上圖為ABB ACS880 變頻器原理圖，由圖可知，當變頻器上電時，先通過充電二極管，充電電阻給變頻器預充電，變頻器直流母線帶電后，通過直流電容、均壓電阻穩壓后給電源板供電，電源板將母線電壓降壓處理后再給整流觸發板等其他電路板供電，變頻器的整流觸發板通過控制三個整流橋的通斷，將二極管及充電電阻短路，變頻器完成預充電。

通過變頻器的上電原理，我們可以確立處理上電無顯示這類故障的基本步驟，就是先測量變頻器的直流母線電壓。

一、如果直流母線電壓正常，說明變頻器整流部分正常，那么我們判斷是顯示部分出了問題。我們來分析一下影響變頻器顯示的部件有哪些。

變頻器直流母線有電后，從直流母線到變頻器面板的供電路徑如下：直流母線—均壓電阻—電源板—INT板—ZCU板—控制面板。因此，當直流母線有電情況下，變頻器上電無顯示的故障原因就有以下幾種情況：

1. 均壓電阻損壞，通過均壓電阻處理后的電壓太低，達不到電源板正常工作的電壓，從而導致上電無顯示；
2. 電源板損壞，不能給INT、ZCU板供電，從而導致上電無顯示；
3. INT板損壞，不能給ZCU板供電，從而導致上電無顯示；
4. ZCU板損壞，導致上電無顯示；
5. 冷卻風扇損壞，風扇線圈電阻大增，將INT板電壓拉低，從而導致INT板無法正常給ZCU等供電，導致上電無顯示。

二、當用萬用表測量變頻器直流母線電壓為0時。通過變頻器上電原理，我們可以判斷，當變頻器上電無顯示，直流回路電壓又為0時，就可以判斷充電二極管或充電電阻損壞了。

1. 更換充電電阻或充電二極管后，上電帶負載，觀察變頻器是否正常運行
2. 若更換充電電阻或充電二極管后，上電帶負載運行時，又瞬間無顯示，則說明變頻器整流橋或整流觸發板損壞，此情況下，是由于變頻器上電后整流橋不工作，導致通過充電電阻電流太大，將電阻燒毀。

主電路中，我們分三部分介紹，分別是：

1. 交流轉直流電路
2. 直流轉交流電路
3. 能耗制動電路

一、交-直變換電路

交-直-交變頻器的交-直變換電路部分由整流電路、濾波電路、限流電路和電源指示電路組成。

交-直變換電路就是整流和濾波電路，其任務是把電源的三相(或單相)交流電變換成平穩的直流電。

1、全波整流電路

在SPWM變頻器中大多采用橋式全波整流電路，在中、小容量的變頻器中整流器件采用不可控的整流二極管或二極管模塊，如下圖所示變頻器交-直變換電路中的VD1~ VD6。當三相線電壓為380V時，整流后的電壓為510V左右。

2、濾波電路

在上圖中，濾波電路是指CF1和CF2。由于受到電解電容的電容量和耐壓能力的限制，濾波電路通常由若干個電容器并聯成一組，又由兩個電容器組CF1和CF2串聯而成。為了保證電容器組的電壓相等，在CF1和CF2旁各并聯一個阻值相等的均壓電阻RC1和RC2。

3、限流電路

1）在上圖中，限流電路是指串接在整流橋和濾波電容器之間，由限流電阻RL和短路開關SL組成的并聯電路。

2）限流電阻RL的作用是：變頻器在接入電源之前，濾波電容器CF(由CF1和CF2串聯而成)上的直流電壓UD=0。因此,變頻器剛接入電源的瞬間,將有一個很大的沖擊電流經整流流向濾波電容，可能損壞整流橋。如果電容器的容量很大，還會使電源電壓瞬間下降而形成對電網的干擾。限流電阻RL是為了削弱該沖擊電流而串接在整流橋和濾波電容間的。

