摘要：交流伺服和變頻器是用于位置，速度，轉(zhuǎn)矩控制的新型交流調(diào)速裝置，在機床，自動生產(chǎn)線，紡織，包裝等眾多行業(yè)得了廣泛的應(yīng)用，伴隨著應(yīng)用越來越廣，變頻器的使用量也越來越大，因為價格相對較高，特別是進口品牌的伺服和變頻器，那么對使用中損壞的伺服和變頻器的維修就顯得尤為重要，伺服和變頻器結(jié)合了強電，弱電技術(shù)，技術(shù)含量相對較高，對維修技術(shù)員的能力要求也相對較高，不僅要懂強弱電，而且對軟件的應(yīng)用也要有一定的了解，對一些國外品牌的伺服和變頻器，因為應(yīng)用菜單為英文，維修技術(shù)人員還需有一定的英文基礎(chǔ)。

    本人先后在國內(nèi)國外變頻器企業(yè)從業(yè)十多年，一直從事變頻器相關(guān)硬件開發(fā)，維修及生產(chǎn)設(shè)備維護工作，對伺服和變頻器的維修及保養(yǎng)總結(jié)了一些心得和體會，望能通過自己工作中的心得和體會對維修工作起到一定的幫助作用。

　　關(guān)鍵詞：望，聞，問，切。

　　對于一個變頻器維修人員，要具備一定的電工學(xué)，電子學(xué)的理論基礎(chǔ)，能看懂圖紙，能夠熟練操作萬用表，示波器，電烙鐵等常用維修工具。

　　在從事變頻器維修之前，首先要了解變頻器的工作原理及構(gòu)造，變頻器是一種用來改變交流電頻率的電氣設(shè)備。此外，它還具有改變交流電電壓的輔助功能。過去，變頻器一般被包含在電動發(fā)電機、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器等電氣設(shè)備中。隨著半導(dǎo)體電子設(shè)備的出現(xiàn)，人們已經(jīng)可以生產(chǎn)完全獨立的變頻器。變頻器主要是由主電路、控制電路組成。

　　主電路主要有整流電路，濾波電路及逆變電路構(gòu)成，整流電路的器件主要是整流二極管或可控硅組成，功能是將輸入的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，濾波電路的器件主要是由電解電容組成，將直流電路中的交流成分濾除掉，逆變電路主要是由IGBT組成，功能是將直流電轉(zhuǎn)化為交流電。參見附圖1

　　控制電路是給主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“位置和速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。參見附圖2

　　對一臺送修的變頻器，問題的診斷采用的是和醫(yī)生給病人看病同樣的流程，通過望，聞，問，切來了解伺服和變頻器損壞的部位或具體電路，然后針對具體部位和電路再進行修理，如上面所說，伺服和變頻器是由許多電路組合而成，如不判斷具體故障，對維修來講就無從下手。

　　拿到一臺壞的伺服和變頻器，通過望和聞，觀察變頻器外殼有無明顯破損現(xiàn)象，內(nèi)部線路板有無撞擊損壞現(xiàn)象，線路板有無缺少元器件，有無明顯得器件燒毀現(xiàn)象，有無燒焦的味道，在實際維修案例中，有相當(dāng)一部分伺服和變頻器在安裝運輸過程中操作不當(dāng)導(dǎo)致受到外力撞擊而使外殼受損，線路板元器件脫落，這種情況通過觀察可以有針對性的維修，通過更換外殼，補焊元器件解決問題，而有的伺服和變頻器是因為電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，諧波成份較高而導(dǎo)致變頻器輸入電路的壓敏電阻和陶瓷濾波電容炸毀，這種情況對于線路板損壞不嚴重的情況可以通過更換壓敏電阻和電容解決，如果壓敏電阻和電容炸毀時損壞了其它電路，這時要就具體故障現(xiàn)象而維修，后面有就具體故障而維修的分析。另外一種線路板燒毀的情況是由于客戶粗心或者線束標(biāo)識不當(dāng)接錯線而導(dǎo)致線路板燒毀，常見的是主控制板燒毀現(xiàn)象，由于主控板基本上都是弱電，接口端子常見輸入電壓以DC24V為主，客戶如果接入強電或者在不接電壓的端口接入電壓，這樣極易燒毀線路板，通過望和聞，上述這些情況能很快判斷機器的故障部位。

