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(jī)床，自動(dòng)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(lái)越廣，變頻器的使用量也越來(lái)越大，因?yàn)閮r(jià)格相對(duì)較高，特別是進(jìn)口品牌的伺服和變頻器，那么對(duì)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(qiáng)電，弱電技術(shù)，技術(shù)含量相對(duì)較高，對(duì)維修技術(shù)員的能力要求也相對(duì)較高，不僅要懂強(qiáng)弱電，而且對(duì)軟件的應(yīng)用也要有一定的了解，對(duì)一些國(guó)外品牌的伺服和變頻器，因?yàn)閼?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(guó)內(nèi)國(guó)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(hù)工作，對(duì)伺服和變頻器的維修及保養(yǎng)總結(jié)了一些心得和體會(huì)，望能通過自己工作中的心得和體會(huì)對(duì)維修工作起到一定的幫助作用。

　　關(guān)鍵詞：望，聞，問，切。

　　對(duì)于一個(gè)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(wàn)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(lái)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(dòng)發(fā)電機(jī)、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(dú)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(hào)的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“位置和速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。參見附圖2

　　對(duì)一臺(tái)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(lái)了解伺服和變頻器損壞的部位或具體電路，然后針對(duì)具體部位和電路再進(jìn)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(duì)維修來(lái)講就無(wú)從下手。

　　拿到一臺(tái)壞的伺服和變頻器，通過望和聞，觀察變頻器外殼有無(wú)明顯破損現(xiàn)象，內(nèi)部線路板有無(wú)撞擊損壞現(xiàn)象，線路板有無(wú)缺少元器件，有無(wú)明顯得器件燒毀現(xiàn)象，有無(wú)燒焦的味道，在實(shí)際維修案例中，有相當(dāng)一部分伺服和變頻器在安裝運(yùn)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(duì)性的維修，通過更換外殼，補(bǔ)焊元器件解決問題，而有的伺服和變頻器是因?yàn)殡娋W(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(duì)于線路板損壞不嚴(yán)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(shí)損壞了其它電路，這時(shí)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(shí)不當(dāng)接錯(cuò)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(qiáng)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(jī)器的故障部位。

　　對(duì)一臺(tái)外觀與線路板表面現(xiàn)象良好，無(wú)明顯的損壞的變頻器，這時(shí)先可以通過對(duì)客戶的詢問以了解變頻器的故障現(xiàn)象，對(duì)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(shí)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(jī)只能上行而不能下行，這時(shí)侯你就得考慮變頻器是否制動(dòng)出現(xiàn)了問題，因?yàn)殡娞菰谙滦袝r(shí)處于發(fā)電狀態(tài)，回饋的能量如無(wú)法反饋給電網(wǎng)那就需將能量消耗在制動(dòng)電阻上，如果制動(dòng)電路損壞，回饋的能量無(wú)法消耗，這樣就會(huì)導(dǎo)致變頻器報(bào)警而強(qiáng)制性的關(guān)斷變頻器，在維修時(shí)可以有針對(duì)性的對(duì)制動(dòng)電路進(jìn)行檢測(cè)。如果客戶反映電機(jī)每次運(yùn)行一段時(shí)間后就停機(jī)，你就得考慮是不是因?yàn)樽冾l器過熱而過熱保護(hù)，這時(shí)侯就要檢查散熱器灰塵是否過多，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否良好，控制風(fēng)扇運(yùn)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(lái)了解原因，這里的“切”是指通過輔助工具萬(wàn)用表，示波器等來(lái)人為診斷故障原因及修理，一臺(tái)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(wú)法了解損壞信息，那就得通過上電來(lái)了解，在變頻器上電之前，得先測(cè)量變頻器主回路是否良好，變頻器內(nèi)部功率模塊工作時(shí)因?yàn)橐獣r(shí)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(cè)量就給主回路上電，有可能會(huì)引起爆炸而使變頻器內(nèi)部故障擴(kuò)大，在測(cè)量正常后，可以給主回路上電，在現(xiàn)實(shí)操作中，如果擔(dān)心直接上AV220或AC380會(huì)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(kuò)大的舉措。一臺(tái)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(cè)試來(lái)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(gè)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(gè)故障記錄顯示編碼器故障，這時(shí)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(cè)回路等等。如果沒有故障信息，則要帶上電機(jī)進(jìn)行負(fù)載測(cè)試來(lái)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(jìn)行檢測(cè)和分析。