3）短路開關SL的作用是：如果限流電阻RL長期接在電路內，會影響直流電壓UD和變頻器輸出電壓的大小。所以，當UD增大到一定程度時，令短路開關SL接通，把RL切出電路。SL大多由晶閘管構成，在容量較小的變頻器中常由繼電器的觸點構成。

4、電源指示電路

電源指示燈HL除了表示電源是否接通外，還有一個十分重要的功能，即在變頻器切斷電源后，表示濾波電容器CF上的電荷是否已經釋放完畢。

由于CF的容量較大，而切斷電源又必須在逆變電路停止工作的狀態下進行，所以CF沒有快速放電的回路，其放電時間往往長達數分鐘。又由于CF上的電壓較高，如果不放完電，對人身安全將構成威脅，故在維修變頻器時，必須等HL完全熄滅后才能接觸變頻器內部的導電部分。所以，HL也具有提示保護的作用。

二、直-交變換電路

1、三相逆變橋電路

逆變橋電路的功能是把直流電轉換成三相交流電。逆變橋電路由下圖中的開關器件 V1~V6 構成。目前中、小容量的變頻器中，開關器件大部分使用IGBT 管。

2、續流電路

續流電路由上圖中的VD7~VD12構成。其功能如下：

1）為電動機繞組的無功電流返回直流電路提供通路。

2)當頻率下降從而同步轉速下降時，為電動機的再生電能反饋至直流電路提供通路。

3）為電路的寄生電感在逆變過程中釋放能量提供通路。

3、緩沖電路

逆變管在關斷和導通的瞬間，其電壓和電流的變化率是很大的，有可能使逆變管受到損害。因此，每個逆變管旁還應接入緩沖電路，以減緩電壓和電流的變化率。緩沖電路的結構因逆變管的特性和容量等的不同而有較大差異，下圖所示的是比較典型的一種緩沖電路(由R01~R06、C01~C06、VD01~VD06構成)。

各元件功能如下:

1）電容C01~C06

逆變管 V1~V6每次由導通狀態轉換成截止狀態的過程中，集電極和發射極之間的電壓UCE將極為迅速地由近乎0V上升至UD。在此過程中，電壓增長率是很高的，很容易導致逆變管損壞。C01~C06的功能便是減小V1~V6在關斷時的電壓增長率。

2）電阻R01~R06

V1~V6每次由截止狀態轉換為導通狀態時，C01~C06上所充的電壓(等于UD)將向V1~V6 放電。放電電流的初始值是很大的，并且將迭加到負載電流上，導致V1~V6 損壞。電阻R01~R06就是用來限制C01~C06對V1~V6的放電電流的。

3）二極管VD01~VD06

限流電阻R01~R06的接入，又會影響C01~C06在V1~V6關斷時限制電壓增長率的效果，VD01~VD06接入后，在V1~V6的關斷過程中，使R01~R06不起作用。

三、能耗制動電路

1、能耗制動電路的作用

在變頻調速系統中，電動機的降速和停機是通過逐漸減小頻率來實現的。在頻率剛減小的瞬間，電動機的同步轉速隨之下降，而由于機械慣性的原因，電動機的轉速未變。當同步轉速低于轉子轉速時，轉子繞組切割磁力線的方向相反了，轉子電流的相位幾乎改變了180°,使電動機處于發電狀態，也稱為再生制動狀態。

電動機再生的電能經續流二極管(上圖中的VD7~VD12)全波整流后反饋到直流電路中。由于直流電路的電能無法回輸給電網，只能由CF1和CF2吸收，使直流電壓升高為“泵升電壓”。過高的直流電壓將使變流器件受到損害。因此，當直流電壓超過一定值時，就要求提供一條放電回路，將再生的電能消耗掉，這一條放電回路就是能耗制動電路。

2、能耗制動電路的構成

能耗制動電路由制動電阻RB和制動單元BV構成，如下圖所示。

制動電阻RB用于消耗掉直流電路中的多余電能，使直流電壓保持平穩。制動單元BV的功能是控制放電回路的工作，具體地說，當直流回路的電壓UD超過規定的限值時，VB導通，使直流回路通過RB釋放能量，降低直流電壓；而當UD在正常范圍內時，VB將可靠截止，以避免不必要的能量損失。