　　對一臺外觀與線路板表面現(xiàn)象良好，無明顯的損壞的變頻器，這時先可以通過對客戶的詢問以了解變頻器的故障現(xiàn)象，對于終端客戶而言，由于技術(shù)水平的限制，通常只能告知你設(shè)備的現(xiàn)象或變頻器故障顯示內(nèi)容，這時你就要通過這些現(xiàn)象和故障顯示內(nèi)容而大概判斷變頻器故障部位。比如，電梯用變頻器開機只能上行而不能下行，這時侯你就得考慮變頻器是否制動出現(xiàn)了問題，因為電梯在下行時處于發(fā)電狀態(tài)，回饋的能量如無法反饋給電網(wǎng)那就需將能量消耗在制動電阻上，如果制動電路損壞，回饋的能量無法消耗，這樣就會導(dǎo)致變頻器報警而強制性的關(guān)斷變頻器，在維修時可以有針對性的對制動電路進行檢測。如果客戶反映電機每次運行一段時間后就停機，你就得考慮是不是因為變頻器過熱而過熱保護，這時侯就要檢查散熱器灰塵是否過多，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)是否良好，控制風(fēng)扇運轉(zhuǎn)的電路是否有問題。

　　如果以上信息都沒有，那就通“切”的手法來了解原因，這里的“切”是指通過輔助工具萬用表，示波器等來人為診斷故障原因及修理，一臺損壞的變頻器在你手里，如果通過外在的觀察和客戶那里無法了解損壞信息，那就得通過上電來了解，在變頻器上電之前，得先測量變頻器主回路是否良好，變頻器內(nèi)部功率模塊工作時因為要時刻承受著高電壓，大電流，所以是容易損壞的部件，這種損壞也包括主回路相與相之間短路或相與地之間短路，如果不測量就給主回路上電，有可能會引起爆炸而使變頻器內(nèi)部故障擴大，在測量正常后，可以給主回路上電，在現(xiàn)實操作中，如果擔(dān)心直接上AV220或AC380會出現(xiàn)意外情況的話，可以在電源側(cè)加限流器或調(diào)壓器，這樣都可以避免因上電導(dǎo)致主回路故障擴大的舉措。一臺變頻器如不能上電，則要檢查主回路電路，如上電沒顯示，則要檢查開關(guān)電源電路，面板顯示電路。如上電顯示正常則要通過伺服和變頻器故障記錄菜單及帶載測試來了解損壞的部位，，廠家生廠的變頻器通常都具有故障記錄菜單，有的具備幾個歷史故障代碼的記錄，通常可以打開故障記錄了解當(dāng)前變頻器故障損壞的原因，比如，如果變頻器最后一個故障記錄顯示編碼器故障，這時候可以查速度反饋回路，如故障記錄顯示過流，則檢查電流檢測回路等等。如果沒有故障信息，則要帶上電機進行負載測試來了解故障，先判斷伺服和變頻器具體損壞部位，再就具體電路進行檢測和分析。

通過“望，聞，問，切”手法了解了故障部位，這時候就可以就具體部位的電路來加以針對性的修理，通過萬用表，示波器來測量損壞部位電路節(jié)點的電壓，電流及波形來找出具體的損壞電子器件，維修中可以通過比對，參照，更換等維修手法來快速找出損壞的電子元器件，自己也有必要針對線路板的特性做一些工裝測試夾具，特別是對驅(qū)動電路的維修，工裝測試夾具顯得尤為重要，功率模塊價格昂貴，如果驅(qū)動電路未能確保修好就上電測試整機的話，極易引起變頻器功率模塊損壞。對于主控板的接口電路的維修，可以借用變頻器內(nèi)部菜單，比如一些變頻器輸入輸出接口電路通常可以在菜單的I/O來監(jiān)控，這樣很容易判斷接口電路哪一路損壞，修好后也可以通過菜單來顯示是否修理正常。

　　修理完的變頻器需要做整機測試，一臺送修的變頻器往往故障是復(fù)合的，也就是說存在若干故障，通過上電整機測試可以確認變頻器是否修理完善，有些故障是在一定的條件下才能出現(xiàn)，比如滿負載測試，外界使用環(huán)境溫度較高等，這時候就需要模擬外界這些條件來進行測試，負載需要達到額定，可以考慮采用電機對拖測試，外界環(huán)境溫度過高，可以將電機放入老化房加熱測試。

　　變頻器的維修工作是一項理論知識、實踐經(jīng)驗與操作水平的結(jié)合的工作，其技術(shù)水平代表著變頻器的維修質(zhì)量。所以我們要經(jīng)常閱讀一些有關(guān)的書報雜志，不斷了解這些電子元器件所具備的功能和特點，開拓思路，給維修工作以啟迪，并將這些學(xué)到的知識應(yīng)用于實際工作中，解決一些維修過程中無法解決的問題，以使自已的技術(shù)水平不斷提高。

