2  变频器的调试及注意事项
2.1调试前的注意事项
（1）掌握和熟悉面板操作键
         变频器都有操作面板，品牌不同，功能大同小异。举例变频器操作面板由四位LED数码管监视器、发光二板管指示灯、操作按键组成。如图1所示。
 

图1  操作面板图
        操作按键有：运行键（RUN）、停止/复位键（STOP/ RESET）、编程键（PRG）、退出键（ESC）、多功能键/点动键(M）、移位键(>>)、正反转键（FWD/REV）等七个键，以及一个电位器旋钮组成(注:电位器旋钮也可以做为编程键使用)。在开始调试前，现场人员首先要结合操作手册，掌握和熟悉变频器操作面板各功能键的作用。
（2）通电前检查
变频器调试前首先要认真阅读产品技术手册，特别要看是否有新的内容增加和注意事项；
① 对照技术手册，检查它的输入、输出端是否符合技术手册要求；
② 检查接线是否正确和紧固，绝对不能接错与互相接反；
③ 屏蔽线的屏蔽部分是否按照技术手册规定的那样正确连接；
（3）通电检查与调试
变频器在断电检查无误的基础上，确立变频器通电检查和调试的内容、步骤。应采取的基本步骤有：
① 带电源空载测试
② 带电机空载运行
③ 带负载试运行
④ 与上位机联机统调等
2.2接电源空载试运行
         接入三相交流电源后，先按点动键（M）试运行，再按运行键（RUN）运行变频器到50HZ，用万用表测量变频器的三相输出（U/T1、V/T2、W/T3），相电压应平衡（370V～420V）；测量直流母线电压应在（500V～600V）。然后按停止键（STOP/ RESET），待频率降到0HZ时，再接上电机线。
2.3 带负载试运行
（1）设置电机的极数、额定功率、额定转速、额定电流，要综合考虑变频器的工作电流；
（2）选择参数自整定功能的执行方式：
 ① 静止参数自整定，在电机不能脱开负载的情况下进行参数自整定。
 ② 旋转参数自整定，在电机可脱开负载的情况下进行参数自整定。
注：启动参数自整定时，请确保电机处于静止状态，自整定过程中若出现过流过压故障，可适当延长加减速时间。
（3）设定变频器的上限输出频率、下限输出频率、基频、设置转矩特性；
（4）将变频器设置为自带的键盘操作模式，按手动键、运行键、停止键，观察电机是否反转，是否能正常地启动、停止；
（5）熟悉变频器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，需要时可以进行修改。
2.4系统调试
（1）手动操作变频器面板的运行、停止键，观察电机运行、停止过程以及变频器的显示窗口，看是否有异常现象。如果有现象，相应的改变预定参数后再运行；
（2）如果启动、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、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，特别是频繁启动、制动的场合。
（3）如果变频器在限定的时间内仍然保护，应改变启动/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。
（4）如果变频器仍然存在运行故障，应尝试增大电流限定的保护值，但是不能取消保护，应留有至少5%-10%的保护余量，此功能对速度或负载急剧变化的场合尤其适用。
（5）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。V/f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V/f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，可以增大转矩提升值。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，比如采用V/f比值恒定的方法，启动达不到要求时，改用无速度传感器矢量控制方法，它具有更大的转矩输出能力。对于风机和泵类负载，应减少转矩的曲线值。
2．5变频器与上位机进行系统调试
在自动化系统中，变频器与上位机串行通讯的应用越来越广泛，通过与远程控制系统的连接，可以实现：
① 变频器控制参数的调整。
② 变频器的控制及监控。
③ 变频器的故障管理及其故障后重新起动。
因而，许多用户在选择变频器时，对变频器的通讯功能提出了更多严格的要求，需要变频器与上位机控制系统、PLC控制器、文本显示器人机界面和触摸屏人机界面等设备实现快速准确的数据交换，以保证控制系统功能的完整。注意事项如下：
（1）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，要考虑并将变频器的操作模式改为上位机运行命令给定。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。
（2）变频器与上位机联机调试时可能会遇到如下问题：
①上位机给出控制信号后，变频器不执行或不接收指令；
②上位机给出控制信号后，变频器能执行指令但有误差或不精确。
原因：有的上位机（如PLC）一般输出的是24V的直流信号，而变频器的主控板端子只接收无源信号，如果直接从PLC端子放线到变频器的主控板端子，变频器是不会有动作的，这时应考虑外加24V直流继电器，输出一个开关信号到变频器的主控板端子，同时也能提高抗干扰能力。同时检查变频器的支持协议与接口方式是否正确。
        以上是变频器-交流电动机V/F控制模式的基本调试过程。系统能否安全可靠运行，变频器及带载的整个安装调试过程十分重要。这里要特别提醒的是，首先要认真阅读产品技术手册，对照手册一一检查变频器的硬结构，掌握其特点，然后按以上建议的步骤，分步调试。

