2、主回路端子說明

三菱FR-D700變頻器的操作面板及使用

1、變頻器操作面板如下圖

2、操作面板各按鍵功能

3、操作面板單位表示及運行狀態表示見下表

4、基本功能參數一覽表注意：只有當Pr.160“擴展功能顯示選擇”的設定值設定為“0”時，變頻器的擴展功能參數才有效。

四、設置步驟五、多段速設置參數多段速輸出編碼表

1. 不能自動清除的故障檢測代碼
2. 清除故障原因后可通過自動重啟動功能清除故障檢測代碼
3. 清除故障原因后將立即被清除的故障檢測代碼

不能自動清除的故障檢測代碼

清除故障原因后可通過自動重啟動功能清除故障檢測代碼

清除故障原因后將立即被清除的故障檢測代碼

拆開側板發現這個ABB變頻器內置電抗器的。 檢查冷卻風扇的控制回路，從三相進線處取二相電，經過快熔后到一個380/220V隔離變壓器，變壓器輸出的220V電壓作為冷卻風扇電源，使用萬用表檢查快熔及變壓器都是正常的。

該變頻器主電源通電后，冷卻風扇也應該得電運轉，在變頻器的設計中，冷卻風扇主電路內串有一個繼電器，這個繼電器由變頻器運行命令控制，當變頻器運行時，冷卻風扇繼電器閉合，風扇運行。

繼續檢查，發現冷卻風扇為單相電容啟動，由于啟動電容爆裂損壞，使得冷卻風扇無法運行。

接著使用萬用表檢查風扇內部的繞組，發現主繞組副繞組都正常，這里要注意一下：測量風扇時注意不能讓風扇葉轉動， 因為風扇轉子有剩磁，在轉子轉動過程中風扇處于發電狀態，在這個狀態下測量電阻值是很難測準的。

根據損壞的啟動電容容值，購買了一個相同電壓450V 6UF電容，更換后故障解除。

然后對變頻器進行上電測試，但是一上電便顯示過電流（OC）故障。檢測U、V、W端子，發現三相電壓無輸出。

重新拆機，對驅動卡進行詳細檢測，該變頻器驅動卡上光耦為PC923和PC929，它們與SN0357配合使用以傳輸OC信號。

查看PC923的相關參數：輸入IF電流5∽20mA，電源電壓15∽35V，輸出峰值電流±0.4A，隔離電壓5000V，開通/關斷時間0.5μs。可直接驅動50A/1200V以下的IGBT模塊。PC923的電路結構同TLP250等相近，但輸出引腳不一樣。5、8腳之間可接入限流電阻，限制輸出電流以保護內部V1、V2三極管。常規應用，是將5、8腳短接，接入供電電源的正極。如果將輸出側引線改動一下，也可以與TLP520、3120等互為代換。

按照原理，PC923的 2、3腳為光電二極管輸入電路，2腳為光電二極管的陽極，3腳為光電二極管的陰極，按常理說，一般2腳常由+5V供電再經穩壓處理給出4V左右的激勵電源，而3腳接CPU的脈沖輸出端，低電平輸出有效，即輸出時從PC923的3腳拉入電流，使二極管導通。有觸發脈沖輸入且頻率較低時，3腳為3V上下的擺動電壓，當頻率上升時，該腳約為此3V電壓逐漸趨于穩定。無輸出時，3腳為4V左右的高電平（同2腳電平值相等）。

但是在實機測量PC923光耦的脈沖輸入引腳時，卻發現3腳的電平高，而2腳電平低。這是導致U、V、W無輸出的關鍵原因。 現在檢測的結果如下：未輸入運行指令時，3腳為0.5V高電平，2腳為接近0V的低電平；當輸入運行指令時，3腳降為0.2V，有高低電平的變化，說明CPU的脈沖已經到達了PC923。開始檢修時走了一個彎路，只注意了高、低電平的變化，并未注意電壓值的大小。顯然是2腳供電電壓的丟失，使 IGBT管得不到激勵脈沖，因而變頻器無輸出電壓。

檢查2腳供電為一只三極管和穩壓管的簡單串聯穩壓電源，三極管基極偏流電阻開路，導致供電電壓為零。更換偏流電阻后，測PC923的2、3腳電壓恢復正常。變頻器接受運行指令后，U、V、W端子有了輸出。

接下來解決通電時持續出現的OC故障。對負責傳輸OC信號的SN0357光耦進行測量，結果顯示輸入側兩個引腳的電壓為零，表明沒有OC信號輸入。同時，光耦輸出側的電壓為0.5V，這是不正常的。在沒有OC信號的情況下，兩個引腳之間的電壓應為5V（一個引腳連接到5V接地電平）。