從控制方式上看，有本地控制盤控制，控制盤控制就是在變頻器上直接用操作面板控制或者是PC工具軟件控制。控制盤控制是在控制面板上給定，在控制面板上啟動/停止。PC工具是專用的一些軟件，通過傳輸電纜也可以控制變頻器。這些控制也叫作本地控制。

除了本地控制，還有外部控制。外部控制在變頻器之外，由外部發送控制邏輯控制變頻器。變頻器可以通過控制面板的本地/遠程切換鍵切換本地控制和外部控制。

外部控制也包括很多種類：

1.外部I/O端子控制，外部I/O端子控制包括模擬量輸入端子、數字量輸入端子、模擬量輸出端子、繼電器輸出端子等

2.現場總線適配器控制。現場總線適配器控制就是通過PIC或者是電腦，通過不同的通訊協議卡，連接成控制鏈路，具有接線簡單的特點。

3.DDCS通訊模塊控制，DDCS控制也是通過電腦控制變頻器。

4.外部控制也可以通過控制面板完成對變頻器的控制

5.主從鏈路控制，主從控制就是一個主機，多個從機的控制。一般主機是轉速控制，從機可以是轉速控制，也可以是轉矩控制。一個主機最多可以帶10個從機。

參見下面示意圖：

從對電機的控制來看，有對電機的轉速控制、對電機的頻率控制以及對電機的轉矩控制。

電機的轉速控制，就是要保證在一定負載范圍內，電機的轉速是恒定不變的。當負載輕時，變頻器會減小輸出給電機的轉矩，當負載重時，變頻器增加給電機的轉矩，來保證電機的速度不變。所以，變頻器速度控制就是轉矩變化，速度不變的控制。轉速控制可以在標量模式下使用，也可以在DTC模式下使用。

電機的頻率控制，就是要保證在一定負載范圍內，電機的頻率是恒定不變的。當負載輕時，變頻器會減小輸出給電機的轉矩，當負載重時，變頻器增加給電機的轉矩，來保證電機的頻率不變。所以，變頻器頻率控制就是轉矩變化，頻率不變的控制。這種控制只能在標量模式下使用

電機的轉矩控制，轉矩控制是在一定負載范圍內，電機的轉矩是恒定的，當負載輕時，電機的轉速變快。當負載重時，電機的轉速變慢。所以，電機轉矩控制就是轉矩不變，轉速變化的控制。轉矩控制只能在DTC模式下使用。

從ABB變頻器控制精度上看，變頻器控制分為開環控制和閉環控制。開環控制就是無外圍編碼器的控制。閉環控制是帶有外圍編碼器的控制。開環控制與閉環控制主要區別是控制的精度，閉環控制要比開環控制的精度高。對于一些控制精度高的場合，要加編碼器控制。

另外，電動機產生振動，也容易使冷卻器水管振裂，焊接點振開，同時會造成負載機械的損傷，降低工件精度，導致所有遭到振動的機械部分的疲勞，使地腳螺絲松動或斷掉，并使電動機產生很大噪音。

電機產生振動的原因很多，主要有三種情況：電磁方面原因；機械方面原因；機電混合方面原因。本文主要介紹一下與變頻器相關的原因及處理方法。

一、變頻器輸出不平衡變頻器三相電壓輸出不平衡，導致電機三相電流不平衡，從而導致電機振動。這種情況有可能是變頻器IGBT、或控制IGBT觸發的回路出現問題，將故障元件更換就可解決問題。

二、電機發生共振這種情況，可以在變頻器中設定跳躍頻率來避免。以ACS510變頻器為例，假如電機的共振頻率為10-14HZ，則將參數2502危險頻率低限設為10HZ，2503危險頻率高限設為14HZ，如此變頻器將不會運行在10-14HZ區間，從而避免電機發生共振。

