低压电器及动力装置是运行维护电工最常遇到的技术问题，也是运行维护中的重点。低压电器及动力装置最主要的是掌握电动机及其起动控制装置的安装调试、运行维护、故障分析及修理等技术技能，这方面的技术技能很多，这里就重点内容讲述，其他相关内容详见机械工业出版社出版的《电气工程安装及调试技术手册（第3版）》一书。

（一）电动机常用起动控制装置及线路

笼型电动机的起动分直接起动和间接起动两种，其中，间接起动又有自耦减压器起动、-△起动和串联电抗起动等几种。绕组转子电动机的起动都采用转子串联电阻或频敏变阻器起动。

1.直接起动

直接起动的电路如图2-2所示。

图2-2 电动机的直接起动电路

a）直接起动 b）可逆直接起动

1）由图2-2a可知，将断路器QF闭合或将熔断器FU插入或旋紧，主回路有电。

2）按动常开按钮SB，接触器KM的线圈经常闭按钮SBS、热继电器KH的常闭触头和SB接通吸合，使KM主触头吸合，电动机M得电而转动起来，当松开SB时，KM辅助常开触头已闭合而实现自保。

3）当需要停车时，按动常闭按钮SBS，KM线圈回路断开，线圈失电使KM释放，电动机断电停止。

4）当电路及电动机内部的相间发生短路时，QF跳闸或FU熔断器熔断使电动机失电而停止。当FU熔断一相时KH动作，因为KH是带断相保护功能的，其触头断开，切断控制回路，KM失电，也能使电动机停止。有关熔断器、热继电器选择参见本书第四章相关内容。

5）当电动机过载发热时，KH动作，其触头断开，切断控制回路，使电动机失电而停止。

再看图2-2b，主回路中KM1和KM2将两个边相在下闸口倒相了，因此KM1吸合则为正转，而KM2吸合则为反转。控制回路中使用常开和常闭同时动作（常闭先断开，常开后闭合，决定按动速度及是否按到底）的双联按钮SB1和SB2，因此，操作SB1时，其常闭触头先断开了KM2的得电回路，这样KM1得电时KM2不能得电，同样操作SB2时，KM2得电而KM1不能得电。KM1得电后其常闭辅助触头打开，它接在了KM2的得电回路，保证了KM1吸合后KM2不会得电吸合，同样KM2的常闭辅助触头接在了KM1的得电回路，保证了KM2吸合时KM1不会得电。上述的两种制约叫做联锁，是电气控制线路中常用的接线方法。当电动机需要停止时，正转按动SB2，反转按动SB1，其常闭触头先断开得电回路，只要不按到底，电动机就停止。当按到底时，电动机就由正转变为反转或由反转变为正转了。其他同图2-2a，读者可自行分析。

2.自耦减压器的间接起动

自耦减压器的起动电路如图2-3所示。

图2-3 电动机自耦减压器起动控制电路

1）将QF合上，主电路有电，准备起动。

2）按动SB，①控制电路被接通，六极接触器KM1经SBS、SB、时间继电器KT1常闭触头、KH常闭触头和中间继电器K的常闭触头得电吸合，电动机M经KM1的主触头与自耦变压器TA接通，电动机得到了经自耦变压器T减压后的较低电压（电源电压的65%和80%）而小电流（较直接起动的起动电流）、低转速起动。同时②控制回路KT1经KM2常闭触头得电吸合并开始延时；KT1瞬时常开触头闭合将SB短接，实现自保。在这个过程中，电流继电器KA和热继电器KH没有接入电路，因此不会发生起动时过载而误动作。

3）当KT1到达整定时间时，①回路的常闭触头KT1打开，使KM1失电。KM1失电后T退出运行且被KM1隔离，电动机惯性运转；而③回路的常开触头KT1闭合，同时KM1的常闭触头复位使KM2得电吸合，④回路的常开触头KM2闭合自保，⑤回路KM2常开触头闭合，为KT2得电作准备。KM2将电动机接入额定电压运转。KM2得电后，②回路的常闭触头复位打开使KT1失电，其触头复位。

4）当需要停车时，按动SBS，控制回路失电，KM2释放切断电源，电动机停止。

5）当电路或电动机内部短路时QF跳闸，切断电动机电源，电动机停止；当电动机电流较大超过KH整定值1.1～1.5倍额定电流时，KH动作，使控制回路失电，进而电动机停止；当电动机某相电流超过2倍额定电流时，由过电流继电器的KA1～KA3常开触头组成的或门电路均使KT2得电吸合，只要过电流时间超过KT2整定值时，其常开触头KT2闭合，⑥回路K吸合，使控制回路常闭触头打开而失电，KM2失电，电动机停止，保护了电动机。图2-3中电流表A是为测量中相电流而设置的，能测量正常运行时的电流以便监视运行。手动操作的起动器只是用手动触头代替KM1和KM2，人眼观察电流表或转速代替KT1。

3.-△起动器的间接起动（星-三角起动）

-△起动器的起动电路如图2-4所示。

图2-4 电动机-△起动控制电路

a）自动电路 b）手柄操作

1）将FU、FU1装好后电路有电，准备起动。

2）按动SB①控制回路的时间继电器KT经KM2常闭触头得电吸合并开始计时；②控制回路的KM3经KM2常闭触头、KT延时打开的常闭触头和SB得电吸合，KM3主触头闭合将M的U2V2W2引出端封为星点；③控制回路的KM1经已闭合的KM3常开触头和SB得电吸合，使电动机U1V1W1接入主电源，M作星形起动；④控制回路的KM2不会吸合，因为KM3常闭触头已打开，KM2和KM3是互锁的，不会同步吸合。

3）KT经调整后的起动时间到达后，其②回路的常闭触头打开，KM3失电，电动机靠惯性运转，而KM3的常闭触头复位，使KM2④回路得电吸合，KM2的主触头将电动机按U1/W2、V1/U2、W1/V2接为三角形，电动机继续运转，完成起动过程。KM2吸合后其①回路的常闭触头打开，KT失电，②回路的常闭触头也打开。

4）发生短路时，FU熔断，切断电动机电源。容量较大的电动机也可按图2-3设置断路器，电流继电器、热继电器进行保护。

5）当需要停车时可按动SBS切断控制电源，KM1、KM2失电，电动机停止。

4.串联阻抗的间接起动

串联阻抗的起动电路如图2-5所示。

图2-5 电动机串联阻抗起动控制电路

1）闭合QF，KM1上闸口有电，M准备起动。

2）按SB，KM1得电吸合，M在串联阻抗R和L下起动，电流较小；同时KT得电并开始延时；KM1的常开触头将SB短接实现自保。

3）到达KT整定时间后，其常开触头闭合，将KM2接通，KM2主触头闭合将R、L短接，电动机完成起动，KM2常开触头闭合实现自保，KM2常闭触头打开使KT失电。

4）系统短路或过载时，QF或KH动作，使电动机脱离电源。TA和KH设置在KM2的回路里，使电动机起动时KH不误动。

5）按动SBS，电动机停止。

5.绕线转子电动机常用起动电路

（1）转子串接电阻的起动电路（见图2-6）

1）闭合QF和S，准备起动。

图2-6 绕线转子电动机电阻起动控制电路（①～⑪为回路标号）

2）按动SB，KM得电吸合，电动机转子在380V电压下慢速起动（因转子串联了电阻），如果因电流超过KA1～KA3的整定电流，KA动作，但⑧回路中由于KM1～KM3的常开触头不闭合而KT不动作，电动机不会停止。KM吸合的同时KT1吸合并开始延时，到达整定时间后其常开触头闭合，使KM3得电吸合，其主触头闭合短接了R₃，电动机转速增加；KM3常开触头使KT2得电，延时后KM2吸合，短接R₂，电动机又增速；KM2常开触头使KT3得电，延时后KM1吸合短接R₁，电动机完成起动过程，其中SB1～SB3的设置是为手动增速而加的。

3）系统发生短路和过载，QF和KH动作，电动机失电停止。当有一相过电流时，KA动作，这时KM1～KM3的常开触头均已闭合，KT得电延时，一旦到达整定时间，其常开触头闭合使K动作，K的常闭触头打开切断①回路中KM的电源，电动机停止。KM1常闭触头短接KH，使起动时KH不动作，只有起动完成KM1才打开，这时电动机过载，KH才起保护作用。

4）需要停车时按动SBS或断开S均可。

（2）绕线转子电动机频敏变阻器起动控制电路（见图2-7）

1）闭合QF和KFU，电动机准备起动。KFU闭合后，③回路的KT1经KM3的常闭触头得电吸合（注意KT1是一只失电延时的继电器，可从④回路的常闭触头看出），④回路的常闭触头立即打开，为KM2得电作准备。另外，指示灯HLR点亮，表示控制回路有电，可以起动。

2）按动SB1，KM1经SBS、SB1、KM4常闭触头、KH常闭触头得电吸合，其主触头闭合，电动机转子在串联频敏变阻器L下慢速起动，其自保触点KM1闭合，使SB1断开后保持①回路为通路。②回路中KM1闭合，KM3得电吸合与KM1同步，③回路中KM3常闭触头打开，使KT1失电并开始延时。

图2-7 绕线转子电动机频敏变阻器起动控制电路

3）为KT1的整定时间（起动时间）达到时，④回路的KT1常闭触头闭合，这时KM2得电吸合（KM3常开触头已闭合），其主触头闭合将L短接，电动机全速运转，完成起动过程。由于KM2的常闭辅助触头并接在KH上，因此起动过程中的较大起动电流不会使KH动作。起动过程中指示灯HLY、HLG进行切换，表示系统的运行方式。

4）当系统发生短路时，QF动作，切断电源；KA1～KA3有一动作时⑤回路为一通路，KT2吸合并延时，超时后⑥回路的常开触头闭合，使KM4动作，串联①回路的常闭触头打开，使KM1失电，电动机停止；起动后并联在KH上的常闭触头KM2打开，若运转中出现电流过大KH动作，同样切断①回路的KM1，电动机停止。需要停车时可按动SBS。SB2的设置是为了手动起动使KM2得电的。

上述电路中时间继电器KT动作时间得整定，是用手表或秒表标定的，第一次起动时先将其定的大一些，起动后即开始计时，当电流表的读数降到大约为额定电流的80%～90%时的一段时间即为整定时间，然后空试控制电路将其整定在这个时间值上。然后正式起动，再进行微调，最后将其锁定在起动时间上。图2-7中KT2的整定时间（允许过电流时间）应比KT1的整定时间（起动时间）略大一点，以保护起动时不动作。

6.三台电动机循环定时工作控制电路

由于系统工艺要求，对电动机的控制有一定要求，如三台电动机为循环定时工作，三台电动机容量较小，均采用直接起动，控制电路如图2-8所示。

（1）主回路的设置及功能

1）主回路设置一只低压断路器QF，作为三台电动机的总开关，并作为短路保护，每台电动机均由交流接触器直接起动。

2）每台电动机设置热继电器KH，作为过负荷保护和断相保护。

图2-8 三台小型电动机循环定时工作线路图

（2）控制回路的功能和控制原理

1）起动前先将熔断器FU装好，KM得电，其常开触头KM（2-4）闭合，控制回路有电，时间继电器KT4得电，其常闭触头KT4（3-7）打开，常开触头KT4（3-29）闭合，为KM1自动得电、KM3自动失电作准备。