這說明表明信號輸出引腳上的5V上拉電阻出現了問題，可能已改變或開路。因此，CPU錯誤地將這種情況解釋為從驅動電路接收到了OC信號，從而觸發了警報。在信號輸出引腳與5V電源之間連接一個10k電阻解決了這個問題。隨后的通電測試顯示信號輸出引腳電壓為5V，變頻器不再報OC故障。

以一臺37kW變頻器為例，該變頻器故障現象為：運行當中出現隨機停機現象，可能幾天停機一次，也可能幾個小時停機一次，當停機后重新啟動時，接觸器噠噠跳動，有時會起動失敗，而且操作面板不顯示故障代碼。重復多次后，有時又能啟動成功，并運轉一段時間。

將變頻器從現場拆回，將控制板拆下，將熱繼電器的端子短接，以防進入熱保護狀態不能試機；將充電接觸器的觸點檢測端子短接，以防進入低電壓保護狀態不能試機，但是檢查下來找不到異常，所有功能都是好的。

又將控制板裝回機器，上電試機，起動時充電接觸器噠噠跳動，不能起動。拔掉12CN插頭散熱風扇的連線，為開關電源減輕負載后，情況大為好轉，起動成功率上升。

仔細觀察，起動過程中顯示面板的顯示亮度有所降低，因此判斷故障為開關電源帶負載能力差。

接下來拆下電源/驅動板，送入直流500V維修電源，單獨檢修開關電源電路。該變頻器開關電源電路為單端正激式隔離型開關穩壓電源。電路由分立元件組成，這種電路故障率較低。由開關管和分流控制管構成振蕩和穩壓電路的主干，外圍電路極其簡潔。

進一步檢測發現，開關電源的次級繞組及后續整流濾波電路，各路電源輸出空載時，輸出電壓為正常值。將各路電源輸出加接電阻性負載（如50歐5W電阻），電壓值略有降低；24V接入散熱風扇和繼電器負載后，5V降為 4.7V，此時屏顯及其它操作均正常。但若使變頻器進入啟動狀態，則出現繼電器噠噠跳動，間或出現“直流電壓低”、“CPU與操作面板通訊中斷”等故障代碼，使操作失敗。

測量中，當 5V降為 4.5V以下時，則變頻器馬上會從啟動狀態變為待機狀態。但詳查各電源負載電路，均無異常。

因此分析：控制電源帶負載能力差的判斷是正確的。由于CPU對電源的要求比較苛刻，不低于4.7V時，尚能勉強工作；但當低于4.5V時，則被強制進入“待機狀態”；在4.7V到4.5V之間時，則檢測電路工作，CPU發出故障報警。

接下來，遍查開關電源的相關元器件，竟發現“無一損壞”！無奈之下，試將U1（KA431AZ）的基準電壓分壓電阻之一的R1（5101）并聯電阻試驗，其目的是改變分壓值而使輸出電壓上升。測輸出電壓略有上升，但帶載能力仍差。該機的開關管Q2為高反壓和高放大倍數的雙極型三極管（NPN功率管），型號為QM5HLL-24；Q1為分流控制管，電路對這兩只管子的參數有較嚴格的要求，市場上較難購到。再結合故障現象分析，可能為開關管Q2低效，如β值降低，使TC2儲能下降，電路帶載能力變差；也可能為Q1的工作偏移，對Q2基極電流分流能力過強，使電源帶載能力變差。

但手頭無原型號開關管，用戶催修甚急。試調整電路，將分流調整管的工作點下調，使之降低對Q2基極電流的分流作用，進而提升開關管Q2的導通能力，使TC2儲能增加。試將與電壓反饋光耦串接的電阻R6（330歐）串聯47歐電阻，以減小Q1的基極電流，進而降低其對Q2的分流能力，使電源的帶載能力有所增強。

上電試機，無論加載或啟動操作， 5V均穩定輸出5V，故障排除（此故障排除是采取了權宜之計，應急修復的措施，并未查出和更換故障元件，對故障進行根治）！　　故障推斷：

1. 開關管Q2有老化現象，放大能力下降，Ic值偏低，開關變壓器儲能變小，而使電源帶載能力變差；
2. 分流支路有特性偏移現象，使分流過大，開關管得不到良好驅動，從而使電源帶載能力差。第一種原因可能性大。

附記：以后該臺變頻器又因模塊損壞故障送修，手頭有QM5HLL-24管子，故換掉開關管Q2，將串接47Ω電阻解除，恢復原電路后，開關電源工作正常。說明該機器開關電源電路帶載能力差的故障原因，確系Q2開關管低效所致。

接地故障是一種變頻器常見的故障，是變頻器內部系統檢測到輸出部分的漏電現象。

當變頻器輸出部分與變頻器外殼、或電機電纜與PE線、或電機繞組線圈與電機外殼短路后，變頻器就會檢測到接地故障。還有一種情況，當電機電纜太長，其等效電容也在增加，也有可能會出現接地故障。

