即可。案例七：

日本FANUC-0i系统加工中心Z轴回参考点出现超行程报警。

该加工中心Z轴运动时有明显的冲击声，回参考点是CRT显示Z轴超行程报警。观察CRT上Z轴机械位置信息显示0.511，系软件超程。经试验确认，该报警出现时，手动回参考点的过程还未完成。

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在手动回参考点时观察减速开关输入PMC信号DGN16.5变化正常，说明减速开关无问题。

将CNC参数NO.702设定为99999999，手动回参考正常。NO.702重新设定回500。但加工零件程序运行时，G代码回参考点，又出现超程报警。

检查伺服电动机至工作台的机械传动各环节，发现Z轴滚珠丝杠预紧防松螺母松动。拆下防松螺母，下面的间隔环磨损严重，测量磨损量0.511mm。这就是故障的原因。由于间隔环的磨损，在解除软件限位后，可以手动回参考点。但在软件限位恢复设定后，Z轴所承载的主轴箱的重量使在Z轴使能状态下与伺服电动机同轴安装的编码器不动但主轴箱的机械位置却下滑了一段距离，即0.511mm。在其后任何形式的回参考点时，机械位置坐标显示的0值已经不是实际的参考点位置。虽然磨损是一个逐渐的过程，但因该机所使用的零件加工程序没有曲面加工，该磨损误差被刀具补尝所消除，因而从被加工零件的加工质量上反映不出来机床已发生了故障。装 订 线 共 19 页

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第4章 小结

根据以上的分析，对于增量式测量系统数控机床，开机后回参考点的故障现象及原因较多，而故障现象与故障原因并无一一对应关系，往往是一种故障现象有几种原因综合引起，或一种原因引起几种故障。因此，诊断故障应该从弄清具体数控系统的回参考点方式及其控制原理入手，结合机床结构，凭借实践经验和维修手册，根据故障的表现形式进行故障定位，力求将故障定在尽可能小的的范围内，在按照可能性的大小进行逐一检查，排除假象，找出真正故障所在，进而排除故障。

在现场维修结束后，应认真填写维修记录，列出有关必备的备件的清单，建立用户档案，对于故障时间，现象，分析诊断方法，采用排故方法，如果有遗留问题应详尽记录，这样不仅使每次故障都有据可查，而且也可以积累维修经验

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第二篇：变频器故障分析与处理

变频器故障分析与处理

目前人们所说的交流调速系统，主要指电子式电力变换器对交流电动机的变频调速系统。变频调速系统以其优越于直流传动的特点，在很多场合中都被作为首选的传动方案，现代变频调速基本都采用16位或32位单片机作为控制核心，从而实现全数字化控制，调速性能与直流调速基本相近，但使用变频器时，其维护工作要比直流复杂，一旦发生故障，企业的普通电气人员就很难处理，这里就变频器常见的故障分析一下故障产生的原因及处理方法。

一、参数设置类故障

常用变频器在使用中，是否能满足传动系统的要求，变频器的参数设置非常重要，如果参数设置不正确，会导致变频器不能正常工作。

1、参数设置

常用变频器，一般出厂时，厂家对每一个参数都有一个默认值，这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下，用户能以面板操作方式正常运行的，但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求。所以，用户在正确使用变频器之前，要对变频器参数时从以下几个方面进行：

（1）确认电机参数，变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

（2）变频器采取的控制方式，即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。

（3）设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际情况选择启动方式，可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。

（4）给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式，面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定，当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后，变频器基本上能正常工作，如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。

2、参数设置类故障的处理

一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置，对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。

二、过压类故障

变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud= 1.35 U线＝513V。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压保护动作。因此，变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。

1、输入交流电源过压

这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在节假日负载较轻，电压升高或降低而线路出现故障，此时最好断开电源，检查、处理。

2、发电类过电压

这种情况出现的概率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态，而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一故障。

（1）当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设的比较小，在减速过程中，变频器输出的速度比较快，而负载靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈单元，因而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值，出现故障，而纸机中经常发生在干燥部分，处理这种故障可以增加再生制动单元，或者修改变频器参数，把变频器减速时间设的长一些。增加再生制动单元功能包括能量消耗型，并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统，这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态，产生再生能量，这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。

（2）多个电动施动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态，引起故障。在纸机经常发生在榨部及网部，处理时需加负荷分配控制。可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。

三、过流故障

过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。

四、过载故障

过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是加速时间太短，直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。

五、其他故障

1、欠压

说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。

2、温度过高

如电动机有温度检测装置，检查电动机的散热情况；变频器温度过高，检查变频器的通风情况。

一、变频器控制回路的抗干扰措施

由于主回路的非线性（进行开关动作），变频器本身就是谐波干扰源，而其周边控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其他装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常的工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。

1． 变频器的基本控制回路

变频器同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种：

①4～20mA电流信号回路（模拟）；1～5V/0～5V电压信号回路（模拟）。②开关信号回路，变频器的开停指令、正反转指令等（数字）。外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵变频器。

2． 干扰的基本类型及抗干扰措施

(1)静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生的电势。

措施：加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径40倍以上时，干扰程度就不大明显。在两电缆间设置屏蔽导体，再将屏蔽导体接地。

(2)静电感应干扰：指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通大小，控制电缆形成的闭环面积和干扰电缆与控制电缆间的相对角度。

措施：一般将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离铺设，分离距离通常在30cm以上（最低为10cm），分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。

(3)电波干扰：指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。

措施：同(1)和(2)所述。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用铁箱要接地。

(4)接触不良干扰：指变频器控制电缆的电接点及继电器接触不良，电阻发生变化在电缆中产生的干扰。

措施：对继电器采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆应定期做拧紧加固处理。

(5)电源线传导干扰：指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其他设备在电源系统直接产生电势。

措施：变频器的控制电源由另外系统供电，在控制电源的输入侧装设线路滤波器或隔离变压器，且屏蔽接地。

(6)接地干扰：指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发干扰，比如设置两个以上接地点，接地处会发生电位差，产生干扰。

措施：速度给定的控制电缆取一点接地，接地线一作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不与其他接地端子共用，并尽量减少接地端子引接点的电阻，一般不大于100ω。

3． 其他注意事项

(1)装有变频器的控制柜，应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设置。

(2)弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器和接触器。(3)控制电缆建议采用1.25mm×2或2mm×2屏蔽绞合绝缘电缆。

(4)屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时，屏蔽端子要互相连接。

二、变频器常见故障分析

1． 变频器充电启动电路故障

通用变频器一般为电压型变频器，采用交一直一交工作方式，即是输入为交流电源，经三相整流桥后变为直流电压，然后再经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。当变频器刚上电时，由于直流侧的平波电容容量非常大，充电电流很大，通常采用一个启动电阻来限制充电电流，常见的变频启动两种电路,如图1所示。充电完成后，控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路，启动电路故障一般表现为启动电阻烧坏，变频报警显示为直流母线电压故障，一般在设计变频器时，为了减少变频器的体积，启动电阻值选择在10～50ω，功率为10～50ω。

当变频器的交流输入电源频繁通断，或者旁路接触器的触点接触不良时，以及旁路晶闸管导通阻值变大时，都会导致启动电阻烧坏。如遇此情况，可购规格的电阻换届之，同时必须找出引出电阻烧坏的原因，才能将变频器投入使用。

2． 变频器无故障显示，但不能高速运行

某厂一台变频器状态正常，但调不到高速运行，经检查，变频器并无故障，参数设置正确，调速输入信号正常，上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有450V左右，正常值为580～600V，再测输入侧，发现缺了一相，原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的。实际上变频器缺一相输入时，是可以工作的，因多数变频器的母线电压下限为400V，只有当直流母线电压降至400V以下时，变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时，直流母线压为380×1.2=456＞400V。当变频器不运行时，由于平波电容的作用，直流电压也可达到正常值。新型的变频器都是采用PWM控制技术，调压调频的工作在逆变桥完成，虽然在低频段输缺相时仍可以正常工作，但因为输入电压低使输出电压低，造成异步电机转矩低，频率上不去，所以不能高速运行。

3． 变频器显示过流故障

出现这种故障显示时，首先检查加速时间参数是否太短，力矩提升参数是否太大，然后检查负载是否太重。如果无这些现象，可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点，复位后运行，看是否出现过流现象，如果出现的话，很可能是含有过压过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能的IPM模块出现故障，一般更换IPM模块即可。

4.变频器显示过压故障

这种故障一般是雷雨天气出现，由于雷电串入变频器的电源中，使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸，在这种情况下，通常只须断开变频器电源1min左右，再合上电源，即可复位；另一种情况是变频器驱动大惯性负载，就出现过压现象，这时变频器的减速停止属于再制动，在停止过程中，变频器的输出频率按线性下降，而负载电机的频率高于变频器的输出频率，负载电机处于发电状态，机械能转化为电能，并被变频器直流侧的平波电容吸收，这种能量足够大时，就会产生所谓的“泵升现象”，变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大电压而跳闸，对于这种故障，一是将减速时间参数设置长些或增大制动电阻或增加制动单元；二是将变频器的停止方式设置为自由停车。

5.电机发热，变频器显示过载

对于已经投入运行的变频器如果出现这种故障,就必须检查负载的状况.新安装的变频器可能是V/F曲线设置不当或电气参数设置有问题,如一台新装变频器,其驱动的是一台变频电机,电机额定参数为220V/50Hz，而变频器出厂时设置为380V/50Hz，由于安装人员没有正确变频器的V/F参数，导致电机运行一段时间后转子出现磁饱和，致使电机转速降低，发热而过载。在使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时，没有正确的设置负载电机的额定电压、电流、容量等参数及设置的变频器载波率过高时，均会导致电机发热过载，另处设计者设计变频器常常在低频段工作，而没有考虑到在低频段工作的电机散热变差的问题，致使电机工作一段时间后发热过载，对于是种情况，需加装散热装置。

交流变频速以其节能显著、保护完善、控制性能好、过载能力强、使用维护方便等特点，迅速发展起来，已成为电动机调速的主潮流。变频调速在我国已进入推广应用阶段。然而由于认识上的局限，人们在VVVF（变频变压）变频器的实际应用中还存在许多错误。怎样结合生产工艺要求正确使用变频器并使其充分发挥效益，已成人们关注的焦点。现结合工程应用中的故障实例，对变频器在应用中普遍存在的问题进行分析。