　　日常良好的保養(yǎng)可以有效減少變頻器損壞的頻率，在實際應(yīng)用中，變頻器受周圍的溫度、濕度、振動、粉塵、腐蝕性氣體等環(huán)境條件的影響，其性能會有一些變化。如使用合理、維護得當(dāng)，則能延長使用壽命，并減少因突然故障造成的生產(chǎn)損失。如果使用不當(dāng)，維護保養(yǎng)工作跟不上去，就會出現(xiàn)運行故障，導(dǎo)致變頻器不能正常工作，甚至造成變頻器過早的損壞，而影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運行。因此日常維護與定期檢查是必不可少的。

　　對于連續(xù)運行的變頻器，可以從外部目視檢查運行狀態(tài)。定期對變頻器進行巡視檢查，檢查變頻器運行時是否有異常現(xiàn)象。通常應(yīng)作如下檢查：

　　1)環(huán)境溫度是否正常，要求在-10℃～+40℃范圍內(nèi)，以25℃左右為好，條件允許的情況下，有必要安裝空調(diào)設(shè)施；

　　2)變頻器在顯示面板上顯示的輸出電流、電壓、頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常；

　　3)顯示面板上顯示的字符是否清楚，是否缺少字符；

　　4)用測溫儀器檢測變頻器是否過熱，是否有異味；

　　5)變頻器風(fēng)扇運轉(zhuǎn)是否正常，有無異常，散熱風(fēng)道是否通暢；

　　6)變頻器運行中是否有故障報警顯示；

　　7)檢查變頻器交流輸入電壓是否超過最大值。參照變頻器規(guī)格說明書，了解變頻器最大允許輸入的電壓，如果主電路外加輸入電壓超過極限，即使變頻器沒運行，也會對變頻器線路板造成損壞。

　　另外就是定期檢查，利用每年一次的大修時間，將檢查重點放在變頻器日常運行時無法巡視到的部位。

　　1)作定期檢查時，操作前必須切斷電源，變頻器停電后待操作面板電源指示燈熄滅后，等待4min(變頻器的容量越大，等待時間越長，最長為15min)使得主電路直流濾波電容器充分放電，用萬用表確認電容器放電完后，再進行操作。

　　2)將變頻器控制板、主板拆下，用毛刷、吸塵器清掃變頻器線路板及內(nèi)部IGBT模塊、輸入輸出電抗器等部位。線路板臟污的地方，應(yīng)用棉布沾上酒精或中性化學(xué)劑擦除。

　　3)檢查變頻器內(nèi)部導(dǎo)線絕緣是否有腐蝕過熱的痕跡及變色或破損等，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時進行處理或更換。

　　4)變頻器由于振動、溫度變化等影響，螺絲等緊固部件往往松動，應(yīng)將所有螺絲全部緊固一遍。

　　5)檢查輸入輸出電抗器、變壓器等是否過熱，變色燒焦或有異味。

　　6)檢查中間直流回路濾波電解電容器小凸肩(安全閥)是否脹出，外表面是否有裂紋、漏液、膨脹等。一般情況下濾波電容器使用周期大約為5年，檢查周期最長為一年，接近壽命時，檢查周期最好為半年。電容器的容量可用數(shù)字電容表測量，當(dāng)容量下降到額定容量的80%以下時，應(yīng)予更換。

　　7)檢查冷卻風(fēng)扇運行是否完好，如有問題則應(yīng)進行更換。冷卻風(fēng)扇的壽命受限于軸承，根據(jù)變頻器運行情況需要2－3年更換一次風(fēng)扇或軸承。檢查時如發(fā)現(xiàn)異常聲音、異常振動，同樣需要更換。

　　8)檢查變頻器絕緣電阻是否在正常范圍內(nèi)(所有端子與接地端子)，注意不能用兆歐表對線路板進行測量，否則會損壞線路板的電子元器件。

　　9)將變頻器的R、S、T端子和電源端電纜斷開，U、V、W端子和電機端電纜斷開，用兆歐表測量電纜每相導(dǎo)線之間以及每相導(dǎo)線與保護接地之間的絕緣電阻是否符合要求，正常時應(yīng)大于1M。

　　10)變頻器在檢修完畢投入運行前，應(yīng)帶電機空載試運行幾分鐘，并校對電機的旋轉(zhuǎn)方向。

　　有了良好的保養(yǎng)操作習(xí)慣，輔助以正確的維修手段，可以有效地延長伺服變頻器的運行壽命，保證設(shè)備運行效率最大化，降低企業(yè)的運行成本。