2）起动时将断路器QF闭合，接触器KM1～KM3上闸口有电，为起动作准备。

3）按下起动按钮SB1、KM1得电，电动机M1起动，其常开触头KM1（3-5）闭合自保，常开触头KM1（3-17）闭合，使时间继电器KT1得电并开始延时。

4）到达KT1整定时间后，其常开触头KT1（3-21）闭合，KM2得电，电动机M2起动。KM2常开触头（3-19）闭合自保，常开触头KM2（3-25）闭合，使时间继电器KT2得电并开始延时。

5）到达KT2整定时间后，其常开触头KT2（3-29）闭合，KM3得电，电动机M3起动，同时KT2常闭触头（7-9）打开，KM1失电，M1停转同时KT1失电，其触头复位，为下次动作作准备。KM3（3-27）常开触头闭合自保，常开触头KM3（3-33）闭合，使时间继电器KT3得电并开始延时。常闭触头KM3（3-35）打开，使时间继电器KT4失电并开始延时。

6）到达KT3整定时间后，其常闭触头KT3（21-23）打开，KM2失电，M2停转。同时KT2失电，其触头复位，为下次动作作准备。

7）到达KT4整定时间后，其常开触头KT4（29-31）打开，KM3失电，M3停转，同时KT4常闭触头（3-7）闭合，接通了KM1的回路，KM1重新自动得电，开始第二个循环工作。KM3失电后，其触头（3-35）、（3-37）复位，使KT3失电，KT4得电，为下一循环作准备。

8）运行中，任一电动机过负荷，KH动作，将中间继电器K1断电，其触头K1（2-4）将控制回路的电源断开，接触器失电，电动机全都停止。运行中需要停车时，按动停止按钮SBS，断开控制回路电源，接触器失电，电动机停止。

9）SB2和SB3的设置可使系统从任一电动机开始循环工作，再者是当时间继电器有失灵者可将时间继电器接点短接后手动循环工作，不影响工艺流程。

10）信号灯表示过负荷电动机的过负荷信号，复位后可从该台电动机开始循环工作，即按动该台电动机的起动按钮SB。

11）点动按钮SB11、SB21、SB31的设置是为了调整试车而设置的，按动该按钮时只能点车而不能进入循环工作。

12）时间继电器均为长延时（0～360s）器件，其中KT1、KT2、KT3为得电延时器件，KT4为断电延时器件。每只时间继电器的整定时间均按工艺要求进行。

7.多台电动机顺序起动控制电路

由于系统工艺要求，对三台电动机的控制为顺序起动、顺序停止工作制，因容量较小，可采用直接起动，顺序控制电路如图2-9所示。

图2-9 多台电动机顺序控制电路原理图

（1）主回路的设置及功能

主回路的设置及功能同图2-8。

（2）控制回路的设置及控制原理

1）起动前先将熔断器FU装好，控制回路有电。这时中间继电器K1得电吸合，其常开触头K1（2-4）闭合，将电源接通。

2）时间继电器KT3得电吸合，其常开触头KT3（13-15）、（23-27）吸合，为时间继电器KT1、KT2工作作准备。因接触器KM1、KM2的辅助触头KM1（23-25）、KM2（由K2实现）（31-33）分别串接在KM2和KM3的线圈电路里，因此M2和M3不能先行起动，只能先起动M1。起动时先闭合QF，接触器上闸口有电。

3）按动按钮SB1，KM1得电吸合，M1直接起动。KM1吸合后，其辅助触头KM1（11-13）闭合自保，KM1（23-25）闭合，为KM2得电作准备，KM1（1-39）打开。同时时间继电器KT1得电吸合并开始延时，为M2自动起动作准备。

4）KT1的整定时间达到后，其常开触头KT1（21-23）闭合，使KM2得电吸合，M2直接起动。KM2（21-23）闭合自保，KM2（1-41）闭合，使中间继电器K2得电吸合（补充KM2辅助触头不足），其常开触头K2（31-33）闭合，为KM3得电作准备，常开触头K2（1-11）闭合将KT1失电回路封死，使M1不能停车。KM2的常闭触头KM2（1-39）打开，为KT3失电作准备。同时时间继电器KT2得电吸合并开始延时，为M3自动起动作准备。

5）KT2的整定时间达到后，其常开触头KT2（29-31）闭合，使KM3得电吸合，M3直接起动。KM3（29-31）闭合自保，常闭触头KM3（35-37）打开，使停车时间继电器KT4、KT5不能得电。KM3（1-39）打开，这样时间继电器KT3失电，并且开始延时。到达KT3整定时间后，其常闭触头KT3（13-15）、（23-27）打开，切断KT1和KT2，其常开触头KT1（21-23）、KT2（29-31）打开，准备下次工作。

这样，M1、M2和M3按控制程序一一起动，运行过程中，有一电动机过负荷，KH动作，将K1断电，其常开触头K1（2-1）打开，断开控制回路电源，过负荷电动机停止，所有继电器复位，准备重新起动。

6）运行中，如需要停车，可按动停车按钮SBS3，KM3失电，电动机M3停止，因SBS3是双联（一常闭、一常开）按钮，常闭打开后常开闭合，这时应注意到KM3（35-37）由于KM3失电而闭合，KM3（1-21）则打开。KT4和KT5同时得电吸合并开始延时，由于KT5的整定时间大于KT4的整定时间，因此KT4（19-21）到达整定时间后先打开，切断KM2的电源，M2停止，同时K2（1-11）打开为KM1停止工作作准备。到达KT5整定时间后，KT5（9-11）打开，切断KM1的电源，M3停止，这样M3、M2、M1按顺序一一停车。停车后继电器复位，准备下次起动，且重复以上的动作。

7）时间继电器的整定值是按工艺要求决定的，一般情况下，KT1、KT2、KT3的整定值基本相等，KT5整定值大于KT4整定值，同时KT4和KT5的整定值应小于KT1、KT2、KT3的整定值。

8）按钮SBS1、SBS2、SB2、SB3的设置是为了时间继电器故障时，可将延时触点暂时短接，便可用按钮进行手动操作，保证工艺流程的进行。

9）该电路程序起动的基本要点是KM1常开触头（23-25）串联在KM2线圈回路里，与KM2同步动作的K2常开触头（31-33）串联在KM3线圈回路里。程序停车的基本要点是KM3常开触头（1-21）并联在KM2的断电接点上，K2常开触头（1-11）并联在KM1的断电接点上。另外，SBS3是双联按钮，常开常闭触头同时运作，但常闭先于常开断开。

8.215kW、10kV电动机直接起动电路

高压电动机有直接起动、串联电抗起动和转子串联频敏变阻器起动，后两种主要是为了减小起动电流，其保护和联锁与直接起动相同。图2-10是215kW、10kV电动机起动控制原理图，由图可知以下内容。

（1）主回路的设置和功能

1）主回路设置隔离开关QS和断路器QF，由QF直接起动。

2）主回路设置两组电压互感器TV1和TV2，作为线路电压保护继电器及测量仪表电压线圈的电压信号源。同时设置控制变压器TC，为整流装置UR提供电源。

3）主回路设置两组电流互感器，其中TA1作为线路的过电流保护，TA2作为测量仪表电流线圈的电流信号源。

图2-10 215kW、10kV交流异步电动机起动控制电路图

4）主回路设置阻容吸收装置C₁～C₃和R₁～R₃，当停车时，将高压线圈产生的自感过电压吸收。

（2）控制回路的功能和控制原理

1）控制回路采用直流220V电源，由UR供给。

2）起动时，先闭合主回路的QS，电压表有指示，同时闭合组合开关QC，控制回路有电。

3）起动液压泵，并使系统油压达到额定值，油压继电器KP动作，其触头KP（7-37）闭合，使中间继电器K得电吸合。K得电后，其触头K（13-15）闭合，为起动作准备。油压继电器装设在液压泵管道上。

4）按动常开按钮SB1，直流接触器KM得电吸合，其主触头KM（3-5、6-4）闭合，断路器的合闸线圈YC（装在断路器上）得电吸合使断路器合闸，电动机全压起动。

5）电动机起动时电压下降，电压继电器KV1、KV2欠电压释放，其触头KV1（7-33）复位闭合，时间继电器KT得电，但其动作时间大于起动时间，所以触头KT（7-21）不会动作；KV2触头（21-29）复位闭合，把电容器C4并联于跳闸线圈YT上，因此起动时虽然电流继电器KA1、KA2动作，但电容两端电压不能突变、保持YT不动作，因此电动机正常起动。

6）电动机起动后，断路器辅助触头QF（15-19）闭合，KM1得电，其常闭触头（15-17）打开，常开触头（15-19）闭合使其长期得电自保，使KM不能发生跳跃，KM1（15-17）和QF辅助触头（10-8）使KM脱离电源，只有它们复位后，KM才能重新得电起动。

7）电动机起动后，KV1、KV2正常吸合，其常开触头打开。KV2（21-29）打开后，电容器C₄为一通路，C₄充电，R₄和VD2是限制充电电流的，按钮SBT是C₄放电按钮，按动SBT，C₄通过HLY2放电，并能鉴别C₄的好坏。

8）与跳闸线圈（装在断路器上）串接的7个并联的常开触头均为跳闸输入信号，其中SBP1、SBP2是停车按钮，SBP2装在仪表柜上；KA1、KA2是过电流信号触头，电动机起动后电流超过KA1或KA2的整定电流（一般为1.1～1.25倍额定电流）便动作，使YT得电跳闸；行程开关ST是装设在电动机轴上测量轴位移的，轴位移超过允许值时ST便动作，使YT得电跳闸；中间继电器KC是来自仪表柜的或门电路，见图2-11，当电动机或设备各部的温度超过允许值时KC动作，使YT得电跳闸；时间继电器KT是测量欠电压时间超过允许值时KT动作，使YT得电跳闸。电动机运行时，只要有一个跳闸信号输入，电动机便跳闸停车，保护电动机。信号灯HLR与YT并联，是表示跳闸信号的。二极管VD1是为YT失电后提供放电回路的。

图2-11 仪表柜上动作信号的或门电路

9）信号灯HLB、HLG是表示电动机运行状态的，HLY是表示油压信号的。

10）高压电动机一般都设置仪表监控柜，与起动柜并列，并将电流表、电压表、起动按钮、停车按钮引至仪表柜内，把仪表柜的控制触点引到控制上。

9.多台电动机的联锁起动及控制电路

多台小型电动机传动的系统，由于设备的要求，如输煤廊的带输送机，电动机的起停都有一定的顺序，也就是说第一台起动以后，第二台才能起动；停止时第二台停止后第一台才能停止。多台电动机的联锁都采用直接起动，调节元件及参数同前。联锁起动的控制电路较复杂，图2-12为三台电动机顺序起动及控制电路，可以看出控制回路中是把已经起动了的电动机的主接触器的动合辅助触头串联在即将起动电动机控制回路的自保电路中，这样这台电动机在上一台电动机没有起动前只能点动试车，而不能连续运转；同时可以看出控制回路中是把已经停止了的电动机的主接触器的动合辅助触头并联在即将停止电动机的停止按钮上，这样这台电动机在下一台电动机没有停止前是不能停车的，因为两条停车回路都是接通的。读者可以自行分析电路的工作原理。