一、故障实例

1、误操作故障

某水泥厂7#水泥回转窑篦式冷却机设计选用两台Y250M-830kW电动机分别传动两级篦床，变频调速控制，其控制原理如图1所示。图中VVVF是日产富士FRNO37P7-4EX57kVA通用变频频器，装于低压配电室内，其电源接触器及运转命令上冷却机现场和控制室两地操作，KA是篦冷机与破碎机联锁触点。变频器系统试车时，因工艺需要，操作人员在主控室操作SB4断开变频器电源接触器KM，使处于集中控制的篦冷机停车。重新开车时，两台变频器均进入OH2（外部故障）闭锁状态，故障历史查询显示OH2和LU（低电压），检查端子THR随联接良好，电源电压正常，按RESET键复位无效，测量主电路直流电压为518V。经分析故障前篦冷机工作于集中控制状态，参与系统联锁，操作员停变频器电源实现停车时，计算机进行内部数据读操作并获取正转指令，但此时主回路直流电压尚未建立，CPU检测后封锁输出，发出OH2故障信号，因此，导致故障的真正原因是错误操作，而非现场技术人员认为的由电源接触器频繁起动变频器所致。故障原因明确以后，针对现场情况规定了操作程序，开停车使用控制室内的S2（集中控制时）或SB5、SB6开停车按钮，将集中控制室内变频器电源接触器控制按钮SB3、SB4用胶带贴封，仅当停机检修时启用，以避免误操作现象出现，系统运行正常。图1

2、使用条件造成的故障

一家油田某采区所用的九台变频器在短期内烧毁三台，故障都是变频器控制的变压器烧毁导致主板等部件损坏。据了解，该地区电网电压有时高达480V，远超过手册规定的+10%的电压上限，使绝缘裕度较小的控制变压器烧毁。这是一个变频器用于严重过压条件下而损坏的曲型事例。因此，使用变频器时，应对使用现场的电网质量、环境温度、粉尘、干扰等条件认真调查，外部条件不能满足要求时应采取有效措施加以解决。

二、变频器应用中的常见问题及处理方法

1、变频器电源开关的设置与控制

变频器用户手册规定，在电源与主电路端子之间，一定要接一个开关，这是为了确保检修安全。对这一点，一般用户能够按手册要求做。但容易忽视的是手册还建议在开关后装设电磁接触器，其目的是在变频器进入故障保护状态时能及时切断电源，防止故障扩散。在实际使用中，有的用户没有安装，有的使用不合理；如图1方案中电源接触器仅被用来实现远地停送电及变频器的过负荷保护；有些方案则仅用于起、停电动机。这都是不恰当的。由于变频器价格较高，使用时应在电源接触器控制回路中串接变频器故障报警接触器动断触点控制回路中串接变频器故障报警接链接触器动断触点（如富士P7/G7系列的B30、C30触点），这对大容量变频器尤为重要。

变频器电源进线端一定要装设开关，使用中宜优选刀熔开关，该开关有明显的断点，集电源开关、隔离开关、应急开关和是路保护于一体，性能优于目前采用较多的单一熔断器、刀开关或自动空气开关等方案。对大容量变频器应选配快速熔断器以保护整流模块。

变频器电源侧设置接触器应选配快速熔断器以保护整流模块。

变频器电源侧设置接触器并参与故障联锁时，应将控制电源辅助输入端子接于接触器前，以保证变频器主电路断电后，故障显示和集中报警输出信号得以保持，便于实现故障检索及诊断。

2、不应用电源侧接触器频繁起、停电动机

实际应用中，有许多控制方案设置外围电路控制电源侧接触器实现系统软起动特性，图2是某杂志一篇文章推荐的日产三垦（SANKEK）变频器的控制方案。由图可知，该方案电动机起动时按SB2，其触点闭合，KA1得电，其动合触点分别发出变频器运行和时间继电器KT的激励命令，KT延时断开动合触点提供继电器KA2激励命令，KA2动合触点控制KM吸合，变频器得电起动电动机。停车时按SB1发出停车命令，KA1断电，其动合触点复位，取消运行命令并使KT断电，KT动合触点延时20s复位，电源接触器KM断电，实现当KM起动时，先闭合KA1，停止时先断开KA1的办法，可达到起动、停止软特性，从而避免电动机反馈电压侵入变频器。图2 上述方案建议利用电源接触器直接起动变频器来实现电动机起动、停止的软特性是错误的。由图3可知，当电压型交-直-交变频器通电时，主电路将产生较大充电电流，频繁重复通断电，将产生热积累效应，引起元件的热疲劳，缩短设备寿命。因此上述方案不适用于频繁起动的设备。对不频繁起动的设备也无优越性（某些大容量变频器根本无法起动，如例1所述），因为变频器本身具有优越的控制性能，实现软起动特性应优先考虑利用正、反转命令和通过加、减速速时间设定实现，无谓地增加许多外围电路器件，不但浪费资金而且降低了系统的可靠性，大大降低了响应速度，加大维护工作量，增加损耗，是不足取的。图3

3、电动机过载保护宜优先选择电子热继电器

一部分专业人员认为，变频器内部的过载保护只是为保护其自身而设，对电动机过载保护不适用，为了保护电动机，必须另设热继电器。在实际应用中，笔者所见各种变频调速控制方案也绝大多数在电路的不同位置设置了热继电器，以完成所控单台电动机的过负荷保护，这显然又是一种误解。对一台变频器控制一台标准四极电动机的控制方案而言，使用变频器电子热过载继电器保护电动机过载，无疑要优于外加热继电器，对普通电动机可利用其矫正特性解决低速运行时冷却条件恶化的问题，使保护性能更可靠。尤其是新型高机能变频器（如富士9S系列）现已在用户手册中给出设定曲线，用户可根据工艺条件设定。通常，考虑到变频器与电动机的匹配，电子热过载继电器可在50%~105%额定电流范围内选择设定。

只有在下列情况时，才用常规热继电器代替电子热继电器：

所用电动机不是四极电动机。

使用特殊电动机（非标准通用电动机）

一台变频器控制多台电动机。电动机频繁起动。

但是，如果用户有丰富的运行经验时，笔者仍建议通过电子热继电器的合理设定（引入校正系数）来完成单台电动机变频调速的过载保护。

当变步器选用外部热继电器进行电动机过载保护时，热继电器应装设于变频器输出侧，常见的装于输入侧的方案起不到保护作用（变频器的变频变压特性使 其低频时输入电流远远小于输出电流）。过载保护应根据设备工艺要求情况，采用变频器停止命令（断开CM）或空转停车（断开BX）命令实现停车，不宜通过电源接触器实现。

4、变频器与电动机间不宜装设接触器

装设于变频器和电动机间的接触器在电动机运行时通断，将产生操作过电压，对变频器造成损害，因此，用户手册要求原则上不要在变频器与电动机之间装设接触器。但是，当变频器用于下列情况时，仍有必要设置：

当用于节能控制的变频调速系统时常工作于额定转速，为实现经济运行需切除变频器时。

参与重要工艺流程，不能长时间停运，需切换备用控制系统以提高系统可靠性时。

一台变频器控制多台电动机（包括互为备用的电动机）时。变频器输出侧设置电磁时，设计外围电路应避免接触器在变频器有输出时动作，任何时候严禁将电源接入变频器输出端。

目前，有些用户为了方便测试负荷电缆和电动机绝缘，在变频器输出侧设置自动空气开关，用以在测试时切除变频器，该法弊大于利。由于变频器输出电缆（线）要求选用屏蔽电缆或穿管敷设，缆线故障几率很小，通常情况下测量电动机及电缆绝缘时，可选用铅丝或软铜线将变频器输入、输出、直流电抗器和制动单元联接端子可靠短接后进行测试，仅在需要测量电缆相间绝缘时拆线检测，确无必要增加投资，否则还要采取可靠措施，防止在运行中误操作。

5、电流检测时电汉互感器的设置及电流表的选择

由于设计人员或用户容易忽视变频器输出频率的变化特性，在电流检测及仪表选型上经学出现错误。变频器输出侧电流测量应使用电磁经系仪表，以获得所需的测量精度。例如，某杂志刊登的《一起变频器不能复位的故障处理》一文，提出变频器输出侧不能使用普通电流互感器，这是错误的论点。在变频器输出侧使用普通电流互感器是可以完成输出电流检测的。由电流互感器铁心磁通密度计算公式Bmake=K2/4.44fSmW2可知，铁心的磁通密度与交流电流频率的变化成反比，忽略次要因素时，其电流误差（即变化误差）和相位误差可看作与电流频率变化成反比，只是当电流频率超过1kHz时，铁心温度会增高。但是，由于互感器正常运行时激磁电流设计得很小（主要为了减小误差），因此，普通电流互感器用于50Hz频率附近时，其电流误差是很小的。通过实际校验对比可知，当变频器输出频率在10~50Hz之间变化时，电磁系电流表指示误差很小，实测误差在1.27%以下，并与电流频率变化成反比（以变频器输出电流指示为基准），能够满足输出电流监视的要求。此外，尤其是当变频调速系统驱动负载变化不太大的往复运动设备时，由于设备传动力矩的周期性变化，使变频器输出电流产生一定波动，变频器的LED数码显示电流值跳字严重，造成观察读数困难，采用模拟电流表可有效地解决这个问题。

应当注意的是，使用指针式电流表测量变频器输出侧电流时，必须选择电磁经系仪表（手册通常称作动铁式），使用时应严格按用户手册的规定选择安装，以保证应有的精度。如选用整流系仪表（该错误非常普遍）时，经实测在19~50Hz区间，指示误差为69.7%~16.66%，且为负偏差。

此外，由于变频器的输入电流一般不大于输出电流，因此，输入侧设置电流监视意义不大，一般有信号灯指示电源即可，如电压不稳时可设电压表监视。大容量变频器低频运行时，其输入侧电流表可能无指示。

如今，变频器已具有很强的功能，但是，国内的应用情况在很大程度上与录像机一样，其功能的开发与正确应用十分有限，许多地方仅限于能够开停车和调速的应用。因此,迅速提高技术人员的应用水平，对发挥变频器的节能和优良的控制性能是十分重要的。

1、加速时：

外部原因可能有：输出回路有接地或相间短路现象。若是则排除之。若是矢量控制变频器，则可能是参数没有辨识或辨识不准确，需重新进行参数辨识。

若是V/F控制方式，则可能有如下原因： A、加速时间过短，使变频器的输出电压上升太快，解除办法是延长加速时间, 若工艺要求快速起动则需选用大一档的型号。B、手动提升转矩设置不合适。另外还可能和下列因素相关：

A、电压是否偏低？若是则将电压调至正常范围。

B、是否对正在运行的电机起动？若是则选择转速跟踪再起动或等电机停止后起动

C、起动过程是否有突加负载？若是则取消突加负载。D、变频器型号是否选小？若是则选择合适型号。

2、减速时：

变频器减速时过电流一般都是由电机惯性负载造成,当电机一下子从高速变为低速时，由于负载存在惯性，电机变成发电机向变频器回馈电能所致，解除办法是延长减速时间,或増加制动单元。 fhdjf(2007-6-06 12:37:32)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。

6、启动显示过电流

一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。

7、空载输出电压正常,带载后显示过载或过电流

该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化,模块损伤引起.

