變頻器維修之充電電阻故障的替換技巧

    還有一種情況，也易導(dǎo)致變頻器充電電阻故障。當(dāng)充電繼電器（小功率變頻器）和充電接觸器（中功率變頻器）觸點(diǎn)接觸不良或控制電路不良時(shí)，充電電阻可能會(huì)承受起動(dòng)或運(yùn)行電流，而過熱燒斷。因而遇有充電電阻損壞時(shí)，須同時(shí)檢查充電繼電器和接觸器的觸點(diǎn)狀況及控制情況。除了三相整流電路采用可控硅器件而省掉充電電阻和充電接觸器這一環(huán)節(jié)外，大部分變頻器都有充電電阻和充電接觸器這一環(huán)節(jié)。因而在變頻器上電時(shí)要注意傾聽一種聲音：中、大功率變頻器當(dāng)然是用充電接觸器，上電期間，會(huì)聽到很響的“哐”一聲，是接觸器閉合了，沒有動(dòng)靜就不對了；小功率變頻器采用充電繼電器，變頻器上電期間，應(yīng)能聽到“啪噠”一聲響，沒有動(dòng)靜，要檢查繼電器元件本身和繼電器的控制電路了。

    用戶送修，我們高興了一下，很小的故障和很低的維修成本，可以嫌一筆了。別的配件，從淘寶網(wǎng)上或從電子公司郵購，質(zhì)量都還行。但功率電阻本地市場上就多的是，搞到配件，就將變頻器修出去了。不到兩天，用戶又將變頻器提溜回來，又是不通電了，檢查，又是充電電阻開路。又換上，用不到兩天，又提溜回來了，這回用戶有點(diǎn)兒腦了。此類元件假冒偽劣太多，郵購的也不太放心。小事情成了犯愁的事兒。

好多變頻器維修部都有此等經(jīng)歷。從拆機(jī)品里選用的充電電阻，倒能用得住。購得的新元件，哪怕是擴(kuò)容跨檔使用，10W的當(dāng)3W的用，還是用不長。一點(diǎn)小事情，倒差點(diǎn)砸了維修部的牌子。

就想了一個(gè)“招”，見下述[故障實(shí)例]。

[故障實(shí)例1]：

英威騰INVT-P9 1.5kW變頻器主電路的充電電阻R44，系由兩只51Ω5W電阻串聯(lián)而成�？偣β蕿�10W，總阻值為100Ω。手頭有每盒千只的0.25W1.2kΩ的電阻，不到一分錢一只。用20只并聯(lián)為5W60Ω電阻，兩只串聯(lián)，代替原充電電阻。裝機(jī)反復(fù)上電試驗(yàn)，兩嘟嘍電阻僅有輕微的溫升，完全沒有問題。裝機(jī)運(yùn)行已有數(shù)年了，未因充電電阻問題返修過。

[故障實(shí)例2]：

阿爾法ALPHA2000-318R5P 18.5kW變頻器，充電電阻燒掉。原電阻為20Ω80W電阻一只。用40只0.25W180Ω的電阻并聯(lián)為4.5Ω10W的電阻，用六組串聯(lián)組成27Ω60W充電電阻。共耗用了240只小電阻，制作和焊接一個(gè)半小時(shí)。用熱縮管縮成糖葫蘆狀的一個(gè)“整電阻”，絕緣和加固兩個(gè)問題一同解決，將變頻器修了出去。也未出現(xiàn)返修情況。

[故障實(shí)例3]：

偉創(chuàng)AC60 7.5kW變頻器，現(xiàn)場啟動(dòng)運(yùn)行中，頻率上升到7Hz左右，跳欠電壓故障代碼而停機(jī)。故障復(fù)位后再行起動(dòng)，電機(jī)才動(dòng)一下，面板不顯示了，機(jī)器像沒通電一樣，模變頻器外殼，感覺很熱。

拆機(jī)檢查，充電電阻已燒掉。單獨(dú)給充電繼電器上電，檢測觸點(diǎn)閉合狀態(tài)，有接觸不良現(xiàn)象，拆開繼電器檢查，觸點(diǎn)因跳火有燒灼現(xiàn)象，換新繼電器和充電電阻后，故障排除。

[故障實(shí)例4]：

一臺康沃變頻器“疑難故障”的修理過程：

一臺送修的5.5kW康沃變頻器，客戶說：有輸出，但是不能帶負(fù)載運(yùn)行，電機(jī)轉(zhuǎn)不動(dòng)，運(yùn)行頻率上不去。

檢測主電路，整流與逆變電路，都正常。

上電，空載測三相輸出電壓正常。接上一臺1.1kW的空載電機(jī)，啟動(dòng)變頻器運(yùn)行，頻率在一、二赫茲附近升不上去，電機(jī)有停頓現(xiàn)象，并發(fā)出喀楞聲。也不報(bào)出過載或OC故障。停機(jī)，再啟動(dòng)，還是如此。