檢修接地故障，要先判斷接地故障來源于變頻器內部還是變頻器外部，方法是拆除電機電纜引線，如果接地故障消失，問題在變頻器外部，如果接地故障依然存在，故障在變頻器內部。

對于變頻器內部的接地故障，視情況更換部件檢查。對于外部原因引起的接地故障，需要使用兆歐表檢測電機繞組對外殼的絕緣、電機電纜對PE線的絕緣。或檢查電纜是否過長引起的等效電容的增加。

2.過電流故障

過電流故障是一種多方面原因引發的故障。常見的過電流故障的原因是由于負載過重引起的。電纜的絕緣性能降低、電機繞組的絕緣性能降低也是引起過電流故障的其中一種原因。

變頻器與電機的匹配選型也很重要，選型時一定要保證在對應負載情況下，變頻器輸出電流比電機額定電流大。電機額定電流數據設置偏小，也有可能會引起變頻器報過電流或過載故障。

檢修過電流故障，先要從負載查起。可以拆除電機軸與負載的連接或有意的減輕負載，監控過電流故障是否消失，故障消失，表明過電流和負載有直接必然的聯系。如果是沒有變化，故障依然存在，就要考慮與電機或電機電纜的絕緣有一定關系。

試著拆除電機電纜與變頻器之間的連接，檢查變頻器的運行情況。如果變頻器運行（沒有連接電機）沒有故障出現，監控變頻器輸出沒有缺相現象，可以判斷變頻器不存在問題。需要進一步檢查電纜以及電機的絕緣強度。使用兆歐表遙測電纜及電機繞組的絕緣。（切記不允許使用萬用表檢測絕緣）再其次要檢查變頻器與電機的匹配，變頻器輸出電流值是不是小于電機額定電流。

另外還有些特殊情況要考慮，變頻器使用的環境溫度是否超高、是否在超海拔情況下運行、是否在較高的載波頻率下運行等，這些異常情況都會使變頻器的輸出能力減低，最終也會容易引起過電流故障。

3.短路故障

短路故障指的是變頻器輸出側（連接電機部位）產生了直接短路（輸出2點之間電阻為零）或者是輸出側的絕緣電阻變小，當變頻器檢測到這些情況，啟動后就會立即報短路故障。

檢查短路故障，從變頻器輸出側著手。拆開電機電纜，在變頻器輸出側不連接電機情況下，觀測變頻器運行情況，運行變頻器并檢測輸出電壓達到輸入電壓，并且輸出電壓三相平衡。可以判斷變頻器不存在短路故障。問題來自于外部。主要檢查連接在變頻輸出測的電纜的絕緣或者是電機繞組的絕緣，絕緣電阻值為零或者是有所減小，要及時更換。

4.變頻器過溫故障

變頻器過溫，指的是變頻器功率器件的散熱片溫度達到了機器的報警極限或是故障極限，達到報警極限時，設備提示報警信息，不停機。達到故障極限時設備故障停機，保護變頻器。

變頻器過溫故障的檢查要從散熱和溫度檢測2個方面進行分析。變頻器運行時會產生大量的熱，大多數是靠風機散掉。風扇的運行直接影響著變頻器的散熱，所以，要先檢查風機的運行情況。有些變頻器的風機是交流電源供電，風機的轉向還與電源的相序有關系，這點不能忽視。

除了風機，還有變頻器內部的散熱片，特別是運行時間較長的變頻器，有的使用環境比較惡略，內部的散熱片透氣孔被堵住，也會影響變頻器的散熱。再說變頻器的溫度檢測，當變頻器實際溫度升高到故障的極限設定值后，其溫度檢測電路就會命令保護電路動作，關斷啟動命令，停機保護。這表明變頻器沒有故障，這種動作是正常的保護。

如果變頻器的實際溫度并沒有升高，但報出了過溫故障，這就是一種異常情況，要檢查變頻器內部問題。所以，變頻器的過溫故障的檢查要先判斷變頻器的實際溫度是否有過高，最簡單的辦法就是觸摸變頻器外殼的溫度，外殼溫度確實很高，要檢查變頻器的散熱情況，風機的運行以及內部的散熱片是檢查的重點。外殼溫度沒有升高趨勢，過溫故障就來自于變頻器的內部。

一、變頻器輸入電抗器和濾波器

進線電抗器的主要目的是為了減小變頻器的整流單元和整流/回饋單元的諧波電流，限制由于電源電位的突降而產生的電流沖擊。

濾波器的作用是對特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除。

進線電抗器可以抑制變頻器對電網的干擾，在同一電源有多臺電子設備運行時，由其是大功率變頻器，需要加裝輸入電抗器來抑制對輸入電源的干擾。 輸入側電抗器還有助于改善電源側的功率因數。