一、变频器的空载通电

1.1 将变频器的接地端子接地。

1.2 将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。

1.3 检查变频器显示窗的出厂显示是否正常,如果不正确,应复位,否则要求退换。

1.4 熟悉变频器的操作键。

一般的变频器均有运行(RUN)、停止(STOP)、编程(PROG)、数据P确认(DATAPENTER)、增加(UP、▲)、减少(DOWN、“)等6个键,不同变频器操作键的定义基本相同。此外有的变频器还

有监视(MONITORPDISPLAY)、复位(RESET)、寸动(JOG)、移位(SHIFT)等功能键。

二、变频器带电机空载运行

2.1 设置电机的功率、极数,要综合考虑变频器的工作电流。

2.2 设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性。VPf类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等项目。最高频率是变频器—电动机系统可以运行的最高频率,由于变频器自身的最高频率可能较高,当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时,应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线,应按电动机的额定电压进行设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的

VPf 类型图和负载特点,选择其中的一种类型。通用变频器均备有多条VPf 曲线供用户选择,用户在使用时应根据负载的性质选择合适的VPf 曲线。如果是风机和泵类负载,要将变频器的转矩运行代码设置成变转矩和降转矩运行特性。为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产负载启动的要求,要调整启动转矩。在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂。在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略,若仍保持VPf 为常数,则磁通将减小,进而减小了电机的输出转矩。为此,在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。日立J300 变频器则为用户提供两种选择:自行设定和自动转矩提升。

2.3 将变频器设置为自带的键盘操作模式,按运行键、停止键,观察电机是否能正常地启动、停止。

2.4 熟悉变频器运行发生故障时的保护代码,观察热保护继电器的出厂值,观察过载保护的设定值,需要时可以修改。变频器的使用人员可以按变频器的使用说明书对变频器的电子热继电器功能进行设定。电子热继电器的门限值定义为电动机和变频器两者的额定电流的比值,通常用百分数表示。当变频器的输出电流超过其容许电流时,变频器的过电流保护将切断变频器的输出。因此,变频器电子热继电器的门限最大值不超过变频器的最大容许输出电流。

三、带载试运行

3.1 手动操作变频器面板的运行停止键,观察电机运行停止过程及变频器的显示窗,看是否有异常现象。

3.2 如果启动P停止电机过程中变频器出现过流保护动作,应重新设定加速P减速时间。电机在加、减速时的加速度取决于加速转矩,而变频器在启、制动过程中的频率变化率是用户设定的。若电机转动惯量或电机负载变化,按预先设定的频率变化率升速或减速时,有可能出现加速转矩不够,从而造成电机失速,即电机转速与变频器输出频率不协调,从而造成过电流或过电压。因此,需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间,使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是先按经验选定加、减速时间进行设定,若在启动过程中出现过流,则可适当延长加速时间;若在制动过程中出现过流,则适当延长减速时间。另一方面,加、减速时间不宜设定太长,时间太长将影响生产效率,特别是频繁启、制动时。

3.3 如果变频器在限定的时间内仍然保护,应改变启动P停止的运行曲线,从直线改为S 形、U 形线或反S 形、反U 形线。电机负载惯性较大时,应该采用更长的启动停止时间,并且根据其负载特性设置运行曲线类型。

3.4 如果变频器仍然存在运行故障,应尝试增加最大电流的保护值,但是不能取消保护,应留有至少10 %～20 %的保护余量。

3.5 如果变频器运行故障还是发生,应更换更大一级功率的变频器。

3.6如果变频器带动电机在启动过程中达不到预设速度,可能有两种情况:

(1)系统发生机电共振,可以从电机运转的声音进行判断。

采用设置频率跳跃值的方法,可以避开共振点。一般变频器能设定三级跳跃点。VPf 控制的变频器驱动异步电机时,在某些频率段,电机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动,在电机轻载或转动惯量较小时更为严重。普通变频器均备有频率跨跳功能,用户可以根据系统出现振荡的频率点,在VPf 曲线上设置跨跳点及跨跳宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统能够正常运行。

(2)电机的转矩输出能力不够,不同品牌的变频器出厂参数设置不同,在相同的条件下,带载能力不同,也可能因变频器控制方法不同,造成电机的带载能力不同;或因系统的输出效率不同,造成带载能力会有所差异。对于这种情况,可以增加转矩提升量的值。如果达不到,可用手动转矩提升功能,不要设定过大,电机这时的温升会增加。如果仍然不行,应改用新的控制方法,比如日立变频器采用VPf 比值恒定的方法,启动达不到要求时,改用无速度传感器空间矢量控制方法,它具有更大的转矩输出能力。对于风机和泵类负载,应减少降转矩的曲线值。

四、变频器与上位机相连进行系统调试

在手动的基本设定完成后,如果系统中有上位机,将变频器的控制线直接与上位机控制线相连,并将变频器的操作模式改为端子控制。根据上位机系统的需要,调定变频器接收频率信号端子的量程0～5V 或0～10V ,以及变频器对模拟频率信号采样的响应速度。如果需要另外的监视表头,应选择模拟输出的监视量,并调整变频器输出监视量端子的量程。 1过流（OC）

过流是变频器报警最为频繁的现象。1.1现象

(1)重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有:负载短路，机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。(2)上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。

(3)重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。1.2 实例

(1)一台LG-IS3-4 3.7kW变频器一启动就跳“OC”

分析与维修:打开机盖没有发现任何烧坏的迹象，在线测量IGBT(7MBR25NF-120)基本判断没有问题，为进一步判断问题，把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别，经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路，更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。(2)一台BELTRO-VERT 2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。

分析与维修:首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象，估计问题不在这一块，可能出在过流信号处理这一部位，将其电路传感器拆掉后上电，显示一切正常，故认为传感器已坏，找一新品换上后带负载实验一切正常。

二、过压（OU）

过电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。(1)实例

一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU”。

分析与维修:在修这台机器之前，首先要搞清楚“OU”报警的原因何在，这是因为变频器在减速时，电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快，转子的电动势和电流增大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流向直流环节，使直流母线电压升高所致，所以我们应该着重检查制动回路，测量放电电阻没有问题，在测量制动管(ET191)时发现已击穿，更换后上电运行，且快速停车都没有问题。

三、欠压（Uu）欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低(220V系列低于200V，380V系列低于400V)，主要原因:整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现，其次主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压.还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。3.1 举例

(1)一台CT 18.5kW变频器上电跳“Uu”。

分析与维修:经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的，但是上电后没有听到接触器动作，因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅而是靠接触器的吸合来完成充电过程的，因此认为故障可能出在接触器或控制回路以及电源部分，拆掉接触器单独加24V直流电接触器工作正常。继而检查24V直流电源，经仔细检查该电压是经过LM7824稳压管稳压后输出的，测量该稳压管已损坏，找一新品更换后上电工作正常。

(2)一台DANFOSS VLT5004变频器，上电显示正常，但是加负载后跳“ DC LINK UNDERVOLT”(直流回路电压低)。

分析与维修:这台变频器从现象上看比较特别，但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂，该变频器同样也是通过充电回路，接触器来完成充电过程的，上电时没有发现任何异常现象，估计是加负载时直流回路的电压下降所引起，而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流,然后由电容平波后提供的，所以应着重检查整流桥，经测量发现该整流桥有一路桥臂开路，更换新品后问题解决。

四、过热（OH）

过热也是一种比较常见的故障，主要原因:周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热。举例

一台ABB ACS500 22kW变频器客户反映在运行半小时左右跳“OH”。分析与维修:因为是在运行一段时间后才有故障，所以温度传感器坏的可能性不大，可能变频器的温度确实太高，通电后发现风机转动缓慢，防护罩里面堵满了很多棉絮(因该变频器是用在纺织行业)，经打扫后开机风机运行良好，运行数小时后没有再跳此故障。

五、输出不平衡

输出不平衡一般表现为马达抖动，转速不稳，主要原因:模块坏，驱动电路坏，电抗器坏等。5.1举例

一台富士 G9S 11KW变频器，输出电压相差100V左右。

分析与维修:打开机器初步在线检查逆变模块(6MBI50N-120)没发现问题，测量6路驱动电路也没发现故障，将其模块拆下测量发现有一路上桥大功率晶体管不能正常导通和关闭，该模块已经损坏，经确认驱动电路无故障后更换新品后一切正常。

六、过载

过载也是变频器跳动比较频繁的故障之一，平时看到过载现象我们其实首先应该分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载,一般来讲马达由于过载能力较强,只要变频器参数表的电机参数设置得当,一般不大会出现马达过载.而变频器本身由于过载能力较差很容易出现过载报警.我们可以检测变频器输出电压。

七、开关电源损坏

这是众多变频器最常见的故障，通常是由于开关电源的负载发生短路造成的，丹佛斯变频器采用了新型脉宽集成控制器UC2844来调整开关电源的输出，同时UC2844还带有电流检测，电压反馈等功能，当发生无显示，控制端子无电压，DC12V,24V风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。

八、SC故障

SC故障是安川变频器较常见的故障。IGBT模块损坏，这是引起SC故障报警的原因之一。此外驱动电路损坏也容易导致SC故障报警。安川在驱动电路的设计上，上桥使用了驱动光耦PC923，这是专用于驱动IGBT模块的带有放大电路的一款光耦，安川的下桥驱动电路则是采用了光耦PC929，这是一款内部带有放大电路，及检测电路的光耦。此外电机抖动，三相电流，电压不平衡，有频率显示却无电压输出，这些现象都有可能是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏的原因有多种，首先是外部负载发生故障而导致IGBT模块的损坏如负载发生短路，堵转等。其次驱动电路老化也有可能导致驱动波形失真，或驱动电压波动太大而导致IGBT损坏,从而导致SC故障报警。