將逆變模塊的530V直流供電斷開，另送入直流24V低壓電源，檢查驅(qū)動(dòng)電路。查驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)供電電路的電容等元件，都正常。測逆變輸出上三臂驅(qū)動(dòng)電路輸出的正、負(fù)脈沖電流，均達(dá)到一定的幅值，驅(qū)動(dòng)IGBT模塊應(yīng)該沒什么問題；又檢查電流互感器信號輸出回路，也正常。在運(yùn)行中，并無故障信號報(bào)出。

感覺無處下手了，找不到故障的原因。問題出在驅(qū)動(dòng)、模塊、電流檢測還是其它電路？整個(gè)下午未能查出故障所在。一時(shí)之間，真有些“漠漠輕愁”上心間了。什么原因呢？

1、 CPU檢測啟動(dòng)期間電流異常，采取降速處理？

2、 驅(qū)動(dòng)異常或模塊不良，是驅(qū)動(dòng)電路做出的限流動(dòng)作？

    低頻運(yùn)行下，試短接U、V、W輸出回路的分流電阻，以使CPU退出降速限流動(dòng)作，無效；將參數(shù)恢復(fù)出廠值（懷疑此運(yùn)行方式可能是人為設(shè)置），無效。

    啟動(dòng)變頻器，細(xì)致觀察：轉(zhuǎn)速上升到3Hz后，下降為0Hz，又重復(fù)此過程。電機(jī)停頓，運(yùn)行。

    將加速時(shí)間大大加長后，平穩(wěn)上升為5Hz后，又降為0Hz，可看出驅(qū)動(dòng)等電路皆無異常。此運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象應(yīng)是根據(jù)CPU發(fā)出的信號來形成的，好像是CPU根據(jù)電流信號，做出的限流動(dòng)作。

    在起動(dòng)過程中自行降速一般源于以下兩方面的原因：

1、在起動(dòng)過程中，CPU檢測到急劇上升的異常電流值，進(jìn)行即時(shí)降速處理，當(dāng)電流恢復(fù)到正常值以內(nèi)時(shí)，再升速運(yùn)行；2、在起動(dòng)過程中，CPU檢測到主回路直流電壓異常的跌落，進(jìn)行即時(shí)降速處理，當(dāng)主回路電壓恢復(fù)到正常值以內(nèi)時(shí)，再升速運(yùn)行；驅(qū)動(dòng)與電流檢測電路無問題后，應(yīng)從電壓方面著手檢修了。

由電壓導(dǎo)致的異常也分為兩個(gè)方面：

1、由直流回路電壓檢測電路異常造成（比較基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生漂移、采樣電阻變值等）。此信號使CPU誤以為電壓過低，從而采取降低輸出頻率來保持電壓平穩(wěn)的措施；2、主直流回路的異常造成電壓過低（儲能電容失容、充電短接接觸器未吸合等），為檢測電路所偵測，使CPU在起動(dòng)過程中采取降頻動(dòng)作。

    重新裝機(jī)上電，帶電機(jī)試驗(yàn)。上電時(shí)，未聽到充電接觸器的吸合聲（即便是能聽到充電接觸器的吸合聲，但不能忽略對其觸點(diǎn)閉合狀態(tài)的檢查。如觸點(diǎn)因燒灼、氧化或油污造成接觸不良，同樣導(dǎo)致此故障的出現(xiàn)）。檢查，接觸器線圈為交流380V，取自R、S電源進(jìn)線端子。線圈引線端子松動(dòng)造成接觸不良，接觸器未能吸合。起動(dòng)時(shí)的較大電流在充電電阻上形成較大的壓降。主回路直流電壓的急劇跌落為電壓檢測電路所偵測，促使CPU發(fā)出了降頻指令。

    檢修走了很多彎路的原因，一是自己不夠細(xì)心，未注意傾聽上電時(shí)有無接觸器的吸合聲。二是該臺機(jī)器在電壓跌落時(shí)，只是進(jìn)行了降速處理，并未報(bào)出欠電壓故障。而其它機(jī)型在此種情況下，往往已報(bào)出欠電壓故障了。也是因?yàn)榭蛰d的原因，在降速處理時(shí)，電壓很快回升，頻率又繼續(xù)上升。然后電壓又再度回落，變頻器降速處理，電壓又能再度回升，如此反復(fù)，造成變頻器升速，降為零速，停頓后又升速，再降為零速。但是不停機(jī)，也不報(bào)出故障信號。