10.延边三角形起动及控制电路

如图2-13所示，起动时，KM1和KM2吸合，定子绕组一部分接成△联结，总体上接成联结，电动机在减压后起动，当转速或电流达到近似额定值时，KM2释放，而KM3吸合，并通过KM1将电动机接成△联结，电动机全压运行。电动机绕组接成延边△时，每相绕组的电压、起动电流及起动转矩的大小，是根据每相绕组两部分的比例即抽头比决定，可根据负载的实际情况进行调节。抽头的比例可为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1等，其每相绕组的电压分别为直接起动的71%、78%、84%、66%等。延边△起动性能好，且不增加起动设备，但是由于电动机构造不普及，也限制了它的应用。图中KH的整定应按相电流整定。

11.多速电动机的起动及控制电路

多速电动机是采用改变电动机极对数的方法而达到有级变速的，一般采用直接起动。

1）双速电动机的起动控制电路如图2-14所示，可以看出，是将电动机的内部引线全部引至电动机外面，利用接触器的切换来改变电动机绕组的接法而改变转速的。慢速时只有KM1吸合，电动机接成△联结4极，快速时KM1断开，KM2吸合，电动机接成双联结2极。KM2为6极接触器。

2）三速电动机的起动控制电路如图2-15所示，图中也采用了多极接触器，如果没有多极接触器也可用三极接触器来组合。慢速时只有KM1吸合，电动机接成△联结，中速时只有KM2吸合，电动机接成联结，高速时只有KM3吸合，电动机接成双联结。

图2-13 电动机延边三角形起动控制电路

图2-14 双速电动机的起动控制电路

图2-15 三速电动机的起动控制电路

3）四速电动机的起动控制电路如图2-16所示。四速电动机有25个出线端，为了控制可靠，通常采用单独的接触器组控制，不相互关联，且控制回路有联锁装置，杜绝误动作。接触器组K1吸合时，电动机接成联结4极，接触器组K2吸合时，电动机接成2△联结6极，接触器组K3吸合时，电动机接成联结8极，接触器组K4吸合时，电动机接成3联结12极。

由图可见，接触器组的同步性必须良好可靠，包括辅助触头在内，必须经试验合格。

12.电磁调速电动机的起动及控制

电磁调速电动机的控制是与电动机的功率及用途有关的，有的用于0.6～30kW单机无级恒速控制，有的用于40～100kW单机双速控制，有的用于多机同步控制，还有的用于船用电动机的控制等。现以常用的ZLK-1型晶闸管控制器，说明工作原理及调试方法，图2-17分两部分，第一部分是主拖部分，和直接起动相同；第二部分是控制调速部分，是由测速反馈、给定、比较放大、移相触发及电源五部分组成；它的调速过程是给离合器的励磁线圈通以直流电流，电流的大小可调节离合器的输出转矩和转速，离合器的电枢和主拖电动机同轴，因此可调节主拖电动机的转速。离合器的结构近似直流电动机，是由电枢、磁极和励磁线圈等部件组成，并和主拖电动机同轴。起动时先将控制器的电源接通，并将速度给定旋钮（电位器）先调至较低的速度档，然后起动主拖电动机；主拖电动机起动后，便可再次调节电位器，电动机即可工作在给定速度的范围内，并通过电位器的调节，在调速范围内任意无级调速。

图2-16 四速电动机的起动控制电路

图2-17 电磁调速电动机的起动控制电路

调节转速时，可转动电位器旋钮，增加或减小给定电压，经晶体管V2放大后输入触发器的控制电压就增加或减小，触发脉冲就前移或后移，晶闸管的触发延迟角α则减小或增加，离合器的励磁电流就增加或减小，转速就增加或减小。

当离合器上的负载（也就是电动机的负载）增加或减小时，其转速就要下降或上升，测速发电机的输出电压就要减小或增加，因给定电位器未动，因此给定电压与测速电压的差就要增大或减小，这样V2的输入信号就要增大或减小，进而导致触发脉冲的前移或后移，晶闸管的触发延迟角α减小或增加，离合器的励磁电流就要增加或减小，转速就要上升或下降，上升或下降的转速与因为负载变化而引至转速的下降或上升互相弥补，保持了转速的不变，这就叫做速度负反馈，或电压负反馈。系统引入负反馈以后，增加了电动机及系统的机械特性的硬度，也就是负载的变化，不会引起转速的变化，这在自动控制系统中应用很广。

控制器测试可先将其电源接通，调节电位器，既可在输出端AB点用直流电压表看到变化的直流电压；也可在脉冲输出端CD点用示波器观察脉冲的变化；也可将测速发电机的输出线与控制器接好，手转动电动机转动，即可用电压表或控制器上的转速表（实际上也是一块电压表，但用转速刻度）观察到电压或转速的变化。同时可用电压表测量变压器各个二次绕组的电压，应和图中标注相同。

13.电动机常用的几种辅助电路

1）机械制动电路：如图2-18所示，机械制动使用电磁抱闸，有断电制动和通电制动两种：一是要调整抱闸和抱轮的间隙且使其同心；二是要通电或断电试验电磁铁的吸合是否可靠。

图2-18 电磁抱闸制动控制电路

a）在电源切断情况下起制动作用 b）在有电源时起制动作用

2）能耗制动电路：如图2-19所示，是在电动机断电的同时给定子绕组通以直流，产生一个静止的磁场，惯性转动的转子便感生电流并产生与原转动方向相反的转矩，使电动机制动。调整的参数是制动时间及R的调整，制动时间一般为2s左右，两者均应在电动机断电时实测。

3）单相或断相保护：如图2-20所示也叫做零序保护，通过中性点或人为中性点在断相时产生的不平衡电压使中间继电器动作，进而使电源跳闸。中间继电器动作电压的选择应在电动机断相时实测，一般为12～24V。实测时可人为地将其电源断相，而测量中性点电压，如图2-21所示。电动机正常运转时，操作SBS2即时读取电压表的读数，操作时间越短越好。

图2-19 能耗制动控制电路

图2-20 断相保护电路

4）具有点动功能的自动往返电路的调整：如图2-22所示，主要是测试行程开关本身动作的可靠性和撞块压迫行程开关动作的正确性，其他同直接起动电路。调速时应用点动按钮，使电动机转动，仔细观察撞块压迫行程开关时的情况，然后再调整撞块的形态或位置，或调速行程开关的安装位置。

14.直流电动机的起动及控制

直流电动机有直接起动、电枢回路串联电阻起动和减压起动等几种；直流电动机的电源，一般10kW以下的采用单相全控桥式整流电源、10～300kW采用三相全控或半控桥式整流电源、300kW以上常采用三相或多相全控桥式整流电源。内容较多，篇幅较大，详见机械工业出版社出版的《怎样阅读电气工程图（第3版）》一书。

图2-21 断相保护的调整

图2-22 具有点动功能的自动往返电路

15.单相电动机起动控制电路

单相电动机的控制电路较为简单，一般用单相小型断路器或小型负荷开关进行，只设短路保护，如图2-23和图2-24所示。也可用接触器或中间继电器控制，如图2-25所示。

图2-23 单相电动机断路器起动线路

图2-24 单相电动机负荷开关起动线路

需要进行正反转控制的单相电动机可用接触器或中间继电器进行，如图2-26和图2-2所示，由图可知改变运转绕组或改变起动绕组的头尾即可改变电动机转向。

图2-25 单相电动机接触器或中间继电器起动

图2-26 单相电动机正反转控制电路（一）

图2-27 单相电动机正反转控制电路（二）（主回路）

（二）电动机运行故障的分析

（1）电动机发生下列情况之一者应立即停止运行

1）电动机或起动器内冒烟起火。

2）电动机剧烈振动，危及安全运行。

3）轴承温度超过允许最高温度值。

4）电动机温度超过允许值且转速下降。

5）单相运行。

6）电动机内部发生撞击或扫膛。

7）电动机堵转运行。

8）电动机声音不正常、吼叫、绞磁声。

9）电动机转速不正常时等。

（2）运行中的电动机发生故障后的处理程序

1）切断电源并拆下传动带或解开联轴器。

2）检查电源电压是否正常。

3）检查起动设备是否正常，保护装置及空投试验是否正常。

4）电动机驱动的设备是否正常，能否盘车，有无卡阻。

5）电动机有无故障，有无断线、碰壳，直流电阻三相是否相等，绝缘电阻是否正常；有无局部发热烫手。

6）电动机轴承是否损坏卡住，润滑脂是否干枯、变质或严重缺油，手能否转动电动机。

7）打开电动机端盖，检查定子有无烧焦、烧断，转子铜条断裂及扫膛。

8）电动机是否空载运行，空载电流三相是否相等且近似为额定电流的1/3，空载运行是否正常等。

9）没有找出原因时，不得强行起动。

10）电动机及起动器周围温度是否过高等。

（3）电动机起动时的故障判断 电动机起动后，电动机不转、达不到全速、“嗡嗡”声严重且不转、起动困难或有焦煳味、打火、冒烟等异常现象，这时应立即将电源切断，并检查原因，原因可能是：

1）电压电源太低或断相。

2）定子回路有断线现象。

3）转子回路断线或接触不良。

4）电动机被拖设备或机械卡阻。

5）转子与定子相碰扫膛。

6）负荷太重。

7）电动机内部有局部短路现象。

8）电动机绝缘电阻太低。

9）起动设备故障或起动设备选择不当或操作有误。

10）电动机绕组极性或接线方式有误、电动机平衡性能不良或电动机与被拖设备不匹配等。

（4）电动机运行中产生过热的原因

1）电压、电流或转速不正常。

2）负荷太重或过负荷时间太长。

3）内部错误接线或内部局部短路。

4）绕组包扎不紧或浸漆不充分，绝缘材料之间存在空隙。

5）绝缘电阻太低，漏电严重。

6）周围空气温度太高或通风不良。

7）轴承损坏或严重缺油或装配时配合不良。

8）传动带过紧或联轴器装配不好。

9）单相运行或通风槽堵塞。

10）电刷与集电环不匹配、质量低。

11）风叶故障。

12）电动机与负载不匹配等。

（5）电动机集电环上严重冒火的原因

1）电刷压力调整不均匀。

2）电刷与引线接触不良。

3）集电环表面不平、有麻点、砂眼或有污垢。

4）电刷选择不当，质量低。

5）维护不当，长时间不清扫检查。

6）检修质量低，刷架调整不当。

7）电刷在刷握内被轧住。

8）电刷与集电环不匹配等。

（6）电动机振动太大的原因

1）转子不平衡。

2）带轮不平衡或轴孔偏小。

3）轴头弯曲。

4）被拖设备不平衡或偏小。

5）电源质量不良。

（7）电动机运行时电流不稳定的原因

1）绕线转子电动机一相电刷接触不良。

2）绕线转子电动机集电环短路装置接触不良。

3）绕线转子电动机转子一相断路。

4）电动机转子断条或起动设备某相接触不良。

5）所带负载不稳定，或电源质量不良。

（8）电动机运行时声音异常的原因

1）定子与转子相碰。

2）电动机单相运行。

3）转子风叶碰壳。

4）转子与绝缘纸摩擦。

5）轴承严重缺油。

6）轴承损坏。

7）绕组接线有误。

（三）小型电动机的修理

电动机的线圈烧毁后一般采用“照猫画虎”的方法进行更换，因此记录原线圈的数据则尤为重要。记录的数据主要有：额定功率、转速、电压、电流，线圈个数、匝数、线径、节距（两边所跨槽数）、大小形状几何尺寸等。这些数据掌握了则可按其绕制相同的新线圈并把它置于定子槽内，然后按照常规的接线规则进行接线，即可将电动机修好。