九、GF—接地故障

接地故障也是平时会碰到的故障，在排除电机接地存在问题的原因外，最可能发生故障的部分就是霍尔传感器了，霍尔传感器由于受温度，湿度等环境因数的影响，工作点很容易发生飘移，导致GF报警。

十、限流运行

在平时运行中我们可能会碰到变频器提示电流极限。对于一般的变频器在限流报警出现时不能正常平滑的工作，电压(频率)首先要降下来，直到电流下降到允许的范围，一旦电流低于允许值，电压(频率)会再次上升，从而导致系统的不稳定。丹佛斯变频器采用内部斜率控制，在不超过预定限流值的情况下寻找工作点，并控制电机平稳地运行在工作点，并将警告信号反馈客户，依据警告信息我们再去检查负载和电机是否有问题。 过电流跳闸的原因分析

（1）重新起动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的表现。

主要原因有：

1）负载侧短路

2）工作机械卡住

3）逆变管损坏

4）电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来

（2）重新起动时并不立即跳闸，而是在运行过程中跳闸

可能的原因有：

1）升速时间设定太短

2）降速时间设定太短

3）转矩补偿设定较大，引起低速时空载电流过大

4）电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起误动作

电压跳闸的原因分析

（1）过电压跳闸，主要原因有：

1）电源电压过高

2）降速时间设定太短

3）降速过程中，再生制动的放电单元工作不理想

a.来不及放电，应增加外接制动电阻和制动单元

b.放电支路发生故障,实际并不放电

(2)欠电压跳闸,可能的原因有:

1)电源电压过低

2)电源断相

3)整流桥故障 电动机不转的原因分析

(1)功能预置不当

1)上限频率与最高频率或基本频率和最高频率设定矛盾

2)使用外接给定时,未对”键盘给定/外接给定“的选择进行预置

3)其他的不合理预置

(2)在使用外接给定时,无”起动"信号

(3)其它原因：

1)机械有卡住现象

2)电动机的起动转矩不够

3)变频器的电路故障

 在变频器的使用中，由于对变频器的选型及使用不当，往往会引起变频器不能正常运行、甚至引发设备故障，导致生产中断，带来不必要的经济损失。本文以富士FRNP7／G7变频器为例，讲述变频器使用应注意的几个问题。1选型

一台喂料油隔泵采用变频控制，电机型号为JR127_

10、115kW，Ue＝380V，Ie=231A,使用FRNll0P7-4EX变频器。运行中发现有时虽然给定频率高，但实际频率调不上去、变频器跳闸频繁，故障指示为“OLl”，即变频器过载。经检查，变频器的额定电流为210A，而油隔泵电机在高下料量时运行电流在220A左右波动，驱动转矩达到极限设定，使频率不能上调，运行电流大于变频器额定电流，变频器过流跳停。分析认为其原因是变频器容量选择偏小。变频器的选型应满足以下条件：(1)电压等级与控制电机相符。

(2)额定电流为控制电机额定电流的1．1~1．5倍。(3)根据被控设备的负载特性选择变频器的类型。

油隔泵为恒转矩负载，最好选用驱动转矩极限范围宽的G7变频器。选择FRNl60G7_4EX，变频器额定电压为400V，额定输出电流为304A，驱动转矩极限为150％，改用FRNl60G7。4EX后，上述问题再也没有发生。2安装环境

由于变频器集成度高，整体结构紧凑，自身散热量较大，因此对安装环境的温度、湿度和粉尘含量要求高。山西铝厂的变频器安装于操作室内，因安装车间属于干法车间，变频器运行环境差，操作室粉尘多，夏季室内温度高，曾多次发生变频器故障。在对操作室进行密封和加冷却设施后，情况大为改善。后来因操作室集中空调冷凝水较多，距离柜子太近，发生了一起变频器控制板元件损坏的故障。可见在安装变频器的同时，必须为变频器提供一个好的运行环境。3参数设定

变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。

(1)外加起停按钮及电位器调频无效。变频器出厂时设定为通过键盘面板操作，外部控制无效，端子FWD_CM用短接片短接。选择外部起停及调频控制时，必须将该短接片去掉。出现上面问题，可能是FWD，CM短接片未取掉，操作方式和调频方式参数选择错误所致，应重点对该部分进行检查。

(2)变频器在电机空载时工作正常，但不能带载起动。这种问题常常出现在恒转矩负载。山西铝厂一台FRNl60P7。4EX变频器在试车时电机空试正常、但一带负荷即跳闸，提高了加减速时间后仍无法带载。继续检查转矩提升值，将转矩提升值由“2”改为“7”后，提高了低频时的电压输出。改善了低频时的带载特性，电机带载正常。遇到上述问题时应重点检查加、减速时间设定及转矩提升设定值。(3)变频器投入运行、电机还未起动就过载跳停。山西铝厂一台7．5kW_6极电机采用变频控制，变频器在投入运行起动时、频繁跳停。经查原设定时将偏置频率设定为2H2、变频器在接到运行指令但未给出调频信号之前、受控电机将一直接收2H2的低频运行指令而无法起动。经测定该电机的堵转电流达到47A，约为电机额定电流3倍，变频器过载保护动作属正常。改偏置频率为0Hz，电机起动正常。

(4)频率已经达到较大值，但电机转速仍不高。一台新投用的变频器频率设置显示已经很大，但电机转速明显较同频率下其它电机低。检查频率增益设定值为150％。由频率设定信号增益定义可知：设定增益为设定模拟频率信号对输出频率的比率，假设设定频率为30Hz，实际输出频率仅为20H2。将设定增益改为100％后，问题得到解决。

(5)频率上升到一定数值，继续向上调节时，频率保持在一定值不断跳跃，转速不能提高。变频器工作时，将自动计算输出转矩，并将输出转矩限制在设定值内。如果驱动转矩设定值偏小，将可能因输出转矩受到限制，使变频器输出频率达不到给定频率。遇到上面的问题，应检查驱动转矩设定值是否偏小，变频器的容量是否偏小，再设法解决。4故障诊断

变频器拥有较强的故障诊断功能，对变频器内部整流、逆变部分，CPU及外围通讯与电动机等故障进行保护。变频器在保护跳闸后故障复位前，将一直显示故障代码。根据故障指示代码确定故障原因，可缩小故障查找范围，大大减少故障查找时间。

(1)一台变频器在清扫后启动时，显示“OH2”故障指示跳停，OH2指变频器外部故障。出厂时连接外部故障信号的端子“THR”与“CM”之间用短接片短接，因这台变频器没有加装外保护，THR_CM仍应短接。经检查，由于66THR”与“CM’之间的短接片松动，在清扫时掉下。恢复短接片后变频器运行正常。

(2)变频器一启动就跳停，故障指示为“OCl”、OCl为加速时过电流，怀疑为电机故障，将变频器与电机连接线断开，检查电机绕组匝间短路。更换电机后变频器运行正常。

(3)夏季如果变频器操作室的制冷、通风效果不良，环境温度升高，则经常发生“OHl”、“OH3”过热保护跳停。这时应检查变频器内部的风扇是否损坏，操作室温度是否偏高，应采取措施进行强制冷却，保证变频器安全过夏。

(4)变频器在频率调到15Hz以上时，“LU”欠电压保护动作。“LU”保护信号指整流电压不足。我们从整流部分向变频器电源输入端检查，发现电源输入侧缺相，由于电压表从另外两相取信号，电压表指示正常，没有及时发现变频器输入侧电源缺相。输入端缺相后，由于变频器整流输出电压下降，在低频区、因充电电容的作用还可调频，但在频率调至一定值后，整流电压下降较快、造成变频器“LU”跳闸。5维护

变频器运行过程中，可以从设备外部目视检查运行状况有无异常，专职点检员可以通过键盘面板转换键查阅变频器的运行参数，如输出电压、输出电流、输出转矩、电机转速等，掌握变频器日常运行值的范围，以便及时发现变频器及电机问题。此外，还要注意以下几点：

(1)设专人定期对变频器进行清扫、吹灰，保持变频器内部的清洁及风道的畅通。(2)保持变频器周围环境清洁、干燥。严禁在变频器附近放置杂物．

(3)每次维护变频器后，要认真检查有无遗漏的螺丝及导线等，防止小金属物品造成变频器短路事故。

(4)测量变频器(含电机)绝缘时，应当使用500V兆欧表。如仅对变频器进行检测，要拆去所有与变频器端子连接的外部接线。清洁器件后，将主回路端子全部用导线短接起来，将其与地用兆欧表试验，如果兆欧表指示在5M欧以上，说明是正常的，这样做的目的是减少摇测次数。

 自80年代通用变频器进入中国市场以来，在短短的十几年时间里得到了非常广泛的应用。目前，通用变频器以其智能化、数字化、网络化等优点越来越受到人们的青睐。随着通用变频器应用范围的扩大，暴露出来的问题也越来越多，主要有以下几方面: ① 谐波问题

② 变频器负载匹配问题 ③ 发热问题

以上这些问题已经引起了有关管理部门和厂矿的注意并制定了相关的技术标准。如谐波问题，我国于1984年和1993年通过了“电力系统谐波管理暂行规定”及GB/T-14549-93标准，用以限制供电系统及用电设备的谐波污染。针对上述问题，本文进行了分析并提出了解决方案及对策。2 谐波问题及其对策

通用变频器的主电路形式一般由三部分组成:整流部分、逆变部分和滤波部分。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变器部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形。对于双极性调制的变频器，其输出电压波形展开式为:(1)式中:n—谐波的次数n=1,3,5„„;a1—开关角，i=1,2,3„„N/2;Ed—变频器直流侧电压;N—载波比。

由(1)式可见，各项谐波的幅值为(2)令n=1，则得出变频器输出电压的基波幅值为:(3)从(1)、(2)、(3)式可以看出，通用变频器的输出电压中确实含有除基波以外的其他谐波。较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电机出力不足，故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。

如前所述，由于通用变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较为陡峻的脉冲波，其谐波分量较大。为了消除谐波，可采用以下对策: ① 增加变频器供电电源内阻抗

