苏南SNP交流变频电源故障汇总及解交方案

1 主回路常见故障分析

　　主回路主要由三相或单相整流桥、平滑电容器、滤波电容器、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元件组成。其中许多常见故障是由电解电容引起。电解电容的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定，在回路设计时已经选定了电容器的型号，所以内部的温度对电解电容器的寿命起决定作用。电解电容器会直接影响到变频电源的使用寿命，一般温度每上升10 ℃，寿命减半。因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度，另一方面可以采取措施减少脉动电流。采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流，从而延长电解电容器的寿命。

　　在电容器维护时，通常以比较容易测量的静电容量来判断电解电容器的劣化情况，当静电容量低于额定值的80%，绝缘阻抗在5 MΩ以下时，应考虑更换电解电容器。

2 控制回路故障分析

　　控制回路影响变频电源寿命的是电源部分，是平滑电容器和IPM电路板中的缓冲电容器，其原理与前述相同，但这里的电容器中通过的脉动电流，是基本不受主回路负载影响的定值，故其寿命主要由温度和通电时间决定。由于电容器都焊接在电路板上，通过测量静电容量来判断劣化情况比较困难，一般根据电容器环境温度以及使用时间，来推算是否接近其使用寿命。
电源电路板给控制回路、IPM驱动电路和表面操作显示板以及风扇等提供电源，这些电源一般都是从主电路输出的直流电压，通过开关电源再分别整流而得到的。因此，某一路电源短路，除了本路的整流电路受损外，还可能影响其他部分的电源，如由于误操作而使控制电源与公共接地短接，致使电源电路板上开关电源部分损坏，风扇电源的短路导致其他电源断电等。一般通过观察电源电路板就比较容易发现。

　　逻辑控制电路板是变频电源的核心，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大规模集成电路，具有很高的可靠性，本身出现故障的概率很小，但有时会因开机而使全部控制端子同时闭合，导致变频电源出现EEPROM故障，这只要对EEPROM重新复位就可以了。

　　IPM电路板包含驱动和缓冲电路，以及过电压、缺相等保护电路。从逻辑控制板来的PWM信号，通过光耦合将电压驱动信号输入IPM模块，因而在检测模快的同时，还应测量IPM模块上的光耦。

3 冷却系统

　　冷却系统主要包括散热片和冷却风扇。其中冷却风扇寿命较短，临近使用寿命时，风扇产生震动，噪声增大最后停转，变频电源出现IPM过热跳闸。冷却风扇的寿命受陷于轴承，大约为10000～35000 h。当变频电源连续运转时，需要2～3年更换一次风扇或轴承。为了延长风扇的寿命，一些产品的风扇只在变频电源运转时而不是电源开启时运行。

4 外部的电磁感应干扰

　　如果变频电源周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频电源的内部，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电源。减少噪声干扰的具体方法有：变频电源周围所有继电器、接触器的控制线圈上，加装防止冲击电压的吸收装置，如RC浪涌吸收器，其接线不能超过20 cm；尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主回路分离；变频电源控制回路配线绞合节距离应在15 mm以上，与主回路保持10 cm以上的间距；变频电源距离电动机很远时（超过100 m），这时一方面可加大导线截面面积，保证线路压降在2%以内，同时应加装变频电源输出电抗器，用来补偿因长距离导线产生的分布电容的充电电流。变频电源接地端子应按规定进行接地，必须在专用接地点可靠接地，不能同电焊、动力接地混用；变频电源输入端安装无线电噪声滤波器，减少输入高次谐波，从而可降低从电源线到电子设备的噪声影响；同时在变频电源的输出端也安装无线电噪声滤波器，以降低其输出端的线路噪声。

5 安装环境

　　变频电源属于电子器件装置，对安装环境要求比较严格，在其说明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锈蚀、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。

　　除上述几点外，定期检查变频电源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，应采取设置空气加热器等必要措施。

6 电源异常

　　电源异常大致分以下3种，即缺相、低电压、停电，有时也出现它们的混合形式。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的单位，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，对变频电源供电电源也提出相应要求。

　　如果附近有直接启动的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，其电源应和变频电源的电源分离，减小相互影响。

A　　对于要求瞬时停电后仍能继续运行的设备，除选择合适价格的变频电源外，还应预先考虑电机负载的降速比例。当变频电源和外部控制回路都采用瞬间停电补偿方式时，失压回复后，通过测速电机测速来防止在加速中的过电流。

B　　对于要求必须连续运行的设备，应对变频电源加装自动切换的不停电电源装置。像带有二极管输入及使用单相控制电源的变频电源，虽然在缺相状态，但也能继续工作，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电源的寿命及可靠性造成不良影响，应及早检查处理。

7 雷击、感应雷电

　　雷击或感应雷击形成的冲击电压，有时也会造成变频电源的损坏。此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，短路开闭会产生较高的冲击电压。为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频电源的输入端加压敏电阻等吸收器件。真空断路器应增加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器，应在控制时序上，保证真空断路器动作前先将变频电源断开

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程控耐压测试仪 SNA-7110C  输出:0-5KV 100mA 精度:0.2级,自带测试完成数据保持功能，带摇控测试棒。

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电能数测量仪 SNA-7151   300V/20A      四窗口显示电流,电压,频率,功率/功率因数,带上下限设定功能

电能数测量仪 SNA-7151   600V/40A      四窗口显示电流,电压,频率,功率/功率因数,带上下限设定功能。

电能数测量仪 SNA-7152K  600V/40-200A  四窗口显示电流,电压,频率,功率/功率因数,带上下限设定功能。

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