1.准备

1）按照前述的方法将电动机解体，同时量取线圈伸出槽口部分的长度。绕制线圈时伸出槽口部分的长度必须与原线圈相同，若较原来长者，则端盖装配困难并易产生短路；若较原来短者，则槽口部分易被铁心划破，使绝缘性能降低而短路。

2）将定子直立，下部用两块砖垫起来，并使砖与砖之间有一定的空隙。定子中间放置干燥木材，并点燃后将线圈的绝缘烧坏。点燃时火力不应太大，应慢火且时间较短，以免将线圈烧化或使定子铁心受热过度而使磁性下降。烧完后小心取出线圈，至少保留一只完整的线圈且不得损坏，并记下每个槽中线圈边放置的个数（是1还是2）。然后用布、毛刷或金属刷子将槽内外污物清除干净，任何时候不得用液体清洗。烧烤时要慢火温火，不得急于求成。

3）测量旧绕组有关数据，将保持完整的那只线圈取出后详细记录上述要求的数据。清除污物时应数一下槽内灰迹的层数，以便确定放置绝缘材料的层数。测量线圈线径时应先用粗糙的布将其表面的灰渍拭干净露出金属光泽，然后用千分尺测量。有时则是应在电动机没有用木材点燃烧烤以前剪下一段导线进行测量。

2.绕制线圈

（1）线圈个数

线圈组和线圈组中线圈个数应按以下的规则确定。

线圈个数=槽数

每相线圈数=线圈个数/3

每极线圈数=线圈个数/极数

线圈组数=3×极数

每个线圈组中线圈数=线槽个数/线圈组数

如一台36槽三相四极电动机

线圈个数=36

每相线圈数=36/3=12

每极线圈数=36/4=9

线圈组数=3×4=12

每个线圈组有36/12=3只线圈

（2）线圈的绕制

线圈绕制时是按每个线圈组中线圈数一同绕制的，线圈之间的连线不切断，这完全是为接线的方便。一般情况下应制做绕制线圈的木模，也可用应急简便的方法，如图2-28所示，其中6个用轮子组成的挂线点必须按拆时保留的线圈数据确定，以避免下线时困难。将模子卡在绕线机上，将确定好的漆包线轴支好，即可摇动手把绕线。当第一只线圈匝数与原匝数相同时则将漆包线绕在第二层上，直至线圈组绕成。将每只线圈的6个轮子前后处用细尼龙绳系好，即可把线圈取下，取下时一定要标注线圈组的首和尾，并保证所有线圈组首、尾的一致性。这个线圈组也叫做极相组。

图2-28 绕制线圈的模子及其使用

a）极相组线圈的制作 b）木模 c）把线圈拉成一定形状

3.放置槽绝缘

绝缘材料很多，一般采用先放一层聚酯薄膜，再放一层青壳纸，长度大致为槽长加5～6mm，折成与定子槽相同的形状并把青壳纸的两端折成图2-29所示的形式，以防止聚酯薄膜移动，并能防止下线时槽口槽边划伤漆包线。

4.将新线圈嵌入线槽（下线）

下线是一项细致的工作，必须一根一根地依次放入槽内，不得伤及漆包线。由于绕制的关系，有时用滑线板（用竹片或塑料做成刀形的薄片）插入槽口滑动或摆动放入的漆包线。把定子放在桌子上后，面对接线盒侧，这时可观察接线盒距定子两端的距离，其中距离较小侧应为线圈首、尾端的放置侧。

图2-29 放置槽绝缘

（1）把线圈放入线槽

半闭口槽嵌线时，线圈应一匝匝地依次放入槽内，槽口线圈的露出部分在绕组嵌入槽内以后再包纱带，但也可不包。

嵌线圈的方法如下：先将第一只线圈的一边散开，握持线圈方法如图2-30所示，以便将线圈放入槽内。嵌线时必须将导线放入绝缘物内，有时由于工作时的疏忽，将导线放于绝缘物与铁心之间，结果造成接地。线圈一边嵌入槽内以后，另一边则暂时留在外面，如图2-31所示，注意这里线圈的一边只占线槽的一半。

图2-30 把线圈置于槽内示意图

图2-31 先把线圈一边放入

第一只线圈的一边嵌入槽内之后，继续将第二只线圈的一边如图2-32所示嵌入槽内，其他线圈均以同样情形嵌入，直至一个节距内槽的底层均嵌入了线圈以后，等另一线圈组的线圈的底边放入线槽后，将线圈留在外面的一边，根据节距，再嵌入相应线槽的顶层。这样将相应线槽（按节距数）的底层放入另外线圈的一边。用同样的方法将所有的线圈均放入定子的槽内并将所有的槽占满。

图2-32 将线圈两个边均放入槽内

在这一方法中，每只线圈的一边，位于线槽的底层，另一边则位于另一线槽的顶层，两槽间的距离，根据线圈的节距而定。每只线圈的两边，必须伸出线槽的两端，不可压在铁心的角上，图2-33即表示两种不同的情形。篮式绕组的线圈每边占有一个线槽，同一电动机的节距是一致的。

图2-33 将线圈两个边放入槽内的正确方法

没有将线圈的第二边嵌入以前，必须在上下层线圈边之间放入一层绝缘材料，同一槽内，线圈与线圈间的绝缘，可参照图2-34所示而放置，这种方法同样适用于开口槽与半闭口槽。

图2-34 槽内绝缘的放置

同一槽内，放线圈与线圈间绝缘的另一种方法如图2-35所示，将一张约0.5mm厚的绝缘纸或纸隔层放于底层线圈的上面，这张绝缘纸应剪成比槽宽6mm，这样就把顶层线圈以及底层线圈的两旁完全隔绝起来；这绝缘纸还要伸出槽两端至少约13mm。

（2）包纱带

如果线圈绕成后需要包纱带，可以采用下面的方法：如图2-36所示，先自靠近线圈终端的引线处包起，沿着线圈一直包到第二个引线为止。包纱带时，第二匝纱带必须叠盖前一匝的一半，此法适用于开口槽。

图2-35 同槽线圈间放置绝缘

图2-36 开口槽线圈的包纱带

因为线圈伸出槽口的部分是直的，有碍于转子的穿入，因此先在每只线圈与其他线圈接触部位垫上一层青壳纸，然后用力压动或者垫厚皮布用木锤轻敲伸出槽口部分，使其总体上成为喇叭口形。其中槽楔用干燥的竹棍削制而成，其截面成梯形并与槽口相吻合，长度一般为槽长加5～6mm，每端露出长度应一致，一般为2.5～3mm。槽楔的作用是把线圈紧紧地压住不能甩出。加槽楔时应先将绝缘垫好，用锤子将其轻轻打入槽内。上述的操作要特别小心，不得使漆包线受伤或触及铁心。

5.定子线圈的连接

1）把每组线圈的首和尾找出，并做标记，一般是用白布带系好，用笔在上写清楚标记，这里要注意，每相线圈组的第一只线圈组应选在靠近接线盒的部位，这样当每相引出线引至接线盒处时有足够的长度，否则还要接线就麻烦了。

2）将U相第一只线圈组的尾与第二只线圈组的尾、第二只线圈组的头与第三只线圈组的头、第三只线圈组的尾与第四只线圈组的尾紧紧沿着喇叭口的顶端先暂时搭接起来，搭接部分各预留20～30mm，然后把多余部分剪掉。用砂纸把每端的20～30mm打磨露出金属光泽，然后从首或尾的根部套上直径相应的黄蜡管至打磨处，并再用50mm长的一段比前一黄蜡管直径大一号的黄蜡管套在较细的黄蜡管上。最后用锡焊将20～30mm搭接部分焊好，风凉后将较粗蜡管推至焊接处。用同样的方法把V相、W相的线圈组连接好，但必须保证相邻线圈组瞬间电流的方向是相反的，如图2-37和图2-38所示。最后将每相的首和尾套上黄蜡管从接线盒处引出，但必须保持原样的标记。这时应用500V绝缘电阻表测量相与相绕组间、相绕组与地的绝缘电阻，一般应大于2MΩ。

图2-37 电动机定子绕组的接线方法

a）绕组的反串接法 b）绕组的正串接法 c）电动机联结之一 d）电动机联结之二

为了验证接线的正确与否，可进行这样一个试验，在接线盒处将定子接成电动机原来的接法（或△），并接上三相电源，如果有一台三相调压器更好，可把电压调至150V左右，把一直径较大的圆钢球放在定子内，合上开关，如果连接正确，钢球会沿着定子铁心内壁回转，如果连接错误，钢球则静止不动。

验证正确后，即可用尼龙细绳在线圈喇叭口顶端将上述套了黄蜡管的连接线和引出线绑扎紧固，但不得妨碍转子的穿入。

6.试装配

1）将引出线接在接线盒上，并按电动机原来的接法（/△）接好。

图2-38 电动机定子绕组的接线方法

a）联结4极电动机圆形接线 b）电动机△联结法 c）△联结4极电动机圆形接线

2）将转子穿入定子并将端盖装好，用手转动主轴，电动机应转动灵活。装端盖时应用锤子打击铜棒，使铜棒直接接触端盖，以免端盖变形破裂。装设端盖时应将端盖的螺孔与定子上的螺孔对正，必要时应先用螺栓固定好，然后再用锤子敲击铜棒。穿入转子时不得碰击定子线圈。

3）用500V绝缘电阻表测量电动机相与相、相与地（外壳）的绝缘电阻，至少应大于2MΩ，当电阻很小时，说明端盖与线圈接触太紧密，不利于今后的运行。除了再次修整线圈的喇叭口外，必要时应在端盖与线圈间垫以绝缘材料，再次绕制线圈时，必须把握住尺寸。

4）接通电源试转，测量转速、电流，测听轴承及定子的声响，应正常。

7.烘干和浸漆

1）将电动机解体，解体时应检查穿入定子和装配时对绕组有无损害和损伤，否则要及时处理。然后用煤油和毛刷清洗轴承并加润滑脂，如轴承有损坏应更换同型号新轴承。取轴承时可用锤子敲击铜棒将其打出，也可用拔轮器。加油脂时达到70%即可，不要太满。