通過“望，聞，問，切”手法了解了故障部位，這時(shí)候就可以就具體部位的電路來(lái)加以針對(duì)性的修理，通過萬(wàn)用表，示波器來(lái)測(cè)量損壞部位電路節(jié)點(diǎn)的電壓，電流及波形來(lái)找出具體的損壞電子器件，維修中可以通過比對(duì)，參照，更換等維修手法來(lái)快速找出損壞的電子元器件，自己也有必要針對(duì)線路板的特性做一些工裝測(cè)試夾具，特別是對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的維修，工裝測(cè)試夾具顯得尤為重要，功率模塊價(jià)格昂貴，如果驅(qū)動(dòng)電路未能確保修好就上電測(cè)試整機(jī)的話，極易引起變頻器功率模塊損壞。對(duì)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?？梢栽诓藛蔚腎/O來(lái)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(lái)顯示是否修理正常。

　　修理完的變頻器需要做整機(jī)測(cè)試，一臺(tái)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(jī)測(cè)試可以確認(rèn)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(fù)載測(cè)試，外界使用環(huán)境溫度較高等，這時(shí)候就需要模擬外界這些條件來(lái)進(jìn)行測(cè)試，負(fù)載需要達(dá)到額定，可以考慮采用電機(jī)對(duì)拖測(cè)試，外界環(huán)境溫度過高，可以將電機(jī)放入老化房加熱測(cè)試。

　　變頻器的維修工作是一項(xiàng)理論知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(bào)雜志，不斷了解這些電子元器件所具備的功能和特點(diǎn)，開拓思路，給維修工作以啟迪，并將這些學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作中，解決一些維修過程中無(wú)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(shí)際應(yīng)用中，變頻器受周圍的溫度、濕度、振動(dòng)、粉塵、腐蝕性氣體等環(huán)境條件的影響，其性能會(huì)有一些變化。如使用合理、維護(hù)得當(dāng)，則能延長(zhǎng)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(hù)保養(yǎng)工作跟不上去，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)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(yùn)行。因此日常維護(hù)與定期檢查是必不可少的。

　　對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的變頻器，可以從外部目視檢查運(yùn)行狀態(tài)。定期對(duì)變頻器進(jìn)行巡視檢查，檢查變頻器運(yùn)行時(shí)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(cè)溫儀器檢測(cè)變頻器是否過熱，是否有異味；

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

　　6)變頻器運(yùn)行中是否有故障報(bào)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(yùn)行，也會(huì)對(duì)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(shí)間，將檢查重點(diǎn)放在變頻器日常運(yùn)行時(shí)無(wú)法巡視到的部位。

　　1)作定期檢查時(shí)，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(shí)間越長(zhǎng)，最長(zhǎng)為15min)使得主電路直流濾波電容器充分放電，用萬(wàn)用表確認(rèn)電容器放電完后，再進(jìn)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(shí)進(jìn)行處理或更換。

　　4)變頻器由于振動(dòng)、溫度變化等影響，螺絲等緊固部件往往松動(dòng)，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(zhǎng)為一年，接近壽命時(shí)，檢查周期最好為半年。電容器的容量可用數(shù)字電容表測(cè)量，當(dāng)容量下降到額定容量的80%以下時(shí)，應(yīng)予更換。

　　7)檢查冷卻風(fēng)扇運(yùn)行是否完好，如有問題則應(yīng)進(jìn)行更換。冷卻風(fēng)扇的壽命受限于軸承，根據(jù)變頻器運(yùn)行情況需要2－3年更換一次風(fēng)扇或軸承。檢查時(shí)如發(fā)現(xiàn)異常聲音、異常振動(dòng)，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(duì)線路板進(jìn)行測(cè)量，否則會(huì)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(jī)端電纜斷開，用兆歐表測(cè)量電纜每相導(dǎo)線之間以及每相導(dǎo)線與保護(hù)接地之間的絕緣電阻是否符合要求，正常時(shí)應(yīng)大于1M。

　　10)變頻器在檢修完畢投入運(yùn)行前，應(yīng)帶電機(jī)空載試運(yùn)行幾分鐘，并校對(duì)電機(jī)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(zhǎng)伺服變頻器的運(yùn)行壽命，保證設(shè)備運(yùn)行效率最大化，降低企業(yè)的運(yùn)行成本。