3 变频器的保养和维护
        由于变频器使用环境的变化，如温度、湿度、烟雾等的影响，以及变频器内部元器件的老化等因素，可能会导致变频器发生各种故障。因此，在存贮、使用过程中必须对变频器进行日常检查；为了降低故障发生率，延长变频器使用寿命，需要对变频器进行定期保养与维护。
3.1 日常维护
系统正常开启时，要特别注意有无异常情况，具体如下：
（1）电机是否有异常声音及振动；
（2）变频器及电机发热无异常，无烧焦气味；
（3）工作环境温度是否良好；
（4）负载电流表是否与往常值一样；
（5）变频器的输入电流、输入电压在正常工作允许范围内。
（6）变频器的输出电流、输出电压在额定值范围内，（允许电流短时过载）。
（7）变频器的冷却风扇是否正常运转，无污垢、棉絮堵塞风道。
3.2 定期维护
        变频器要定期检查和保养。变频器检查时，一定要切断电源，待监视器无显示及主电路电源指示灯熄灭后，才能进行检查。
根据经验，需定期检查的项目、内容和对策如下表1所示。
 

检查项目	检查内容	异常对策
主回路端子、控制回路端子螺丝钉	螺丝钉是否松动	用螺丝刀拧紧
散热片	是否有灰尘	用4～6kg/cm2压力的干燥压缩空气吹掉
PCB印刷电路板	是否有灰尘	用4～6kg/cm2压力的干燥压缩空气吹掉
冷却风扇	是否有异常声音、异常振动	更换冷却风扇
功率元件	是否有灰尘	用4～6kg/cm2压力的干燥压缩空气吹掉
铝电解电容	是否变色、异味、鼓泡	更换铝电解电容

3.3绝缘测试
    变频器出厂时已经进行过绝缘测试工，一般情况尽可能不要再进行绝缘测试工，如必须测试，应严格按以下步骤进行，否则可能造成变频器损坏。
    断开所有控制板电路的连接线，以防止试验电压接入控制电路损坏控制板；先拆下变频器主回路的接线，再将主回路的端子都短接起来，具体如下图2所示，用DC500V级兆欧表测量它们与接地端子E间的绝缘电阻，兆欧表指示值≥20MΩ为正常。
 

图2  主回路绝缘测试
3.4变频器的故障分析与措施
变频器常见故障列表如下，供现场技术人员参考。
表2 变频器的故障内容及措施

 

 