通常情况下，电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。当电源容量相对变频器容量越小时，则内阻抗值相对越大，谐波含量越小；电源容量相对变频器容量越大时，则内阻抗值相对越大，谐波含量越大。对于三菱FR-F540系列变频器，当电源内阻为4%时，可以起到很好的谐波抑制作用。所以选择变频器供电电源变压器时，最好选择短路阻抗大的变压器。② 安装电抗器

安装电抗器实际上从外部增加变频器供电电源的内阻抗。在变频器的交流侧安装交流电抗器或在变频器的直流侧安装直流电抗器，或同时安装，抑制谐波电流。表一列出了三菱FR-A540变频器安装电抗器和不安装电抗器的含量对照表。③ 变压器多相运行

通用变频器的整流部分是六脉波整流器，所以产生的谐波较大。如果应用变压器的多相运行，使相位角互差30°如Y-△、△-△组合的两个变压器构成相当于12脉波的效果则可减小低次谐波电流28%，起到了很好的谐波抑制作用。④ 调节变频器的载波比

从(1)、(2)、(3)式可以看出，只要载波比足够大，较低次谐波就可以被有效地抑制，特别是参考波幅值与载波幅值小于1时，13次以下的奇数谐波不再出现。⑤ 专用滤波器

该专用滤波器用于检测变频器谐波电流的幅值和相位，并产生一个与谐波电流幅值相同且相位正好相反的电流，通到变频器中，从而可以非常有效地吸收谐波电流。负载匹配问题及其对策

生产机械的种类繁多，性能和工艺要求各异，其转矩特性是复杂的，大体分为三种类型:恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。针对不同的负载类型，应选择不同类型的变频器。① 恒转矩负载

恒转矩负载是指负载转矩与转速无关，任何转速下，转矩均保持恒定。恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载。

摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的150%左右，制动转矩一般要求额定转矩的100%左右，所以变频器应选择那些具有恒定转矩特性,并且起动和制动转矩都比较大，过载时间长和过载能力大的变频器。如三菱变频器FR-A540系列。位能式负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能，能够快速实现正反转，变频器应选择具有四象限运行能力的变频器。如三菱变频器FR-A241系列。② 风机泵类负载

风机泵类负载是目前工业现场应用最多的设备，虽然泵和风机的特性多种多样，但是主要以离心泵和离心风机应用为主，通用变频器在这类负载上的应用最多。风机泵类负载是一种平方转矩负载，其转速n与流量Q，转矩T与泵的轴功率N有如下关系式:(4)这类负载对变频器的性能要求不高，只要求经济性和可靠性，所以选择具有U/f=const控制模式的变频器即可。如三菱变频器FR-F540（L）系列。风机负载在实际运行过程中，由于转动惯量比较大，所以变频器的加速时间和减速时间是一个非常重要的问题，可按下列公式进行计算:(5)(6)式中:tACC—加速时间(s);tDEC—减速时间(s);GD2—折算到电机轴上的转动惯量（N·m2）;g—重力加速度，g=9.81(m/s2);TM—电动机的电磁转矩(N.m);TL—负载转矩(N.m);nAS—系统加速时的初始速度（r/min）;nAE—系统加速时的终止速度（r/min）;nDS—系统减速时的初始速度（r/min）;nDE—系统减速时的终止速度（r/min）。

从上式可以看出，风机负载的系统转动惯量计算是非常重要的。变频器具体设计时，按上式计算结果，进行适当修正，在变频器起动时不发生过流跳闸和变频器减速时不发生过电压跳闸的情况下，选择最短时间。

泵类负载在实际运行过程中，容易发生喘振、憋压和水垂效应，所以变频器选型时，要选择适于泵类负载的变频器且变频器在功能设定时要针对上述问题进行单独设定: 喘振:测量易发生喘振的频率点，通过设定跳跃频率点和宽度，避免系统发生共振现象。

憋压:泵类负载在低速运行时，由于系统憋压而导致流量为零，从而造成泵烧坏。在变频器功能设定时，通过限定变频器的最低频率，而限定了泵流量的临界点处的系统最低转速，这就避免了此类现象的发生。水垂效应:泵类负载在突然断电时，由于泵管道中的液体重力而倒流。若逆止阀不严或没有逆止阀，将导致电机反转，因电机发电而使变频器发生故障报警烧坏。在变频器系统设计时，应使变频器按减速曲线停止，在电机完全停止后再断开主电路电，或者设定“断电减速停止”功能，这样就避免了该现象的发生。③ 恒功率负载

恒功率负载是指转矩大体与转速成反比的负载，如卷取机、开卷机等。利用变频器驱动恒功率负载时，应该是就一定的速度变化范围而言的，通常考虑在某个转速点以下采用恒转矩调速方式，而在高于该转速点时才采用恒功率调速方式。我们通常将该转速点称为基频，该点对应的电压为变频器输出额定电压。从理论上讲，要想实现真正意义上的恒功率控制，变频器的输出频率f和输出电压U必须遵循U2/f=const协调控制，但这在实际变频器运行过程中是不允许的，因为在基频以上，变频器的输出电压不能随着其输出频率增加，只能保持额定电压，所以只能是一种近似意义上的恒功率控制。4 发热问题及其对策

变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。为了保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热，通常采用以下方法: ① 采用风扇散热:变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行。

② 降低安装环境温度:由于变频器是电子装置，内含电子元、电解电容等，所以温度对其寿命影响比较大。通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃~-50℃，如果能够采取措施尽可能降低变频器运行温度，那么变频器的使用寿命就延长，性能也比较稳定。

我们采取两种方法:一种方法是建造单独的变频器低压间，内部安装空调，保持低压间温度在+15℃~+20℃之间。另一种方法是变频器的安装空间要满足变频器使用说明书的要求。

以上所谈到的变频器发热是指变频器在额定范围之内正常运行的损耗。当变频器发生非正常运行（如过流，过压，过载等）产生的损耗必须通过正常的选型来避免此类现象的发生。对于风机泵类负载，当我们选择三菱变频器FR-F540时，其过载能为120%/60秒，其过载周期为300秒，也就是说，当变频器相对于其额定负载的120%过载时，其持续时间为60秒，并且在300秒之内不允许出现第二次过载。当变频器出现过载时，功率单元因其流过的过载电流而升温，导致变频器过热，这时必须尽快使其降温以使变频器的过热保护动作消除，这个冷却过程就是变频器的过载周期。不同的变频器，其过载倍数、过载时间和过载周期均不相同，并且其过载倍数越大，过载时间越短，请见表2所示: 对于变频器所驱动的电机，按其工作情况可分为两类:长期工作制和重复短时工作制。长期工作制的电机可以按其名牌规定的数据长期运行。针对该类负载，变频器可根据电机铭牌数据进行选型，如连续运行的油泵，若其电机功率为22kW时，可选择FR-F540-22k变频器即可。重复短时工作制电机，其特点是重复性和短时性，即电机的工作时间和停歇时间交替进行，而且都比较短，二者之和，按国家规定不得超过60秒。重复短时工作制电机允许其过载且有一定的温升。此时，若根据电机铭牌数据来选择变频器，势必造成变频器的损坏。针对该类负载，变频器在参考电机铭牌数据的情况下要根据电机负载图和变频器的过载倍数、过载时间、过载周期来选型。如重复短时运行的升降机，其电机功率为18.5kW，可选择FR-A540-22k变频器。

 变频调速系统的主要电磁干扰源及途径 2.1 主要电磁干扰源

电磁干扰也称电磁骚扰（EMI），是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外，变频器的逆变器大多采用PWM技术，当其工作于开关模式并作高速切换时，产生大量耦合性噪声。因此，变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。另一方面，电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源，如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变，从而对电网中其他设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后，若不加以处理，电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电；浪涌、跌落；尖峰电压脉冲；射频干扰。其次，共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。2.2 电磁干扰的途径

变频器能产生功率较大的谐波，对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分电磁辐射、传导、感应耦合。具体为：①对周围的电子、电气设备产生电磁辐射；②对直接驱动的电动机产生电磁噪声，使得电动机铁耗和铜耗增加，并传导干扰到电源，通过配电网络传导给系统其他设备；③变频器对相邻的其他线路产生感应耦合，感应出干扰电压或电流。同样，系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。下面分别加以分析。（1）电磁辐射

变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内，它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术，当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时，其输出的电压和电流的功率谱是离散的，并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换（dv/dt可达1kV/μs以上）所引起的辐射干扰问题相当突出。

当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞，则辐射强度与干扰信号的波长有关，当孔洞的大小与电磁波的波长接近时，会形成干扰辐射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样，变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。（2）传导

上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比，其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是：接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络，并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络，使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。（3）感应耦合

感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力相当有限，而该干扰源又不直接与其它导体连接，但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现，这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。3 抗电磁干扰的措施

据电磁性的基本原理，形成电磁干扰（EMI）须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰，可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中，硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制干扰，其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。（1）隔离

所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中，通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。（2）滤波

设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出滤波器。为减少对电源的干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备，可在电源线上设置电源噪声滤波器，以免传导干扰。（3）屏蔽

屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽，不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽，特别是以外部信号控制变频器时，要求信号线尽可能短（一般为20m以内），且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路及控制回路完全分离，不能放于同一配管或线槽内，周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效，屏蔽罩必须可靠接地。（4）接地

实践证明，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式，要根据具体情况采用，要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。

单点接地指在一个电路或装置中，只有一个物理点定义为接地点。在低频下的性能好；多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点。在高频下的性能好；混合接地是根据信号频率和接地线长度，系统采用单点接地和多点接地共用的方式。变频器本身有专用接地端子PE端，从安全和降低噪声的需要出发，必须接地。既不能将地线接在电器设备的外壳上，也不能接在零线上。可用较粗的短线一端接到接地端子PE端，另一端与接地极相连，接地电阻取值<100Ω，接地线长度在20m以内，并注意合理选择接地极的位置。当系统的抗干扰能力要求较高时，为减少对电源的干扰，在电源输入端可加装电源滤波器。为抑制变频器输入侧的谐波电流，改善功率因数，可在变频器输入端加装交流电抗器，选用与否可视电源变压器与变频器容量的匹配情况及电网允许的畸变程度而定，一般情况下采用为好。为改善变频器输出电流，减少电动机噪声，可在变频器输出端加装交流电抗器。图1为一般变频调速传动系统抗干扰所采取措施。以上抗干扰措施可根据系统的抗干扰要求来合理选择使用。若系统中含控制单元如微机等，还须在软件上采取抗干扰措施。（5）正确安装