2）烘干。烘干的方法很多，由于受到现场和烘干设备的限制，可根据条件选择，参见本章有关干燥处理的内容。

①常用的绝缘漆，见表2-1。

表2-1 常用的绝缘漆

②浸漆与烘干工艺过程见表2-2和表2-3，这里仅列出A级和E级绝缘的工艺过程。

表2-2A级绝缘绕组浸漆与烘干的工艺过程

注：表中漆的黏度是在温度为20℃时用4号福特杯测得的。

表2-3E级绝缘绕组浸漆与烘干的工艺过程

8.装配、测试和试运行

将电动机重新装配，装好后用手转动轴颈，应灵活无卡阻，并再次测量绝缘电阻，主要是为了避免由于浸漆使定子内壁流上绝缘漆或由于轴承的油脂太满而使定子转子间隙有卡阻或轴承转动困难。绝缘电阻的再次测量是为了防止装配上的过失而使线圈与外壳绝缘性能降低或短路。

测试和试运行详见第六章内容，一般情况下，修理后的电动机应空载运行72h，并测试电流、温升、转速、振动、声音等参数。

修理后的电动机应做好详细记录，包括测试和试运行记录，以便选用时或再次修理时参考。记录应装入电动机的设备档案中。

（四）变频起动器/软起动器的应用

随着电子技术、电力电子技术、微型计算机技术、自动控制技术及其硬件的发展和改进，一种新型的电动机起动器正在兴起壮大，有取代传统的间接起动器的趋势，因为它有着传统间接起动器无法比拟的优点和广泛的用途，并且有着节能、环保的功能。这种新型的起动器就是变频起动器/软起动器。

常见接线方法见图2-39～图2-46。

图2-39 变频器与设备连接示意图

1.变频起动器的安装和运行

（1）变频起动器的安装应符合GB 50255—1996的要求，安装后应进行频率和电压的测试。

测试方法应配备频率表、转速表和电压表各一块，按其容量选择一台较小的电动机，如3kW。将电动机、频率表和电压表与其连接好，起动变频器，观察电动机起动情况及电压、频率和转速的变化，应与其使用说明书相符。连接见图2-47。

图2-40 无控制接触器适用于驱动无潜在危险设备的变频器接线图

图2-41 有进线控制接触器适用于驱动频繁接通、断开且具有潜在危险设备变频器接线图

图2-42 有出口控制接触器适用于驱动频繁接通、断开且具有潜在危险设备变频器接线图

图2-43 有出口接触器适用驱动频繁接通、断开且具有潜在危险设备变频器接线图（仅用于三相）

图2-44 成套变频器接线图

(www.daowen.com)

图2-44 成套变频器接线图（续）

图2-45 变频器附属电路的连接

图2-45 变频器附属电路的连接（续）

图2-45 变频器附属电路的连接（续）

图2-46 与滤波器、电抗器的连接

图2-46 与滤波器、电抗器的连接（续）

图2-46 与滤波器、电抗器的连接（续）

图2-47 变频起动器安装试验连接示意图

（2）运行注意事项

变频起动器属电力变流设备，因此变频起动器与电力变流设备一样，请参阅第六章相关内容。

2.变频起动器的调试和维修人员应掌握和了解的内容

（1）相关技术资料

1）掌握与工程有关的各种技术资料，包括技术文件、工艺文件、施工图、元器件产品说明书及维修委托书等。

2）掌握电气安装情况、安装质量验收情况、安装过程中的有关试验情况、运行情况、发生故障或异常的详细情况等。

3）掌握系统的工作原理、主回路和控制回路的控制原理及其接线、布线情况，主要控制端子的位置等。

4）掌握系统中各元器件的主要技术数据、运行数据、工作原理和故障数据等。

5）掌握通用变频器的主要技术数据、设置数据、运行数据和故障数据等。对于故障维修应开盖检查做好记录，保留故障痕迹，必要时应做好标记。

6）了解与系统有关的其他资料，如运行记录、历史资料等。

（2）制定运行计划

1）制定调试或维修技术文件、技术标准，必要时应绘制工作图。

2）制定与变频器相关的外围设备的检验、测试、试验和调试程序和方法。

3）变频器送电前的检查和送电。对于故障维修后，应确认已维修好，并恢复原状。

4）变频器空载调试程序和方法。对于故障维修后，应有保护措施。

5）变频器负载调试程序和方法。对于故障维修后，应有保护措施。

6）系统带负载调试程序和方法。对于故障维修后，应有保护措施。

（3）调试程序及要点

1）外观检查，重点检查接线紧固情况及元器件完好情况，检查框内是否有遗漏的工具、导线、五金件、元器件及其他不妥等。

2）主回路及其元器件的绝缘性能检查，测试的测试项目应按制造厂的技术文件及相关标准执行。

3）柜内控制回路及其元器件、计量仪表的检定校验应有相应资格的部门出具的证书或报告。

4）按照电气原理图设计要求，按控制回路、保护回路、信号回路顺序逐项调试，并做好调试过程参数记录，直至符合设计要求。

5）测试方法：

①主回路电力电缆的测试。按照电缆的电压等级、型号，遵照电气安装标准测定绝缘电阻并进行电缆的耐压试验。

②电动机试验。电动机试验应按相应标准（GB 50170—2006、GB 50150—2006）进行，一般要测试绝缘电阻、直流电阻及旋转方面的试验，必要时需要做交流耐压试验。

③变频器的调试。按照变频器空载调试、负载调试和系统带机械空负载联动及系统带机械负载联动顺序调试，带负载调试时应自小到大逐步加负载，不得一次性带满载调试。调试过程为：变频器→电动机→机械空载联动→机械加负载联动→机械带负载联动。每一个调试过程都应当检查、测定、记录有关技术参数，调试完毕后及时对设定参数加密处理，记录应归档。其中，变频器输出回路的频率测试为重点项目。

④安全防护。根据电气设备各回路不同的电压等级选择不同电压等级的绝缘电阻表，变频器绝缘检查应使用500V绝缘电阻表。变频器故障检修后，通电前应将前盖盖好，恢复整机原样后方可通电。在变频器维修过程中，测试设备的电源应采用隔离电源。在检测输出功率模块时，需采用示波器观察三相驱动与输出电压、电流波形。在采用示波器测量PWM驱动波形时，应采用高压探头进行测量，并加隔离措施，如无隔离措施，应将示波器电源线的接地线断开，以确保示波器机壳带电部分与其他电源或线路绝缘，特别是将示波器放置于导电的防静电实验台上时，要注意其外露金属壳体部分不与导电桌布接触，然后采用带衰减的示波器探头直接测量。另外，许多电源插座没有接地线，但插在同一插座上的设备地线也会形成接地回路，如使用不当，有时会造成设备损坏。

3.变频器主要故障的类型

（1）参数设置类故障

1）确认电动机参数，在变频器参数中设定电动机的功率、电流、电压、转速、最大频率，一般变频器会自动辨识。设定的这些参数必须与电动机铭牌中的数据一致，否则就会引起变频器不能正常工作。

2）变频器控制方式的设定主要有频率（速度）控制、转矩控制、PID控制或其他控制方式。每一种控制方式都对应于一组数据范围的设定，如果这些数据范围设定得不正确，就会引起变频器不工作或不能正常工作，或发生故障保护动作而跳闸，并显示故障类型代码。

3）变频器起动方式，在变频器出厂时设定为面板起动，可以根据实际情况选择用面板、外部端子、通信方式等几种，除面板起动外，其他需要与相对应的给定参数及控制端子匹配，否则就会引起变频器不工作、不能正常工作或频繁发生保护动作甚至损坏。

4）频率给定参数的选择，通用变频器的频率给定也有多种方式，如面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通信方式给定等，可以选择其中的一种或几种方式的组合。正确设置参数后，还要保证信号源工作正确，否则就会引起变频器不工作、不能正常工作、或频繁发生保护动作甚至损坏。

5）发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，可根据故障代码或产品说明书进行参数修改。否则，应恢复出厂值，重新设置。如果不能恢复正常运行，通常要检查是否发生了硬件故障。

（2）过电流和过载故障

过电流和过载故障是变频器常见故障，可分为加速过电流、减速过电流、恒速过电流，过载故障包括变频器过载和电动机过载。

1）外部原因。

①由于电动机负载突变，引起大的冲击电流而过电流保护动作。这类故障一般是暂时的，重新起动后就会恢复正常运行，如果经常会有负载突变的情况，应采取措施限制负载突变或更换较大容量的变频器，一般可选用直接转矩控制方式的变频器，这种变频器动态响应快、控制速度非常快，具有速度环自适应能力，从而使变频器输出电流平稳，避免过电流。

②变频器电源侧断相、输出侧断线、电动机内部故障引起过电流和接地故障。

③电动机和电动机电缆相间或每相对地绝缘破坏，造成匝间或相间对地短路，因而导致过电流。

④受电磁干扰的影响，电动机漏电流大，产生轴电流、轴电压，引起变频器过电流、过热和接地保护动作。

⑤在电动机绕组和外壳之间、电动机电缆和大地之间存在较大的寄生电容，通过寄生电容就会有高频漏电流流向大地，引起过电流和过电压故障。

⑥变频器输出侧功率因数矫正电容或浪涌吸收装置引起，应调整其参数。

⑦变频器的运行控制电路遭到电磁干扰，导致控制信号错误，引起变频器工作错误，或速度反馈信号丢失或非正常时，也会引起过电流。

⑧变频器的容量选择不当，与负载特性不匹配，引起变频器功能失常、工作异常、过电流、过载、甚至故障损坏。

2）变频器的原因。

①参数设定不正确，如加减速时间设定得太短，PID调节器的P参数、I参数设定不合理，超调过大，造成变频器输出电流振荡等。变频器的多数参数，如果设置不当均可能引起变频器的故障，因此故障类型是多种多样的，需根据具体情况判断。

②变频器本身原因主要是内部硬件出现问题，如变频器的整流侧和逆变侧元器件损坏引起电路过电流、欠电压，变频器保护动作；变频器的电源回路异常，引起无显示、不工作或工作不正常；变频器本身控制电路的检测元器件故障，引起逆变器不工作或工作不正常，甚至过电流保护动作；通用变频器本身遭到电磁干扰，引起通用变频器误动作、不工作或工作异常等。

故障检查时应首先断开负载先对变频器进行检查，断开负载后，过电流故障依然存在，说明变频器内部元件，需要进一步检查维修。断开负载后，过电流故障消失，则从电动机开始逐个回路检查，直到排除故障。

（3）过电压、欠电压故障

1）过电压故障集中表现在直流母线电压上。正常情况下，直流母线电压为三相全波整流后的平均值，若以380V线电压计算，则平均直流电压为513V。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上升至760V左右时，变频器过电压保护动作。因此，变频器都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，如有的变频器规定的电压范围为380V级323～506V，当运行电压超过限定的容许电压范围时，下限出现欠电压保护（300V）停机，上限出现过电压保护（506V）也会停机，如果输入电压超过506V时，过电压保护也保护不了变频器。有的变频器允许输入电压波动，这时变频器的自动电压调整AVR（稳压）功能会自动地工作。