三、諧波影響在變頻器中，通常使用晶閘管、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）等開關元件來控制電源的輸出電壓和頻率。這些開關元件在開關過程中會引入非線性特性，從而導致諧波的產生。當電機受到諧波的作用時，會產生額外的力矩，導致電機的轉子振動。高次諧波的產生與頻率范圍、傳輸路徑、環摬條件等相關。

我們通常可以通過加裝輸入、輸出電抗器等濾波裝置來減少諧波的產生。

四、參數設置問題變頻器的參數設置不合理會導致電機運行時產生抖動。解決辦法是根據電機的特性和工作要求，合理設置變頻器的參數，如加速時間、減速時間等，如大力矩負載應使用矢量控制或DTC控制等。

變頻器首先要設定一些基本參數，需要考慮的相關參數如下。

一、控制方式
即速度控制、轉距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，可能要根據控制精度進行靜態或動態辨識。

二、最低運行頻率
即電機運行的最小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導致電纜發熱。

三、最高運行頻率
一般的變頻器最大頻率到60Hz，有的甚至到400Hz，高頻率將使電機高速運轉，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉速運行，電機的轉子是否能承受這樣的離心力。

四、載波頻率
載波頻率設置的越高控制越平滑，但其高次諧波產生的干擾也越大，這和電纜的長度，電機發熱，電纜發熱變頻器發熱等因素密切相關。

五、電機參數
變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率，這些參數可以從電機銘牌中直接得到。

六、跳頻
在某個頻率點上，有可能會發生共振現象，導致設備出現問題，因此要設置此參數跳過共振頻率，防止故障。

變頻器兩臺或多臺同步控制參數設置方法：

第一步? ? ? 準備變頻器兩臺、導線兩根、電源一個。

第二步 ? ??變頻器接線，將兩個變頻器分別定義為主機和從機，主機485A端口接入從機485A端口中，主機485B端口接入從機485B端口中。

如果有第三臺，可將第三臺的485A和485B一樣接入到主機的485A與485B端口中，如有更多以此類推。

第三步? ? ??變頻器參數設置。主機參數只需要修改F05.00為6，為選擇自由協議通訊。F05.03改為0為主機地址。從機參數需要修改F01.00為04，為設置通訊給定；F01.15改為2為通訊啟停，F05.00改為06自由協議通訊，F05.03改為01從機地址。? ? ??

如果有第三臺從機，則參數與第二臺從機一樣，只是F05.03地址不能與第二臺一樣。

第四步? ? ??啟動主機，隨意調節頻率，從機頻率將與主機一同變化。

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變頻器整流電路是變頻器主要的組成部分。其工作的質量直接影響著整個變頻器的運行。

一、整流電路的作用：是把交流電壓變成脈動直流電壓，既把交流電壓的負半周部分去掉，只剩下交流電壓的正半周部分，形成具有一個方向但帶波動的電壓，叫脈動直流電壓。

為了便于理解，請參見下面的直流電壓有關波形：

下交流電壓的正半周部分，形成具有一個方向但帶波動的電壓，叫脈動直流電壓。
為了便于理解，請參見下面的直流電壓有關波形：

由于這種電壓是脈動的，不具有穩定性，不能夠滿足變頻器逆變電路的需求。所以要想辦法去掉這種脈動成分，就有了濾波電路的需求。

二、濾波電路：濾波電路也是變頻器的主要電路之一，它關系到直流電壓的穩定程度。它的主要作用就是把整流出來的脈動直流電壓，通過電容或者電感的濾波功能，去掉脈動部分，使直流電壓更加的平滑穩定：

三、變頻器預充電電路：在變頻器中，不得不提到的還有一個預充電電路。雖然電路比較簡單，但是非常重要。這個電路的作用是給濾波電路的電容提供一個充電通路，以限制通過電容的電流，防止損壞變頻器。在預充電電路中，預充電電阻R兩端還有一個輔助觸點KM，這個觸點也很重要，這個觸點必須在預充電完成后，變頻器啟動之前閉合，否則會引起燒毀預充電電阻以及變頻器出現異常現象。