由于变频器属于精密的功率电力电子产品，其现场安装工艺的好坏也影响着变频器的正常工作。正确的安装可以确保变频器安全和无故障运行。变频器对安装环境要求较高。一般变频器使用手册规定温度范围为最低温度-10℃，最高温度不超过50℃；变频器的安装海拔高度应小于1000m，超过此规定应降容使用；变频器不能安装在经常发生振动的地方，对振动冲击较大的场合，应采用加橡胶垫等防振措施；不能安装在电磁干扰源附近；不能安装在有灰尘、腐蚀性气体等空气污染的环境；不能安装在潮湿环境中，如潮湿管道下面，应尽量采用密封柜式结构，并且要确保变频器通风畅通，确保控制柜有足够的冷却风量，其典型的损耗数一般按变频器功率的3%来计算柜中允许的温升值。安装工艺要求如下： ① 确保控制柜中的所有设备接地良好，应该使用短、粗的接地线（最好采用扁平导体或金属网，因其在高频时阻抗较低）连接到公共地线上。按国家标准规定，其接地电阻应小于4欧姆。另外与变频器相连的控制设备（如PLC或PID控制仪）要与其共地。

② 安装布线时将电源线和控制电缆分开，例如使用独立的线槽等。如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉，应成90°交叉布线。

③ 使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时，确保未屏蔽之处尽可能短，条件允许时应采用电缆套管。

④ 确保控制柜中的接触器有灭弧功能，交流接触器采用R-C抑制器，也可采用压敏电阻抑制器，如果接触器是通过变频器的继电器控制的，这一点特别重要。⑤ 用屏蔽和铠装电缆作为电机接线时，要将屏蔽层双端接地。

⑥ 如果变频器运行在对噪声敏感的环境中，可以采用RFI滤波器减小来自变频器的传导和辐射干扰。为达到最优效果，滤波器与安装金属板之间应有良好的导电性。变频控制系统设计中应注意的其他问题

除了前面讨论的几点以外，在变频器控制系统设计与应用中还要注意以下几个方面的问题。

（1）在设备排列布置时，应该注意将变频器单独布置，尽量减少可能产生的电磁辐射干扰。在实际工程中，由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置，应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开，比如将动力配电柜放在变频器与控制设备之间。

（2）变频器电源输入侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护，但切记不可频繁操作。由于变频器内部有大电容，其放电过程较为缓慢，频繁操作将造成过电压而损坏内部元件。

（3）控制变频调速电机启/停通常由变频器自带的控制功能来实现，不要通过接触器实现启/停。否则，频繁的操作可能损坏内部元件。

（4）尽量减少变频器与控制系统不必要的连线，以避免传导干扰。除了控制系统与变频器之间必须的控制线外，其它如控制电源等应分开。由于控制系统及变频器均需要24Ｖ直流电源，而生产厂家为了节省一个直流电源，往往用一个直流电源分两路分别对两个系统供电，有时变频器会通过直流电源对控制系统产生传导干扰，所以在设计中或订货时要特别加以说明，要求用两个直流电源分别对两个系统供电。

（5）注意变频器对电网的干扰。变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响，使电网波型严重畸变，可能造成电网电压降很大、电网功率因数很低，大功率变频器应特别注意。解决的方法主要有采用无功自动补偿装置以调节功率因数，同时可以根据具体情况在变频器电源进线侧加电抗器以减少对电网产生的影响，而进线电抗器可以由变频器供应商配套提供，但在订货时要加以说明。（6）变频器柜内除本机专用的空气开关外，不宜安置其它操作性开关电器，以免开关噪声入侵变频器，造成误动作。

（7）应注意限制最低转速。在低转速时，电机噪声增大，电机冷却能力下降，若负载转矩较大或满载，可能烧毁电机。确需低速运转的高负荷变频电机，应考虑加大额定功率，或增加辅助的强风冷却。

（8）注意防止发生共振现象。由于定子电流中含有高次谐波成分，电机转矩中含有脉动分量，有可能造成电机的振动与机械振动产生共振，使设备出现故障。应在预先找到负载固有的共振频率后，利用变频器频率跳跃功能设置，躲开共振频率点。

 变频器故障分类

根据变频器发生故障或损坏的特征，一般可分为两类；一种是在运行中频繁出现 的自动停机现象，并伴随着一定的故障显示代码，其处理措施可根据随机说明书 上提供的指导方法，进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适，或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象； 另一类是由于使用环境恶劣，高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障（严重时，会出现打火、爆炸等异常现象）。这类故障发生后，一般会使变频器无任何显示，其处理方法是先对变频器解体检查，重点查找损 坏件，根据故障发生区，进行清理、测量、更换，然后全面测试，再恢复系统，空载试运行，观察触发回路输出侧的波形，当6组波形大小、相位差相等后，再加 载运行，达到解决故障的目的。本文主要阐述第二类故障的分析和处理方法。3.1.1 主电路故障

根据对变频器实际故障发生次数和停机时间统计，主电路的故障率占60%以上；运 行参数设定不当，导致的故障占20%左右；控制电路板出现的故障占15%；操作失 误和外部异常引起的故障占5%。从故障程度和处理困难性统计，此类故障发生必 然造成元器件的损坏和报废。是变频器维修费用的主要消耗部分。（1）整流块的损坏

变频器整流桥的损坏也是变频器的常见故障之一，早期生产的变频器整流块均以 二极管整流为主，目前部分整流块采用晶闸管的整流方式（调压调频型变频器）。中、大功率普通变频器整流模块一般为三相全波整流，承担着变频器所有输出 电能的整流，易过热，也易击穿，其损坏后一般会出现变频器不能送电、保险熔 断等现象，三相输入或输出端呈低阻值（正常时其阻值达到兆欧以上）或短路。在更换整流块时，要求其在与散热片接触面上均匀地涂上一层传热性能良好的硅导热膏，再紧固螺丝。如果没有同型号整流块时，可用同容量的其它类型的整流 块替代，其固定螺丝孔，必须重新钻孔、攻丝，再安装、接线。例如，一台80年代中期西门子生产的变频器（7.5kVA）整流模块（椭圆形）击穿后，因无同类整流块配件，采用三垦生产的同容量整流块（矩形）替代后，已运行多年，目前仍然能正常使用。（2）充电电阻易损坏

导致变频器充电电阻损坏原因一般是：如主回路接触器吸合不好时，造成通流时 间过长而烧坏；或充电电流太大而烧坏电阻；或由于重载启动时，主回路通电和 RUN信号同时接通，使充电电阻既要通过充电电流，同时又要通过负载逆变电流，故易被烧坏。其损坏的特征，一般表现为烧毁、外壳变黑、炸裂等损坏痕迹。也 可根据万用表测量其电阻（不同容量的机器，其阻值不同，可参考同一种机型的 阻值大小确定）判断。（3）逆变器模块烧坏

中、小型变频器一般用三组IGTR（大功率晶体管模块）；大容量的机种均采用多 组IGTR并联，故测量检查时应分别逐一进行检测。IGTR的损坏也可引起变频器OC（+pA或+pd或+pn）保护功能动作。逆变器模块的损坏原因很多:如输出负载发生 短路；负载过大，大电流持续运行；负载波动很大，导致浪涌电流过大；冷却风 扇效果差；致使模块温度过高，导致模块烧坏、性能变差、参数变化等问题，引 起逆变器输出异常。如一台FRN22G11S-4CX变频器，输出电压三相差为106V，解体 在线检查逆变模块（6MBP100RS-120）外观，没发现异常，测量6路驱动电路也没 发现故障，将逆变模块拆下测量发现有一组模块不能正常导通，该模块参数变化 很大（与其它两组比较），更换之后，通电运行正常。又如MF-30K-380变频器在 启动时出现直流回路过压跳闸故障。这台变频器并不是每次启动时，都会过压跳 闸。检查时发现变频器在通电（控制面板上无通电显示信号）后，测得直流回路电压达到500V以上，由于该型变频器直流回路的正极串接1只SK-25接触器。在有合闸信号时经过预充电过程后吸合，故怀疑预充电回路性能不良，断开预充电回 路，情况依旧。用电容表检查滤波电容发现已失效，更换电容后，变频器工作正常。3.1.2 辅助控制电路故障

变频器驱动电路、保护信号检测及处理电路、脉冲发生及信号处理电路等控制电 路称为辅助电路。辅助电路发生故障后，其故障原因较为复杂，除固化程序丢失 或集成块损坏（这类故障处理方法一般只能采用控制板整块更换或集成块更换）外，其他故障较易判断和处理。（1）驱动电路故障

驱动电路用于驱动逆变器IGTR，也易发生故障。一般有明显的损坏痕迹，诸如器 件（电容、电阻、三极管及印刷板等）爆裂、变色、断线等异常现象，但不会出 现驱动电路全部损坏情况。处理方法一般是按照原理图，每组驱动电路逐级逆向 检查、测量、替代、比较等方法；或与另一块正品（新的）驱动板对照检查、逐 级寻找故障点。处理故障步骤：首先对整块电路板清灰除污。如发现印刷电路断线，则补线处理；查出损坏器件即更换；根据笔者实践经验分析，对怀疑的元器 件，进行测量、对比、替代等方法判断，有的器件需要离线测定。驱动电路修复 后，还要应用示波器观察各组驱动电路信号的输出波形，如果三相脉冲大小、相 位不相等，则驱动电路仍然有异常处（更换的元器件参数不匹配，也会引起这类 现象），应重复检查、处理。大功率晶体管工作的驱动电路的损坏也是导致过流 保护功能动作的原因之一。驱动电路损坏表现出来最常见的现象是缺相，或三相 输出电压不相等，三相电流不平衡等特征。（2）开关电源损坏

开关电源损坏的一个比较明显的特征就是变频器通电后无显示。如：富士G5S变频 器采用了两级开关电源，其原理是主直流回路的直流电压由500V以上降为300V左 右，然后再经过一级开关降压，电源输出5V，24V等多路电源。开关电源的损坏常 见的有开关管击穿，脉冲变压器烧坏，以及次级输出整流二极管损坏，滤波电容 使用时间过长，导致电容特性变化（容量降低或漏电电流较大），稳压能力下降，也容易引起开关电源的损坏。富士G9S则使用了一片开关电源专用的波形发生芯 片，由于受到主回路高电压的窜入，经常会导致此芯片的损坏，由于此芯片市场 很少能买到，引起的损坏较难修复。另外，变频器通电后无显示，也是较常见的故障现象之一，引起这类故障原因，多数也是由于开关电源的损坏所致。如MF系列变频器的开关电源采用的是较常见 的反激式开关电源控制方式，开关电源的输出级电路发生短路也会引起开关电源 损坏，从而导致变频器无显示。（3）反馈、检测电路故障