2）电动机制动过程中，电动机处于发电状态，变频器没有能量回馈单元和制动单元或制动能力不足时，则会引起直流回路电压升高，过电压保护动作，变频器停机。处理这种故障可以增加再生制动单元，或修改变频器参数，将变频器减速时间设长一些。再生制动单元有能量消耗型、并联直流母线吸收型和能量回馈型。能量消耗型是在变频器直流回路中并联一个制动电阻，将回馈能量消耗在制动电阻上；并联直流母线吸收型多用在多电动机传动系统中，这种系统往往有一台或几台电动机经常工作于发电状态，产生的再生能量通过并联母线被处于电动状态的电动机吸收；能量回馈型是将再生能量通过网侧可逆变流器回馈给电网。

（4）其他类型故障

1）过热保护。变频器的过热保护有电动机过热保护和变频器过热保护两种，电动机过热保护动作，应检查电动机的散热和通风情况；变频器过热保护动作，应检查变频器的冷却风扇和通风情况。

2）漏电断路器、漏电报警器误动作或不动作。为防止人体触电及因绝缘老化而发生短路时造成火灾为目的，系统中要求必须装设漏电断路器、漏电报警器等。变频器运行过程中经常发生频繁跳闸现象。系统中的机械设备（如水泵、风机、电梯等）本身外壳已经与大地可靠接地，漏电断路器的设定值是按照工频漏电流的标准设定的。而在采用通用变频器的控制系统中，会增加高频漏电流和工频漏电流两部分的漏电流，造成系统电流不平衡分量较大。在系统电源侧安装的漏电断路器或漏电报警器，会产生误动作，有时为了防止误动作而调大了漏电断路器的动作值，会发生不动作的情况。一般方法是使同一变压器供电的各回路单独装设漏电断路器或漏电报警器，分别整定动作值，变频器回路中装设的漏电断路器应符合变频器的要求。有时可设置隔离变压器、输入电抗器抑制谐波干扰，或者降低变频器的载波频率，减小分布电容造成的对地漏电流。

3）静电干扰。在工业生产过程中，由于绝缘物高速摩擦会产生静电场，静电场很强时会使变频器产生误动作、不能正常工作，甚至损坏变频器。处理方法应使机械设备与变频器的共用接地系统分开，分别单独接地，不应采用接零方式地线。严重时应加装静电消除器。

4）与变频器载波频率有关的故障。通用变频器的载波频率是可调的，可方便人们对噪声的需求。变频器的载波频率出厂值往往与现场需要不符，需要调整。实际调整时，往往因载波频率值设定不当，造成各种异常现象，甚至故障，损坏通用变频器。

①变频器中的功率模块IGBT的功率损耗随着载波频率的提高、功率损耗将增大，致使其效率下降及温升增加而发热，如果环境温度亦较高，将引起变频器过热保护动作，严重时会造成功率模块损坏。

②在调试过程中应试探性地调整载波频率，遵循电动机功率大的，相对选用载波频率要低些，并从低端向高端调整的原则；首先要确定合适的载波频率值后，再考虑是否需要加装滤波器或谐波抑制装置。

4.变频器主要部件故障分析

（1）主电路故障

1）变频器的主电路主要由整流模块、滤波电容、逆变模块、限流电阻、继电器等组成。其中，影响变频器寿命的主要元件之一是滤波电容器，它的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定，在主回路设计时已经充分考虑了直流环节可能出现的最高电压，所以内部的温度对电解电容器的寿命起决定性作用。因此，一方面应在安装变频器时考虑环境温度的影响，另一方面，当谐波干扰较大时应采取措施减小脉动电流，如在中间回路加装直流电抗器、在输入端加交流电抗器后可以减小脉动电流，从而延长电解电容器和变频器的寿命。

2）整流模块和逆变模块及电流传感器故障损坏现象较为少见，一旦故障则是破坏性的，并有明显的特征，主要是由于电源断相、过电压，输出侧过负载、过电流、接地等。

3）变频器内部元器件偶然故障等原因，如逆变器的驱动光耦合器故障、因为操作时不慎使控制端子不适当的闭合、由于连接线有毛刺，致使相邻端子短接，造成短路等。如果发生在控制回路，通用变频器会出现EEPROM故障信息，这只要对EEPROM重新置位就可以消除，但严重时需要送制造厂做软件恢复性维修。其他故障，如限流电阻烧损，其主要原因是通用变频器内部继电器损坏。

4）维护保养时应通过测量电解电容器的电容量来判断其劣化程度，当电容量低于初期值的80%、绝缘阻抗在5MΩ以下时，应考虑更换电解电容器。

（2）控制电路板

1）控制电路板是变频器的心脏部分，由于集成芯片的各引脚之间的距离极小，要特别注意防止导电物质掉入，在粉尘大、湿度大的场合要注意除尘防潮，否则极易引起故障。在变频器运行环境较差的场合，应选用IP等级高的机型，另外要注意防尘，并增加清扫次数。

2）控制电路板上的电路种类较多，影响变频器寿命的也是电路中的电容器和逆变器电路中的缓冲电容器。其寿命主要由温度和通电时间决定。一般根据目测观察其表面是否有异常，然后确定测量点，找出故障位置；另外还可通过置换控制电路板的方法判断故障，必要时更换新的控制电路板。

3）控制电路板上的电流、电压检测通道，如果损坏会出现过电流故障。控制电路板损坏，是由于环境太差、有导电性固体颗粒附着在电路板上或者有腐蚀性气体，使控制电路板腐蚀而致绝缘水平降低；控制电路板的零电位是与机壳连在一起的，由于接地不良，会使控制电路板的零电位受干扰，造成控制电路板损坏；由于连接插件松动，如电流或电压反馈信号线接触不良，会出现过电流故障时有时无的现象等。

4）电源电路是为变频器本身提供工作电源，如控制端子用电源、逆变器驱动用电源、操作显示板电源及风扇用电源等，这些电源都是从主电路的直流电压回路取出后、通过开关电源再由内部变压器分路整流得到的，因此，某一回路的电源短路，除了使本回路的整流电路受损外，还可能影响其他电源部分，如若误将本机提供的控制端子用电源与公共地短接，将致使电源电路上的变压器或开关电源部分损坏；风扇电源的短路将导致其他电源故障等，一般通过观察电源电路元件的外观就比较容易发现。

5）逆变器驱动电路和缓冲电路以及过电压、断相等保护电路，与控制板间通过光耦合器相连接，控制电路板将PWM驱动信号输入到逆变器功率模块上，或保护电路将故障信号传输到控制电路板上，所以在检测逆变器模块的同时，还应测量光耦合器，以判断逆变器是否受到影响。

（3）冷却风扇

1）冷却风扇主要包括散热片和冷却风扇。冷却风扇出现异常或运行一定时间后就应考虑更换新的冷却风扇。

2）保证变频器在较低温度状态下运行是延长通用变频器寿命的基本条件。因此需要在安装变频器时降低环境温度，尤其是需要将通用变频器安装在控制盘内时更需注意。

（4）操作与显示面板

操作与显示面板包括参数设定和显示接口电路及发光二极管或者LCD（液晶显示屏）。接口电路内的集成芯片和辅助回路一般不易出现故障，只有当发光二极管变暗或显示字符出现缺损及液晶显示屏的显示明显变淡时，才考虑更换新的操作与显示面板。

5.变频器控制系统中的电力电缆及其电磁兼容性

（1）馈电电缆电压等级的选择 额定电压为380V等级的通用变频器应选用耐压为1000V的电缆产品，至少也要选择750V以上的电缆产品。

（2）馈电电缆载流量的选择 在馈电电缆中除了流通通用变频器向电动机输出的负载电流之外，还有通过由于寄生电流流通的电容电流，电容电流的大小与电缆长度、电缆的分布电容及变频器的载波频率成正比，这些电容电流将使电缆的实际电流增大。一般按1个千瓦3～4个电流选取。

（3）馈电电缆的屏蔽 一般地应选择对称芯线带屏蔽的电缆结构，采用对称屏蔽电缆可以减少通用变频器控制系统的电磁辐射，以及减小电动机的轴电流和由此引起的轴承磨损等。

（4）电缆的绝缘介质 在1kV及以下塑料电缆中，交联聚乙烯（XLPE）电缆的电性能优于聚氯乙烯电缆（PVC），在敷设弯曲半径较小的场合，乙丙橡胶绝缘电缆柔软性好，可根据具体情况选用：从绝缘介质的角度进行比较，聚氯乙烯电缆、交联聚乙烯电缆和普通橡胶电缆相比较，通常普通电缆的分布电容要比变频器专用电缆大一个数量级。从介质损耗和介电常数两个参数进行比较，交联聚乙烯或普通橡胶电缆均优于聚氯乙烯电缆。

（5）电缆附件 不仅要考虑电缆本身的电磁兼容性要求，还必须考虑整个电缆线路中的电缆接头、中间接头、终端封头及各种端接材料和导电垫衬材料的屏蔽连续性，防止电磁干扰能量的泄漏和辐射。

6.变频器控制系统中的接地

（1）主回路接地 变频器主回路接地端子PE（E、G）的正确连接是提高变频器抑制噪声能力和减小干扰的重要手段。由于变频器内部控制端子上的控制屏蔽接地及采用线性电源变压器的屏蔽层均连接至PE，因此PE的连接情况直接关系到通用变频器的可靠性。变频器应采用专用接地线，变频器接地导线的截面积一般应不小于2.5mm²，长度控制在20m以内。变频器应避免与其他设备公用接地，变频器的接地与其他动力设备接地点必须分开，不能共用接地。

（2）控制线屏蔽接地

1）传感器信号屏蔽接地。生产线和设备上安装压力、温度、张力、线速度等检测传感器、速度传感器（如脉冲编码器、旋转变压器）等，这些传感器的信号线均采用屏蔽线，而且屏蔽线在传感器内部与传感器壳体接在一起。当传感器安装在电动机、管道或生产线设备上时，屏蔽层就与这些设备相连接，传感器与变频器连接时，屏蔽层又连接至PE端子上。因此，在采用外部传感器的控制系统中，距离较远时，一定要保证外部设备和变频器可靠独立接地，或选用传感器外壳不与控制屏蔽层连接的传感器，在变频器侧要一点接地，距离较近时，可采用公共接地母排接地，保证传感器与控制设备接地点之间电位差近似为零，从而消除地环流形成的干扰。

2）模拟信号屏蔽层接地。双绞线或双绞屏蔽线对磁场的屏蔽效果明显优于单芯屏蔽线，对于采用4～20mA/0～10V等模拟信号控制变频器频率/转速的系统中，一定要采用双绞线或屏蔽电缆。变频器控制系统中，一般在信号电缆数量多的控制装置一侧接地。另外，对于抗干扰要求非常高的场合，可采用双屏蔽电缆，此时，外屏蔽层接至屏蔽地线，内屏蔽层接至系统地线。系统地线可以是通用变频器外部控制隔离地、模拟控制地，或系统独立的接地线。对于共模干扰严重的场合，可通过加装共模电感来消除共模干扰，也可采用DC/DC隔离模块来实现电气隔离，彻底杜绝干扰。