四、變頻器整流電路的分類：變頻器整流電路的種類可分為好多種：

整流二極管三相整流電路：6脈波整流 參見下圖

半控橋（二極管+晶閘管）三相整流電路：6脈波整流 參見下圖

12脈波三相整流電路： 參見下圖
圖片

IGBT三相整流電路：參見下圖

以上幾種常用的三相整流電路，其輸出的脈動直流電壓是交流電壓的1.35倍，如果是連接電容濾波電路，其輸出的平穩直流電壓是交流電壓的1.414倍

二極管整流和半控橋整流都是2象限整流，它的諧波電流比較大，要減小諧波的級別，需要單獨加裝進線濾波器或有源或者無源諧波濾波器。這種電路應用在慣性負載系統中，要設計制動斬波器電路，以消除電機的能量。

12脈波整流三相整流電路，輸出的脈動直流電壓波動比6脈波整流電路小很多，所以他的諧波電流含量也比較小，適用于要求諧波低的場合。

IGBT三相整流電路是4象限整流電路，可以把電機的回饋能量直接通過整流器件回饋到電網，起到了一定的節能作用。其產生的諧波電流也比較小，但是價格比較貴。

1.電源故障

如果現象是電源瞬時斷電，或電壓低落出現“欠電壓”顯示，或者瞬時過電壓出現“過電壓”顯示，都會引起變頻器跳閘停機，這時只需要待電源恢復正常后重啟起動即可。

2.外部故障處理

如果變頻器顯示“外部”故障而跳閘停機，原因會有很多，比如輸入信號斷路、輸出線路開路、斷相、短路、接地或絕緣電阻很低，或者電動機故障等，這里要對以上原因進行排查，排除故障后，即可重新啟動。

3.參數設置不當

當變頻器參數預置后，空載試驗正常，加載后出現“過電流”跳閘，可能是起動轉矩設置不夠或加速時間不足。

有的變頻器運行一段時間后，轉動慣量減小，導致減速時“過電壓”跳閘，這時需要修改功能參數，適當增大加速時間。

4.內部故障處理

如果是變頻器內部故障，可能是由于內部風扇斷路或過熱，熔斷器斷路、器件過熱、存儲器錯誤、CPU故障等原因，這時可暫時將變頻器切換至工頻運行，對變頻器進行檢測維修，待內部故障排除后，再安裝變頻器運行。

變頻器內部故障，需要打開變頻器后進行以下檢查：

1. 打開機箱后，首先觀察內部有否斷線、虛焊、燒焦氣味或變質變形的元器件，如有則應及時處理。
2. 用萬用表檢測電阻的阻值和二極管、開關管及模塊通斷電阻，判斷是否開斷或擊穿。如有，按原標稱值和耐壓值更換，或用同類型的代替。
3. 用示波器檢測各工作點波形，采用逐級排除法判斷故障位置和元器件。 

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。

溫度檢測電路：

屏蔽方法：熱敏電阻R5是在IGBT模塊內，如果模塊沒有安裝到主電路板上，此時R6沒有和熱敏電阻形成分壓電路，而是直接輸入到CPU，所以電壓為VCC電壓，會導致報OH過熱故障。此時只需用萬用表測出模塊上邊熱敏電阻的阻值，然后取相等或者接近此阻值的電阻接在R6和地之間，與R6形成分壓電路，就可以消除變頻器的OH故障報警。

母線電壓檢測電路：

屏蔽方法：上圖的母線電壓檢測電路是通過在母線串接電阻分壓后送給CPU，母線電壓信號取自開關電源的輸出繞組，通過D1整流，R7，R8限流，再和R9和R10分壓后送給CPU。D2起到電壓的鉗位作用，防止電壓超過5V擊穿CPU。交流380V供電的變頻器母線電壓是530V，如果直流電壓供電達不到，R10上邊分到的電壓值會減少，就會報欠壓故障。如果需要屏蔽此故障只需增大R10的阻值，使R10上邊的分壓增大到和530V母線電壓供電時的電壓值相同即可。