在使用变频器过程中，经常会碰到变频器无输出现象。驱动电路损坏、逆变模块 损坏都有可能引起变频器无输出，此外输出反馈电路出现故障也能引起此类故障 现象。有时在实际中遇到变频器有输出频率，没有输出电压（实际输出电压非常 小，可认为无输出），这时则应考虑一下是否是反馈电路出现了故障所致。在反 馈电路中用于降压的反馈电阻是较容易出现故障的元件之一；检测电路的损坏也 是导致变频器显示OC（+pA或+pd或+pn）保护功能动作的原因，检测电流的霍尔传 感器由于受温度，湿度等环境因素的影响，工作点容易发生飘移，导致OC报警。总之，变频器常见故障有过流、过压、欠压以及过热保护，并有相应的故障代码，不同的机型有不同的代码，其代码含义可查阅随机使用说明书，参考处理措施 进行解决。过流经常是由于GTR（或IGBT）功率模块的损坏而导致的，在更换功率 模块的同时，应先检查驱动电路的工作状态，以免由于驱动电路的损坏，导致GTR（或IGBT）功率模块的重复损坏；欠压故障发生的主要原因是快速熔断器或整流 模块的损坏，以及电压检测电路的损坏，电压检测采样信号是从主直流回路直接 取样，经高阻值电阻降压，并通过光耦隔离后送到CPU处理，由高低电平判断是欠 压还是过压；过热停机，多数原因是由冷却风扇散热不足引起的。如我厂铝电解 车间环境恶劣，高粉尘、高温（夏季厂房上部气温高达56℃）、高氧化铝粉尘、氟化氢腐蚀气体使多功能天车上变频器内电路板易积尘、风扇粘死、电子器件老 化迅速、GTR(或IGBT模块过热烧坏，故经常出现过热保护，特别是在夏季，这种现象更加频繁，而且模块烧坏率很高，即使进口机型（如Siemens、senken、fuji 等）情况也是如此。为解决这个问题，我们通过加大天车上使用变频器容量，才 初步降低了变频器的故障率和报废率，但效果并不理想。4 降低变频器故障和延长使用寿命的措施

根据实验证明，变频器的使用环境温度每升高10℃，则其使用寿命减少一半。为此在日常使用中，应根据变频器的实际使用环境状况和负载特点，制定出合理的检修周期和制度，在每个使用周期后，将变频器整体解体、检查、测量等全面维护一次，使故障隐患在初期被发现和处理。4.1 作好检修工作

（1）定期（根据实际环境确定其周期间隔长短）对变频器进行全面检查维护，必要时可将整流模块、逆变模块和控制柜内的线路板进行解体、检查、测量、除尘和紧固。由于变频器下进风口、上出风口常会因积尘或因积尘过多而堵塞，其本身散热量高，要求通风量大，故运行一定时间后，其电路板上（因静电作用）有积尘，须清洁和检查。

（2）对线路板、母排等维修后，要进行必要的防腐处理，涂刷绝缘漆，对已出现局部放电、拉弧的母排须去除其毛刺，并进行绝缘处理。对已绝缘击穿的绝缘柱，须清除碳化或更换。

（3）对所有接线端检查、紧固，防止松动引起严重发热现象的发生。（4）对输入（包括输出）端、整流模块、逆变模块、直流电容和快熔等器件进行全面检查、参数测定，发现烧毁或参数变化大的器件应及时更换。（5）对变频器内风扇转动状况、要经常仔细检查，断电后，用手转动风叶，观察是否卡住或缺油，以确保风扇能够正常工作。

第三篇：关于SVG设备故障处理及分析报告

关于SVG设备故障处理及分析报告

五里坡第四风电场安装使用的无功补偿装置系东方日立（成都）电控设备有限公司产品：35KV直挂式静态型，型号：DHSTATCOM-24000/35。

一、运行及故障情况

今年4月初，无功补偿装置（SVG）安装调试完毕后，虽然具 备了恒电压、感性无功、容性无功阶跃的特性实验和调节能力，同时也通过了电力工业电气设备质量检验测试中心的实验。但是经过六个月的恒压、恒无功变换运行，SVG的动态性、稳定性和可靠性不尽人意，暴漏出诸多问题。如：

1）功率单元模块故障烧损多次，厂家技术人到场检查原因不详，并复函解释说“板件故障”属个例，并更换备用板件；

2）程序适应性差，保护值设定偏小，电流电压稍有波动，SVG频繁跳闸；模块之间通讯不畅，综自主机无法扑捉故障的类别。厂家进行了多次程序优化和升级。

3）风道共振严重，厂家设计铁皮材料过薄，风机启动后噪音异常、无法运行。厂家进行了2次改造加固。

截止9月26日SVG相继跳闸24次，造成升压站出口电（110KV）频繁波动，停机时间合计一月之多，未能实现其设备的真正功效。上述诸多问题，我公司多次已传真、电话等方式与东方日立（成都）电控设备有限公司交涉、督促尽快予以处理，实现其设备有效功能的正常运行。

二、防范措施

目前针对SVG设备存在的问题，东方日立（成都）电控设备有限公司技术人员在线跟踪服务于现场，同时提出由于设备所处环境较差，容易积灰受潮导致SVG的单元模块容易烧坏现象的发生。根据此现象9月21日至9月26日期间，对SVG的单元模块进行了彻底清灰检查（108块），26日17:30启动投入运行。后经双方商定，在SVG试运行阶段，采取措施如下：

1、边运行、边清扫方式，观察期为一个月；

2、我方将在SVG室加装防尘网格珊框，以降低SVG室内粉尘颗粒的进入量。其中方案如下：

1）长方形防尘网格珊框采用钢结构、框架式； 2）防尘网格珊框17面；

3）角钢￠30，宽96mmX高145mm，四角焊接∟90度； 4）网格珊孔径20~30mm（规则）, 窗纱孔径≤1mm（规则）； 5）双层网格珊夹一层窗纱焊接于角钢框架。制作计划费用：单面=300元，17面=5100元

中赢正源（盐池）新能源有限公司

2016-9-27

第四篇：10kV系统单相接地故障分析及处理

10kV系统单相接地故障分析及处理

摘 要：随着社会经济的快速发展，其中10kV系统经常发生单相接地问题，影响电力系统正常运行。电力企业得到了很大进步，文章通过分析10kV系统发生单相接地故障原因及危害，总结出10kV系统单相接地故障时的处理方法及其注意事项。

关键词：单相接地故障；危害；处理；注意事项概述

电力系统在进行分类时常分大电流接地系统和小电流接地系统。采用小电流接地系统有一大优点就是系统某处发生单相接地时，虽会造成该接地相对地电压降低，其他两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可继续运行1～2小时。10KV系统无论是在供电系统还是配电系统中都应用的比较广泛，故10KV系统是否可靠安全运行直接影响到整个电力系统能否正常运行。然而10kV系统在恶劣天气条件下发生单相接地故障的机率却很大。10kV系统若在发生单相接地故障后未得到妥善处理让电网长时间运行的话，将会致使非故障相中的设备绝缘遭受损坏，使其寿命缩短，进一步发展为事故的可能得到提高，严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。因此，工作人员一定要熟知10kV系统发生接地故障的处理方法，一旦10kV系统发生单相接地故障必须及时准确地找到故障线路予以切除，以确保电力系统稳定安全运行。10kV系统发生单相接地故障的原因及危害

导致10kV系统发生单相接地故障的原因有很多，大致可以分为以下五类主要原因：

（1）设备绝缘出现问题，发生击穿接地。例如：配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地、绝缘子击穿、线路上的分支熔断器绝缘击穿等。

（2）天气恶劣等自然灾害所致。例如：线路落雷、导线因风力过大，树木短接或建筑物距离过近等。

（3）输电线断线致使发生单相接地故障。例如：导线断线落地或搭在横担上、配电变压器高压引下线断线等。

（4）飞禽等外力致使发生单相接地故障。例如：鸟害、飘浮物（如塑料布、树枝等。

（5）人为操作失误致使发生单相接地故障等。

10kV系统的馈线上发生单相接地故障的危害除了使非故障两相电压升高以及可能产生的几倍于正常电压的谐振过电压引起绝缘受损危及到变电设备外，变电站10kV母线上的电压互感器也将检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果未能够得到及时的处理，将烧毁电压互感器，造成设备损坏、破坏区域电网的稳定，引发大面积停电事故。10kV系统单相接地故障的处理

由于采用接地变的变电站，在发生接地故障后，馈线保护可以通过零序保护跳开开关，无需进行处理。所以这里主要讲的是对于采用消弧线圈的变电站所采用的处理方法。当发生单相接地故障后，运行人员可按以下步骤进行故障处理：

当10kV系统发生单相接地后，值班员应马上检查10kV接地选线装置是否动作，10kV线路保护是否动作，在把记录做好的同时，应该报告当值调度和有关负责人员，并按当值调度员的命令寻找接地故障。在查找接地故障时，应先详细检查变电站内电气设备有无明显的故障迹象（如绝缘是否有击穿的痕迹等）。在发生接地故障的10kV系统中，若未通过查看故障痕迹来发现故障点，就需进行各线路接地故障的排查，可采用断开某条线路断路器来查看接地故障现象是否消失，从而来判断该条线路是否为故障线路的方法来确定故障线路，当确定该线路是故障线路时，要立即汇报当值调度员处理，同时要对站内的设备进行一次全面检查。若逐条线路依次进行排查后仍未找到故障线路而接地故障仍然存在时，运行值班人员可考虑是两条或多条线路同时发生了接地故障或10kV母线设备发生了接地故障，然后进行针对性的故障查找。另外，若10kV电压互感器高压侧熔断器熔断时，用于更替的熔断器除必须具有良好的灭弧性能和较大的断流能力外还需具有限制短路电流的作用，切记不得用普通熔断器来代替。在10KV系统中处理单相接地故障时的注意事项

（1）10KV系统带接地故障运行时间一般在规程中规定不得超过2小时。

（2）10KV系统带接地故障运行时，为了防止因接地故障时电压升高使电压互感器发热、绝缘损坏和高压熔断器熔断等情况发生，需加强对电压互感器的监视。

（3）在10KV系统中寻找单相接地故障时，若有关人员汇报某条线路上有故障迹象时，可先拉这条线路。若未发现故障迹象，为了减少停电的范围和负面影响，应先操作有其他电源的线路，再试拉线路长、分支多、历次故障多和负荷轻以及用电性质次要的线路，然后试拉线路短、负荷重、分支少、用电性质重要的线路，双电源用户可先倒换电源再试拉，专用线路应先行通知或转移负荷后再试拉。

（4）在10KV系统中处理接地故障时，禁止停用消弧线圈。若消弧线圈升温超过规定时，可在接地相上先做人工接地，消除接地点后再停用消弧线圈。

（5）做好详细故障记录，以便为下次出现接地故障提供参考。

参考文献

[1]董勇，李光友.10kV系统单相接地故障及处理探析[J].中国电力教育，2011，8.[2]田轶华.10kV系统单相接地故障的判断与处理[J].内蒙古科技与经济，2006，4S.