3）通信线屏蔽接地。变频器通信控制信号一般低于100kHz，通常采用屏蔽控制电缆或双绞线。在通信频率低于100kHz时，选用一点接地效果较好，对于如Profibus、Modbus等现场总线控制的高速通信控制电缆的屏蔽层应该采用多点接地，最少也应该在两端接地。一般情况下，当低频干扰严重时应采用屏蔽单点接地，在高频干扰严重情况下要多点接地，同时利用通信电缆中提供的一根等电位线将各节点的通信地串接起来，以提高抗干扰能力。

（3）变频器附件接地 变频器控制系统中，根据需要有的加装直流电抗器或交流输入电抗器、有的在变频器输出侧加装交流电抗器、有的在变频器输入侧加装EMI滤波器等，它们的接地点的连线也是非常重要的。对于在同一控制柜中的中小功率变频器，其控制系统采用公共母排接地方式较好；对于不在同一控制单元，较为分散的系统，在不同单元之间采用独立接地方式较好。

（4）测试中的接地问题 变频器的维修过程中，在检测功率模块时，需要采用示波器观察三相输出电压和电流波形。在采用示波器测量PWM驱动波形时，不要直接测量，应采用高压探头进行测量。如无隔离措施，应将示波器电源接地端子暂时断开，以确保示波器机壳带电部分与其他电源或线路绝缘，特别是将示波器放置于导电的防静电实验台上时，要注意其外露金属壳体部分不与导电桌布接触，然后采用带衰减的示波器探头直接测量。

7.变频器的维护保养

由于温度、湿度、灰尘、振动等使用环境对变频器的影响，变频器内部零部件会发生变化或老化，为了确保变频器的正常运行，必须进行维护保养，维护保养工作可分为日常维护和定期维护，定期维护检查周期一般为1年，维护保养项目与定期检查的周期标准见表2-4。重点部位是主回路的滤波电容器、控制回路、电源回路、逆变器驱动及保护回路中的电解电容器、冷却风扇等。

表2-4变频器维护保养与定期检查周期标准

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（1）日常检查和定期检查

1）日常检查

①键盘面板显示是否正常，有无缺少字符。仪表指示是否正确、是否有振动、振荡等现象。

②冷却风扇部分是否运转正常，是否有异常声音等。

③变频器及引出电缆是否有过热、变色、变形、异味、噪声、振动等异常情况。

④变频器周围环境是否符合标准规范，温度与湿度是否正常。

⑤变频器的散热器温度是否正常，电动机是否有过热、异味、噪声、振动等异常情况。

⑥变频器控制系统是否有积聚尘埃的情况。

⑦变频器控制系统的各连接线及外围电器元件是否有松动等异常现象。

⑧检查变频器的进线电源是否异常，电源开关是否有电火花、断相、引线压接螺栓松，电压是否正常等。

⑨检查变频器安装是否符合要求，底脚是否松动，工作时手感柜体是否振动，也可用耳听法判断。对于振动冲击较大的场合，应在保证控制精度的前提下，调整变频器的输出频率和载波频率尽量减小脉冲转矩，或通过调试确认机械共振点，利用变频器的跳跃频率功能，使共振点排除在运行范围之外。也可采用橡胶垫避振等措施。

⑩检查变频器的工作环境，是否潮湿或有有害气体。潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件性能下降、接触不良、绝缘能力降低甚至形成短路故障。必要时可对控制电路板进行防腐、防尘处理，并尽量采用封闭式开关柜结构。

⑪检查变频器工作环境温度是否与说明书相符。因为温度是影响变频器的电子器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体开关器件，若结温超过规定值将立刻造成器件损坏，因此，应根据装置要求的环境条件使通风装置运行流畅并避免日光直射。为防止通用变频器的微处理器因温度过低而不能正常工作，应采取设置空间加热器等必要措施。

2）定期检查

定期检查时要切断电源，停止变频器运行，并卸下变频器的外盖。检查周期通常为6～12个月。

①内部清扫 用吸尘器吸取内部尘埃，吸不掉的东西用绸布擦拭，清扫时应自上而下进行，主回路元件的引线、绝缘端子以及电容器的端部应该用软布小心地擦拭。冷却风扇系统及通风道部分应仔细清扫，保持变频器内部的清洁及风道的畅通。应一边吸尘一边观察可疑的故障部位，对于可疑的故障点应做好标记，保留故障印迹，以便进一步判断故障，有利于维修。

②检查所有接线点、连接点和螺钉有无松动、有无发热或烧灼痕迹、有无接触不良、并用扳手、套管扳手、起子等紧固工具，对其一一紧固，紧固后再进行一次紧固检查。对于有锡焊的部分、压接端子处应检查有无脱落、松弛、断线、腐蚀等现象。还应检查框架结构件有无松动，导体、导线有无破损、变异等。检查时可用螺钉旋具、小锤轻轻地叩击给以振动，检查有无异常情况产生，对于可疑地点应采用万用表测试。

③电容器检查 滤波电容器有无漏液，电容量是否降低。有自动指示滤波电容容量功能的变频器，可由面板显示出电容量及出厂时容量初始值，并显示容量降低率，推算的电容器寿命等。无此功能的则需要采用电容测量仪测量电容量，测出的电容量应大于初始电容量的85%，否则应予以更换。浪涌吸收电容器、电阻器应检查有无异常，二极管限幅器、非线性电阻等有无变色、变形等。

④控制电路板检查 检查应注意连接有无松动、电容器有无漏液、板上线条有无锈蚀、断裂等。控制电路上的电容器。若其表面无异常现象发生，则可判定为正常。控制电路上的电阻、电感线圈、继电器、接触器的检查，主要看有无松动和断线，各类元器件有无变色变形或过热烧坏情况等。

⑤绝缘电阻的测定

a.主回路绝缘电阻的测定。在做主回路绝缘电阻的测定时，应保证断开主电源，并将全部主电路端子，包括进线端（R、S、T或L1、L2、L3）和出线端（U、V、W）及外接电阻端子短路，以防高压进入控制电路。将500V绝缘电阻表接于公共线和大地（PE端）间，绝缘电阻表指示值大于5MΩ为正常。

电动机及电缆绝缘的测量必须将电动机电缆从变频器的U、V、W端子和电动机上拆下，测量相间和相对地（外皮）绝缘电阻，其绝缘电阻应大于5MΩ。

电缆绝缘检测的方法是将电源电缆与变频器的R、S、T或L1、L2、L3端子及电源分开，测量相间和相对地绝缘电阻，其绝缘电阻应大于5MΩ。

电动机绝缘检测的方法是将电动机与电缆拆开连接，在电动机接线盒端子间，测量电动机各绕组绝缘电阻，测量电压不得大于1000V，但也不得小于电源电压，其绝缘电阻应大于1MΩ。

b.控制电路绝缘电阻的测定。用万用表的高阻挡测量控制电路的绝缘电阻，测量值大于1MΩ为正常。

c.外接线路绝缘电阻的测量。在测量外接线路的绝缘电阻时，必须把需要测量的外接线路从变频器上拆下后再进行测量，防止绝缘电阻表的高压加到变频器上，并应注意检查绝缘电阻表的高压是否有可能通过其他回路施加到变频器上，否则应将所有有关的连线拆下。

⑥保护回路动作检查。保护回路动作检查应在上述检查项目完成后进行：

a.过电流保护功能的检测。通常是通过模拟过载，调整动作值，试验在设定过电流值下能可靠动作并切断输出。

b.断相、欠电压保护功能检测。在变频器电源输入端通过调压器供电给通用变频器，模拟断相、欠电压等故障，观察通用变频器的断相、欠电压等相关的保护功能动作是否正确。

（2）变频器的检测测量方法

变频器的测量电路见图2-48，并按其选择测量仪表，采用的仪表类型见表2-5。测量功率因数不能用功率因数表测量，应采用实测的电压、电流值通过计算得到。

图2-48 变频器的测量电路

表2-5主电路测量时推荐使用的仪表

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1）变频器主电路电气量的测量。

①变频器输出电流的测量。选择能测量畸变电流波形有效值的仪表，如0.5级电磁系（动铁式）电流表和0.5级电热式电流表，测量结果为包括基波和谐波在内的有效值，当输出电流不平衡时，应测量三相电流并取其算术平均值。当采用电流互感器时，在低频情况下应选择适当容量的电流互感器。

②变频器电压的测量。一般选择整流系电压表（0.5级），需要时可考虑用适当的转换因子表示其实际基波电压的有效值。数字式电压表不适合输出电压的测量。为了进一步提高输出电压的测量精度，可以采用阻容滤波器与整流系电压表配合使用，见图2-49所示。输入电压的测量可以使用电磁系电压表或整流系电压表。考虑会有较大的谐波，推荐采用整流系电压表。

图2-49 阻容滤波器的使用

③变频器的输入/输出功率的测量。使用电动系功率表或数字式功率表测量，输入功率采用3功率表法测量，输出功率可采用3功率表法或2功率表法测量。当三相不对称时，用2功率表法测量将会有误差。当不平衡率>5%额定电流时，应使用3功率表测量。

④变频器输入电流的测量。使用电磁系电流表测量有效值。为防止由于输入电流不平衡时的测量误差，应测量三相电流，并取三相电流的平均值。

⑤直流母线电压的测量。直流母线电压的测量是在变频器带负载运行下进行的，在滤波电容器或滤波电容器组两端进行测量。把直流电压表置于直流电压正、负端，测量直流母线电压应等于线路电压的1.35倍，这是实际的直流母线电压。电容器被充电，此读数应保持恒定。将交流电压表置于同样位置测量交流纹波电压，当读数超过AC5V时，这就预示滤波电容器可能失效，应采用LCR自动测量仪或其他仪器进一步测量电容器容量及其介质损耗等，如果电容量低于标称容量的85%时，必须予以更换。

⑥电源阻抗的影响。一般采用谐波分析仪进行谐波分析，并对系统综合分析判断，当电压畸变率大于4%以上时，应考虑加装交流电抗器抑制谐波，也可以加装直流电抗器，提高功率因数，并有减小谐波的作用。

⑦压频比的测量。将整流系电表（万用表、整流系电压表）置于交流电压最大量程，在变频器输出为50Hz运行下，在变频器输出端子（U、V、W）处测量送至电动机的线电压，读数应等于电动机的铭牌额定电压；接着，调节变频器输出为25Hz运行下，电压读数应为上一次读数的1/2；再调节变频器输出为12.50Hz运行下，电压读数应为电动机的铭牌额定电压的25%。

⑧功率模块漏电流的测量。功率模块漏电流的测量是在变频器通电并按给定指令运行时，调节变频器输出为0Hz运行下，测量电动机端子间的线电压，这时变频器中的功率模块不应被驱动，但在电动机上可有40V左右的电压或较少的漏电流。如电压超过60V就应判断功率模块存在故障或表明功率模块有故障预兆，应对其进一步检查。

⑨通用变频器效率的测量。变频器的效率需要测量输入功率P₁和输出功率P₂，由η=（P₂/P₁）×100%计算。测量时应注意电压畸变率小于5%，否则应加入交流电抗器或直流电抗器，以免影响测量结果。