想來有些好笑，如此簡單的一個(gè)故障，竟在其正常電路上大查故障所在。又因其不報(bào)故障代碼，致使檢查步驟有些茫然無措。

    變頻器是軟、硬件電路的有機(jī)結(jié)合，上述故障現(xiàn)象即是軟件程序的自動(dòng)控制下形成的。如果只根據(jù)表面現(xiàn)象和以往經(jīng)驗(yàn)形成的思維定勢，不作深入分析和細(xì)致的觀察，真會(huì)把此簡單故障當(dāng)作疑難故障來修了。

上述幾例充電電阻燒壞的故障維修，變頻器已正常運(yùn)行多年了，未因充電電阻故障返修過。用多只小電阻代用原充電電阻，實(shí)際應(yīng)用效果還是不錯(cuò)的。代用原則是：

一、總阻值要等于或稍大于原電阻值，實(shí)際應(yīng)用中，等于或大于原阻值兩倍以內(nèi)都沒有問題，不過上電充電時(shí)間稍長一些，但充電電阻相對功耗小一些，安全一些。但電阻值過大就有壞處了。根據(jù)充電繼電器、充電接觸器控制方式的不同，充電電阻阻值過大，有以下三種弊端：1、會(huì)使充電繼電器、充電接觸器的觸點(diǎn)閉合電流加大，縮短其使用壽命；2、會(huì)使充電時(shí)間過長，反而加大了充電電阻的功耗，易過熱燒掉；3、充電過程中變頻器可能會(huì)跳欠電壓故障，而實(shí)施保護(hù)停機(jī)動(dòng)作。

二、功率值應(yīng)等于原電阻功率值，如故障實(shí)例2，組裝的充電電阻的功率值雖然稍小于原電阻，但長期應(yīng)用都沒有問題。實(shí)際上組裝電阻的功率富裕量畢竟要大于原單只電阻。

    對充電電阻的處理，因買不到質(zhì)量較好的原配件，在維修上采用了一些變通方法。有時(shí)候手頭的配件不是那么湊手，而用戶要求的時(shí)間又急，在不影響修理質(zhì)量的前提下，采用一些應(yīng)急和變通手段應(yīng)該是可以的啊。

變頻器的充電電阻的損壞，除自身質(zhì)量欠佳和功率選配不當(dāng)外，與充電繼電器（接觸器）的狀態(tài)好壞，更有直接關(guān)系。對充電繼電器（接觸器）的控制方式見下述：

1、充電繼電器（接觸器）的電源取得方式：充電繼電器的電源一般是取自開關(guān)電源電路次級繞組輸出的直流24V電源；充電接觸器的線圈電壓一般為AC220V，通常由一只380V/220V的隔離變壓器取得供電。如圖2.1 東元7200PA 37kW變頻器主電路中的電源變壓器TC1既提供了充電接觸器線圈的220V供電，也同時(shí)提供散熱軸流風(fēng)機(jī)的供電電源，但接觸器線圈的得電是由中間繼電器KA1來控制的；少數(shù)機(jī)型接觸器線圈的供電，是直接取自R、S、T三相電源進(jìn)線端子的380V交流電壓。

2、充電繼電器（接觸器）的控制方式：a、變頻器上電后，隨著直流回路儲能電容上充電電壓的建立，開關(guān)電源開始起振工作，次級繞組整流濾波后，輸出直流24V控制供電，充電繼電器直接由24V電壓驅(qū)動(dòng)而閉合�；蛴稍摾^電器直接驅(qū)動(dòng)充電接觸器。這種控制方式最為直接，沒有中間控制環(huán)節(jié)，控制動(dòng)作最快，開關(guān)電源起振后，充電繼電器（接觸器）也相應(yīng)完成閉合動(dòng)作；b、變頻器上電，開關(guān)電源起振工作后，CPU得電工作，開始工作自檢完成后，偵測直流回路的電壓值，達(dá)一定幅度后，輸出充電繼電器（接觸器）的閉合指令，經(jīng)控制電路控制充電繼電器（接觸器）得電閉合。c、多數(shù)中功率變頻器還有對充電接觸器觸狀態(tài)的檢測電路，如圖2-1 東元7200PA 37kW變頻器主電路中，由11CN接線端子的3、4將充電控制繼電器的觸點(diǎn)信號返回CPU，供CPU判斷充電接觸器的觸點(diǎn)閉合狀態(tài)。若CPU發(fā)送充電接觸器閉合信號后，檢測其觸點(diǎn)并未閉合，便判斷為充電接觸器的控制電路故障，報(bào)出直流回路欠電壓、欠電壓、輸入電源缺相等故障，拒絕運(yùn)行操作。一般變頻器是由充電接觸器的常開輔助觸點(diǎn)，來返回閉合信號的。對上電即報(bào)欠電壓等故障的機(jī)器，要檢查充電接觸器輔助觸點(diǎn)有無接觸不良。

相關(guān)鏈接：變頻器充電電阻和儲能電容故障分析