故障显示	故障类型	代码	故障原因	故障对策
E.OH1	散热器过热保护1	11	＃周围环境温度过高       ＃变频器通风不良 ＃冷却风扇故障           ＃温度检测电路故障	＃检查变频器的运行环境 ＃改善通风环境     ＃更换冷却风扇 ＃寻求技术支持
E.OH2	散热器过热保护2	12
E.OUT	外设保护	15	＃外部故障信号输入变频器	＃外部故障信号报警 ＃检查外部故障原因
E.DL3	继电器吸合异常	25	＃变频器内部插接件松动 ＃上电缓冲电路异常	＃寻求技术支持
LU	欠压	63	＃输入电源缺相           ＃瞬时停电 ＃输入电源接线端子松动   ＃输入电源变化太大	＃检查输入电压 ＃拧紧输入接线端子螺钉
E.OV1	加速中过压	4	＃减速时间太短 ＃负载转动惯量过大 ＃输入电压异常 ＃电网电压太高 ＃电机对地短路	＃延长减速时间 ＃使用合适的能耗制动 ＃检查电网电压 ＃将电压降到规格范围内
E.OV2	减速中过压	5
E.OV3	恒速中过压	6
E.FAL	模块保护	10	＃变频器三相输出侧有短路现象 ＃变频器内部插件松动 ＃外部干扰信号	＃检测电动机绝缘 ＃检查变频器内部插件 ＃寻求技术支持
E.OC1	加速中过流	1	＃机器输出侧短路 ＃负载太重，加速时间太短 ＃转矩提升设定值太大 ＃启动频率设置过高 ＃变频器功率选型偏小 ＃电机参数设置不正常	＃检测电动机绝缘 ＃延长加速时间 ＃减小转矩提升设定值 ＃参看参数是否正常 ＃检查电机与变频器额定容量是否匹配 ＃变频器和电机螺丝是否松动
E.OC2	减速中过流	2
E.OC3	恒速中过流	3
E.OL1	过载	13	＃加减速时间太短 ＃电机堵转或负载太重 ＃转矩提升太大 ＃长时间负载过重 ＃变频器功率选型偏小	＃延长加减速时间 ＃检查负载是正常 ＃减小转矩提升设定值 ＃增加变频器的容量
E.CUR	电流检测故障	19	＃传感器连接线没有接好 ＃电流传感器损坏 ＃电流检测电路有故障	＃检查连接线是否有松动 ＃传感器是否损坏 ＃寻求技术支持
E.PCU	干扰保护	7	＃控制板受到干扰 ＃控制板已损坏	＃恢复出厂参数 ＃寻求技术支持
E.OLF	输出缺相异常	23	＃变频器输出侧接线异常，漏接或存在断线 ＃输出三相不平衡	＃检查变频器输出侧接线情况，排除漏接、断线 ＃断电检查变频器输出侧与直流侧端子特性是否一致
8888	软件未工作		＃三相交流输入电压过低	＃检查输入三相交流是否正常

4 变频器主回路故障简易判断方法
   变频器主回路如图3所示。在日常维护中，技术人员可凭借数字式万用表可简单判断主回路的整流桥、IGBT、IPM器件等是否损坏。为了人身安全，必须确保变频器断电，等待3～5分钟后，拆除变频器三相交流输入端子（R/L1、S/L2、T/L3）和变频器三相交流输出端子（U/T1、V/T2、W/T3）后方可操作。
 

图 3 变频器主回路图
   

 图4 主回路测量示意图
4．1主回路检查步骤
   以下是变频器主回路静态判断，实际判断以带电机测试为准，但可为现场简易判断提供参考。
    首先把数字万用表打到“二级管”档，然后通过数字万用表的红色表笔和黑色表笔按以下步骤检测变频器主回路：
（1）数字万用表黑色表笔接触直流母线的正极（P+），红色表笔依次接触变频器输出端子（U/T1、V/T2、W/T3），记录万用表上的显示值；然后再把红色表笔接触（N），黑色表笔依次接触（U/T1、V/T2、W/T3），记录万用表的显示值；六次显示值如果基本平衡，则表明变频器IGBT逆变模块无问题，
    反之相应位置的IGBT逆变模块损坏。检查现象是：无输出或报“OCU1”故障。如图3中（A）所示。
（2）数字万用表黑色表笔接触直流母线的正极P(+)，红色表笔依次接触变频器输入端子（R/L1、S/L2、T/L3），记录万用表上的显示值；然后再用数字万用表红色表笔接触（N），黑色表笔依次接触变频器输入端子（R/L1、S/L2、T/L3），记录万用表的显示值；六次显示值如果基本平衡，则表明变频器二极管整流或软启电阻无问题。
   反之相应位置的整流模块或软启电阻损坏，检查现象是：无显示或报欠压故障，如图4中（B）所示。

5 结语
   本文根据作者的工作经验，以一品牌变频器为例，介绍了变频器的安装、调试、故障处理、保养与维护等基本事项；期望对业界同仁们在电气传动设备技术改造和推进高新技术产品的普及应用工作中能有所参考与借鉴，减少由于低级错误而引发重大的经济损失。

参考文献：
王仁祥．通用变频器选型、应用与维护．人民邮电出版社．2005年9月
刘美俊．变频器应用与维护技术．中国电力出版社．2008年1月
周强．变频器的故障分析与维修．变频技术应用．2007第3期