1. 電源容量為600kVA及以上，且變頻器安裝位置離大容量電源在10m以內；
2. 三相電源電壓不平衡率大于3％；
3. 其它晶閘管變流器與變頻器共用同一進線電源，或進線電源端接有通過開關切換以調整功率因數的電容器裝置

二、變頻器輸出電抗器

變頻器和電機之間的接線超長時，隨著變頻器輸出電纜的長度增加，會造成變頻器輸出的容性尖峰電流過大，引起變頻器過流跳閘保護，因此必須使用輸出電抗器或濾波器、正弦波濾波器等裝置對這種容性尖峰電流進行限制，還可以用來抑制諧波。

1. 改善電機的絕緣特性，減少電機噪音，延長電機的使用壽命。
2. 增加變頻器到電動機的導線距離。
3. 有效抑制變頻器的IGBT開關時產生的瞬間高電壓，減少電壓對電纜絕緣和電機的不良影響。
4. 改善輸出電流波形。

輸出電抗器的選擇和電纜長度、變頻器功率相關，一般超過100米就需要考慮安裝。

變頻器所用IGBT模塊，大功率的變頻器一般為三塊獨立模塊，每個模塊包括一個上橋一個下橋，小功率變頻器則使用一體化7合一的模塊，即三單元整流、三單元逆變和一單元制動，并自帶模塊溫度自檢單元。

單獨模塊的測量比較簡單，以下以七合一模塊的測量為例，首先認識一下模塊各引腳的定義。

靜態測量使用指針萬用表，測量方法和原理同普通二極管。

首先測量整流模塊上橋，將萬用表調到電阻檔，黑表筆接整流輸出P，紅表筆依次接R、S、T，此時正常的狀態應該是截止狀態。再將黑表筆接R、S、T，紅表筆接P，此時顯示狀態應為導通狀態。原理如下圖：

然后測量整流模塊下橋， 黑表筆接整流輸出N，紅表筆依次接R、S、T，此時正常的狀態應該是導通狀態。再將黑表筆接R、S、T，紅表筆接P，此時顯示狀態應為截止狀態。

接下來測量IGBT的六個單元二極管是否正常，和剛才測量的方法類似，只不過測量的點是逆變的P和N，以及U、V、W三個輸出點。

逆變測量的時候還需要觸發IGBT的G極（如上圖的G1，G2，G1為上橋驅動，G2為下橋驅動），看IGBT的開關功能是否正常，以測量G1為例，方法是黑表筆接P1，紅表筆接E1，然后給G1一個正向電壓，如果萬用表顯示導通，說明IGBT開關功能正常。

需要注意的是，實際應用中為了避免充電電阻過熱損壞，還需要根據具體情況合理選擇充電電阻的大小和數量，以確保其能夠長期穩定工作。

一般情況下，變頻器功率越大，充電電阻越小。因為變頻器功率越大，需要電解電容的容量就越大，而電容器的容量越大，所需要充電的時間就越長。RC決定充電時間，要想充電時間盡量短，只有把充電電阻R取小。所以一般充電電阻最大值最好不要超過300Ω，最小值最好大于等于10Ω，把握的原則就是：大功率變頻器選擇充電電阻小，小功率變頻器充電電阻大。

主電容一般選擇經驗值為≥60μF／A。例如，一臺15kW的變頻器額定電流為30A，需要的電容容量為≥60μF／A×30 A即至少為1800μF，所以一般選擇4個2200μF(二并二串)或者2個4700μF的電容(二串聯)。當然還要考慮所選電容器的品牌，品牌不同，質量相差會很大。

變頻器主電容是經常出現故障的元器件，電容不良或失效以后(或容量變小)，低負載運行時表面上看不出什么異常，但接入較大功率負載后(滿載運行)情形就不一樣了。此時變頻器直流回路已完全或者部分喪失儲能濾波能力。

但儲能電容不良故障往往又較為隱蔽，可以說是軟故障，容易被人忽視。有的電容測其容量似乎沒有問題，也可以運行，但在運行中是一大隱患。尤其是大功率變頻器中的電容，如果環境惡劣運行年久，其引出電極常年累月經受數百赫茲的大電流充、放電沖擊，出現不同程度的腐蝕氧化現象，用電容表測量，容量無異常，但接在電路中，則因充、放電內阻增大，致使直流回路電壓跌落，變頻器不能正常工作，儲能電容失容后還極易出現諧振過電壓導致模塊炸裂。

因此，檢修三年以上或運行年限更長的變頻器，不能忽略對儲能電容的檢查；對逆變模塊說不清道不明原因的損壞，則應徹底檢查、更換直流回路中的儲能電容!