第五篇：三相异步电动机绕组故障分析和处理分析

三相异步电动机绕组故障分析和处理分析

绕组是电动机的组成部分，老化，受潮、受热、受侵蚀、异物侵入、外力的冲击都会造成对绕组的伤害，电机过载、欠电压、过电压，缺相运行也能引起绕组故障。绕组故障一般分为绕组接地、短路、开路、接线错误。现在分别说明故障现象、产生的原因及检查方法。

一、绕组接地

指绕组与贴心或与机壳绝缘破坏而造成的接地。

1、故障现象

机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热，致使电动机无法正常运行。

2、产生原因

绕组受潮使绝缘电阻下降；电动机长期过载运行；有害气体腐蚀；金属异物侵入绕组内部损坏绝缘；重绕定子绕组时绝缘损坏碰铁心；绕组端部碰端盖机座；定、转子磨擦引起绝缘灼伤；引出线绝缘损坏与壳体相碰；过电压（如雷击）使绝缘击穿。

3.检查方法

（1）观察法。通过目测绕组端部及线槽内绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹，如有就是接地点。

（2）万用表检查法。用万用表低阻档检查，读书很小，则为接地。

（3）兆欧表法。根据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻，若读数为零，则表示该项绕组接地，但对电机绝缘受潮或因事故而击穿，需依据经验判定，一般说来指针在“0”处摇摆不定时，可认为其具有一定的电阻值。

（4）试灯法。如果试灯亮，说明绕组接地，若发现某处伴有火花或冒烟，则该处为绕组接地故障点。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮，但测试棒接地时也出现火花，说明绕组尚未击穿，只是严重受潮。也可用硬木在外壳的止口边缘轻敲，敲到某一处等一灭一亮时，说明电流时通时断，则该处就是接地点。

（5）电流穿烧法。用一台调压变压器，接上电源后，接地点很快发热，绝缘物冒烟处即为接地点。应特别注意小型电机不得超过额定电流的两倍，时间不超过半分钟；大电机为额定电流的20%-50%或逐步增大电流，到接地点刚冒烟时立即断电。

（6）分组淘汰法。对于接地点在铁芯心里面且烧灼比较厉害，烧损的铜线与铁芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相绕组分成两半，依此类推，最后找出接地点。

此外，还有高压试验法、磁针探索法、工频振动法等，此处不一一介绍。

4.处理方法

（1）绕组受潮引起接地的应先进行烘干，当冷却到60——70℃左右时，浇上绝缘漆后再烘干。

（2）绕组端部绝缘损坏时，在接地处重新进行绝缘处理，涂漆，再烘干。

（3）绕组接地点在槽内时，应重绕绕组或更换部分绕组元件。

最后应用不同的兆欧表进行测量，满足技术要求即可。

二、绕组短路

由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至，分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间短路。

1.故障现象

离子的磁场分布不均，三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧，严重时电动机不能启动，而在短路线圈中产生很大的短路电流，导致线圈迅速发热而烧毁。

2.产生原因

电动机长期过载，使绝缘老化失去绝缘作用；嵌线时造成绝缘损坏；绕组受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿；端部和层间绝缘材料没垫好或整形时损坏；端部连接线绝缘损坏；过电压或遭雷击使绝缘击穿；转子与定子绕组端部相互摩擦造成绝缘损坏；金属异物落入电动机内部和油污过多。

3.检查方法

（1）外部观察法。观察接线盒、绕组端部有无烧焦，绕组过热后留下深褐色，并有臭味。

（2）探温检查法。空载运行20分钟（发现异常时应马上停止），用手背摸绕组各部分是否超过正常温度。

（3）通电实验法。用电流表测量，若某相电流过大，说明该相有短路处。

（4）电桥检查。测量个绕组直流电阻，一般相差不应超过5%以上，如超过，则电阻小的一相有短路故障。

（5）短路侦察器法。被测绕组有短路，则钢片就会产生振动。

（6）万用表或兆欧表法。测任意两相绕组相间的绝缘电阻，若读书极小或为零，说明该二相绕组相间有短路。

（7）电压降法。把三绕组串联后通入低压安全交流电，测得读书小的一组有短路故障。

（8）电流法。电机空载运行，先测量三相电流，在调换两相测量并对比，若不随电源调换而改变，较大电流的一相绕组有短路。

4.短路处理方法

（1）短路点在端部。可用绝缘材料将短路点隔开，也可重包绝缘线，再上漆重烘干。

（2）短路在线槽内。将其软化后，找出短路点修复，重新放入线槽后，再上漆烘干。

（3）对短路线匝少于1/12的每相绕组，串联匝数时切断全部短路线，将导通部分连接，形成闭合回路，供应急使用。

（4）绕组短路点匝数超过1/12时，要全部拆除重绕。

三、绕组短路

由于焊接不良或使用腐蚀性焊剂，焊接后又未清除干净，就可能造成壶焊或松脱；受机械应力或碰撞时线圈短路、短路与接地故障也可使导线烧毁，在并烧的几根导线中有一根或几根导线短路时，另几根导线由于电流的增加而温度上升，引起绕组发热而断路。一般分为一相绕组端部断线、匝间短路、并联支路处断路、多根导线并烧中一根断路、转子断笼。

1.故障现象

电动机不能启动，三相电流不平衡，有异常噪声或振动大，温升超过允许值或冒烟。

2.产生原因

（1）在检修和维护保养时碰断或制造质量问题。

（2）绕组各元件、极（相）组和绕组与引接线等接线头焊接不良，长期运行过热脱焊。

（3）受机械力和电磁场力使绕组损伤或拉断。

（4）匝间或相间短路及接地造成绕组严重烧焦或熔断等。

3.检查方法

（1）观察法。断点大多数发生在绕组端部，看有无碰折、接头出有无脱焊。

（2）万用表法。利用电阻档，对“Y”型接法的将一根表棒接在“Y”形的中心点上，另一根依次接在三相绕组的首端，无穷大的一相为断点；“△”型接法的短开连接后，分别测每组绕组，无穷大的则为断路点。

（3）试灯法。方法同前，等不亮的一相为断路。

（4）兆欧表法。阻值趋向无穷大（即不为零值）的一相为断路点。

（5）电流表法。电机在运行时，用电流表测三相电流，若三相电流不平衡、又无短路现象，则电流较小的一相绕组有部分短断路故障。

（6）电桥法。当电机某一相电阻比其他两相电阻大时，说明该相绕组有部分断路故障；

（7）电流平衡法。对于“Y”型接法的，可将三相绕组并联后，通入低电压大电流的交流电，如果三相绕组中的电流相差大于10%时，电流小的一端为断路；对于“△”型接法的，先将定子绕组的一个接点拆开，再逐相通入低压大电流，其中电流小的一相为断路。

（8）断笼侦察器检查法。检查时，如果转子断笼，则毫伏表的读数应减小。

4.断路处理方法

（1）断路在端部时，连接好后焊牢，包上绝缘材料，套上绝缘管，绑扎好，再烘干。

（2）绕组由于匝间、相间短路和接地等原因而造成绕组严重烧焦的一般应更换新绕组。

（3）对断路点在槽内的，属少量断点的做应急处理，采用分组淘汰法找出断点，并在绕组断部将其连接好并绝缘合格后使用。

（4）对笼形转子断笼的可采用焊接法、冷接法或换条法修复。

四、绕组接错

绕组接错造成不完整的旋转磁场，致使启动困难、三相电流不平衡、噪声大等症状，严重时若不及时处理会烧坏绕组。主要有下列几种情况：某极相中一只或几只线圈嵌反或头尾接错；极（相）组接反；某相绕组接反； 多路并联绕组支路接错；“△”、“Y”接法错误。

1、故障现象

电动机不能启动、空载电流过大或不平衡过大，温升太快或有剧烈振动并有很大的噪声、烧断保险丝等现象。

2、产生原因

误将“△”型接成“Y”型；维修保养时三相绕组有一相首尾接反；减压启动是抽头位置选择不合适或内部接线错误；新电机在下线时，绕组连接错误；旧电机出头判断不对。

3.检修方法

（1）滚珠法。如滚珠沿定子内圆周表面旋转滚动，说明正确，否则绕组有接错现象。

（2）指南针法。如果绕组没有接错，则在一相绕组中，指南针经过相邻的极（相）组时，所指的极性应相反，在三相绕组中相邻的不同相的极（相）组也相反；如极性方向不变时，说明有一极（相）组反接；若指向不定，则相组内有反接的线圈。

（3）万用表电压法。按接线图，如果两次测量电压表均无指示，或一次有读数、一次没有读数，说明绕组有接反处。

（4）常见的还有干电池法、毫安表剩磁法、电动机转向法等。

4.处理方法

（1）一个线圈或线圈组接反，则空载电流有较大的不平衡，应进厂返修。

（2）引出线错误的应正确判断首尾后重新连接。

（3）减压启动接错的应对照接线图或原理图，认真校对重新接线。

（4）新电机下线或重接新绕组后接线错误的，应送厂返修。

（5）定子绕组一相接反时，接反的一相电流特别大，可根据这个特点查找故障并进行维修。

（6）把“Y”型接成“△”型或匝数不够，则空载电流大，应及时更正。