2）主回路整流器和逆变器模块的测试。

变频器的输入输出端子R、S、T、U、V、W及直流端子P、N上，见图2-50所示，用万用表电阻挡，变换测试笔的正负极性，根据读数即可判定模块的好坏。一般不导通时，读数为“∞”，导通时为几十欧姆以内。模块的好坏可按表2-6进行判定。

图2-50 变频器模块测试图

表2-6模块测试判别表

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8.变频器控制系统故障判断及处理

变频器控制系统常见的故障主要有过电流、短路、接地、过电压、欠电压、电源断相、变频器内部过热、变频器过载、电动机过载、CPU异常、通信异常等。

（1）变频器控制系统常见故障分析

1）过电流引起跳闸。

显示字符：OC1（加速时过电流）、OC2（减速时过电流）、OC3（恒速时过电流）。

跳闸原因：过电流或主回路功率模块过热。

故障判断：一般是由短路、接地、过负载、负载突变、加/减速时间设定太短、转矩提升量设定不合理、变频器内部故障或谐波干扰大等原因造成。故障判断程序如下：

故障分析：故障原因包含了过电流、短路、欠电压、接地、过热、谐波干扰等各种可能导致跳闸的因素在内。采用IPM模块的变频器后，在模块内包含有过电流、短路、欠电压、接地、过热等保护功能，而这些故障信号都是经过模块的控制引脚的故障输出Fn端引入到控制器的。准确判断跳闸是由负载原因还是由变频器的原因引起的是很重要的。确定变频器是在加速过程、减速过程还是在恒速过程中出现的过电流跳闸也是重要的。如果外观看不出明显的故障痕迹，可以先将变频器连接电动机的电缆拆下，分别试验变频器和电动机。变频器还连接有外部控制信号电路，也同时断开，这时可用手动方式试验变频器，如果正常，说明通用器正常。然后检查设定值是否有变化，并重新设定一遍。可以采用一个试验控制信号或电位器接到外部信号控制端子上，试验变频器的外部信号控制性能，如果正常，说明变频器完好。再用绝缘电阻表检查电动机绝缘情况、检查接触器的触点是否正常。最后采用工频电源起动电动机，运行一段时间后观察是否存在异常，然后检测电流、转速及温升情况。外部控制信号一般是各种传感器的输出信号，或来自于控制器，应根据传感器或控制器的检验方法检验，一般采用现场信号校验仪校验。经过检查测试基本可以确定故障部位。

是否存在电动机的堵转、电动机的突然甩负载（在变频器正常运行过程中突然断开负载等）等，堵转一般发生在电动机与机械连接部位的机械原因，或电动机轴承出了问题，甩负载一般发生在外部控制信号丢失的情况。当三相电流不平衡，则可能是电源侧断相、电动机端子或绕组内部断线等。若跳闸时的电流在变频器的额定电流或者电子热继电器的设定值范围内，可判定变频器内部的逆变器模块或相关部分发生故障。这时通过测量变频器主回路输出端子U、V、W分别与直流侧的P、N端子之间的正、反向电阻来判断逆变器模块是否损坏。模块无损坏，则是驱动电路出了故障。减速时逆变器模块过电流或是变频器对地短路跳闸，一般是逆变器桥臂的上半桥或其驱动电路部分发生故障，而加速时逆变器模块过电流则是下半桥或其驱动电路部分发生故障。

变频器跳闸后，发现电动机外壳很热，则有可能是载波频率调整的过高所致。

外部原因引起过电流保护动作的可做如下分析。

①电动机负载突变引起较大的冲击电流造成过电流保护动作。

②电动机内部和电动机电缆绝缘破坏，造成匝间或相间及对地短路，因而导致过电流保护动作。对于对地短路接地故障，如果变频器有接地保护，则接地保护动作。

③变频器控制系统中装有测速编码器时，速度反馈信号丢失或非正常时会引起过电流。外部控制信号线断线或传感器故障，也会引起过电流，导致过电流保护动作。当变频器增加了反馈信号断线保护功能，可以通过设定程序防止这种故障发生。

④变频器输出侧安装了接触器，接触器的触点瞬间抖动、损坏等也会引起过电流保护动作，因此加强平时的巡视检查，并用万用表检查触点是否正常。

2）欠电压引起跳闸。

显示字符：LU。

跳闸原因：交流电源欠电压、断相、瞬时停电。

故障判断：一般是由电源电压偏低、电源断相、系统中有大起动电流的负载起动、变频器内部故障等原因所致。故障判断程序如下：

故障分析：电源开关（熔断器式刀开关、熔断器、低压断路器、接触器等及其连线）回路是否有异常、接线端子处是否有松动、电源线路的线径太小，此外就是在变频器本身。

3）过电压。

显示字符：OU1（加速时过电压）、OU2（减速时过电压）、OU3（恒速时过电压）。

跳闸原因：直流母线过电压引起跳闸。

故障判断：一般是由于电源电压过高、制动力矩不足、中间回路直流电压过高、加/减速时间设定得太短、电动机突然甩负载、负载惯性大、载波频率设定不合适等原因所致。故障判断程序分析如下：

故障分析：过电压保护动作的原因是由于制动力矩小，电动机回馈能量太大，致使中间回路直流电压升高造成的。经常发生过电压保护动作，如没有加装外部制动电阻或制动单元，应加装；有外部制动电阻或制动单元，一般是容量偏小，应更换大一点的。应当判断是否由于设定的减速时间短造成的，否则应将减速时间设长一点试验。在加速过程中出现的，就将加速时间设得长一些。偶然发生的过电压保护动作，一般是由电动机堵转、电动机突然甩负载、外部控制信号线断线或传感器故障造成的，使控制信号丢失、变频器功率模块故障、载波频率设定值不合适等。

如果变频器一起动就将起动电路中的起动电阻烧坏，同时变频器显示过电压保护动作，原因一般是变频器内部的起动电阻两端的继电器触点接触不良或晶闸管导通不良所引起的。

4）变频器过热引起跳闸。

显示字符：OH1。

跳闸原因：散热器过热。

故障判断：一般是由负载过大、环境温度高、散热片吸附灰尘太多、冷却风扇工作不正常或散热片堵塞、变频器内部故障等原因所致。故障判断程序如下：

故障分析：冷却风扇是不是工作正常或散热通道不畅通、偶然发生的故障应检查工艺过程，是否有卡住、有堵、有无负载增大等，找到引起过载的原因，并采取相应措施，避免其再次发生。经常发生的情况，一般是变频器容量偏小或电源电压偏低的原因，另外可能是变频器本身故障如载波频率调整不当，谐波大所引起。

5）外部报警输出引起跳闸。

显示字符：OH2。

跳闸原因：外部电路异常。

故障判断：一般由外部电路连接不正确、变频器故障等原因所致。故障判断程序如下：

故障分析：一般发生在与通用变频器连接的外电路上，将电路普遍检查一遍，如果不能辨别故障点，就将这些连接回路全部从变频器上拆下，拆卸时必须记录原接线位置，不得混接，然后起动变频器，变频器正常，再将这些连接回路一个一个地连回到变频器上，一般就会很快发现故障点。变频器故障同前。

6）变频器过载、电动机过载引起跳闸。

显示字符：OLU、OL1（电动机1过载）、OL2（电动机2过载）。

跳闸原因：负载过大、保护设定值不正确。

故障判断：一般由负载过大或变频器容量过小、电子热继电器保护设定值太小、变频器内部故障等原因所致。故障判断程序如下：

故障分析：电子热继电器保护的设定值是否已达到最大值，否则应将定值增大，并起动后观察电动机电流是否超过变频器的额定值。新装机，一般是因为U/f曲线设定不当或对于矢量控制型通用变频器的电动机参数输入错误，或者载波频率设定不当也会导致变频器过载、电动机过载故障。电动机运行频率太低，导致电动机过热而过载，另外，一般变频器容量偏小也易发生跳闸故障。

7）电动机运行不正常。

分析：是否是新装机或维护后发生，是由负载原因还是由变频器的原因引起的这是判断故障的基本思路。对于维护后出现电动机运行不正常的故障，应重复维护时的检查路径，检查连接线是否有松动或遗忘的连接线等。如果是新装机首先应检查是否有参数设定错误的地方，恢复出厂值，在手动方式下起动，这样可以排除是变频器的故障，还是电动机的问题，以及参数设定错误。通常做法一般是，外观看不出明显的故障痕迹的，手动方式起动变频器控制系统，如果调速正常，则可判定为参数设定错误所致。如果调速不正常，先将变频器连接到电动机的电缆拆下，分别试验变频器和电动机，以区分故障是发生在变频器还是电动机。先手动方式试验变频器，若正常，说明变频器没有问题，但要进一步检查设定值是否有变化，并重新设定一遍。电动机运行不正常并有振动和噪声。电动机噪声，不同的安装场所应采取不同的处理措施，在变频器调试过程中，在保证控制精度的前提下，应减小脉冲转矩成分，并注意确认机械共振点，利用变频器的频率屏蔽功能，使这些共振点排除在运行范围之外。电动机故障可结合本章前述内容进行判断。

①电动机不能起动。电动机不能起动故障判断程序如下：

a.检查电源电压，充电指示灯是否亮，LCD是否显示报警画面，电动机和变频器的连接是否正确。

b.检查是否输入起动信号和FWD、REV信号，是否已设定频率或上限频率过低。

c.检查各种功能代码设置是否正确。

d.检查负载是否太大或者机械系统有堵转现象。

e.变频器和电动机之间装有热继电器，热继电器动作后未能复位。

②电动机加速过程中失速。可能是由于加速设定时间过短或负载过大，转矩提升量不够而引起。故障判断程序如下：

③电动机不能调速。原因可能是由于频率上、下限设定值不正确，或程序运行设定值不正确，当最高频率设定过低时，也会产生不能调速故障。故障判断程序如下：

④电动机异常发热。一般是负载是否过大，连续低速运行，设定的转矩提升是否合适、谐波分量过大等原因。如检查后确不属这些原因就有可能是变频器输出电压三相不平衡。引起电动机过热的原因不外乎以下几点：

a.电动机过载运行，如定、转子之间摩擦（俗称扫膛）、装配不合格、被驱动的机械部分有摩擦或卡住等。

b.电动机断相运行、三相电压及三相电流的不平衡程度超出规定的允许范围。

c.电源电压过高或过低，超出电动机额定电压的允许变动范围。

d.电动机绕组接线错误，如定子绕组某相端接头接反等。

e.电动机绕组存在故障，如绕组匝间或层间短路、绕组接地。

f.定子铁心硅钢片之间绝缘损坏，以致定子铁心短路，引起定子铁心涡流增大，造成电动机过热。

g.起动频繁、电动机风道阻塞，通风不良或风叶破损风力不够。

h.电动机周围环境温度过高，散热不良、冷却效果差。

i.超载运行时间过长。

电动机异常发热故障判断程序如下：

电动机过热原因判断程序如下：

8）不明原因故障

不明原因故障很多，也很难预测，这里举几个常见的例子，供读者参考。

①键盘面板通信异常、CPU异常故障、内部存储器异常、输出电路异常、电源断相等，故障判断程序如下：

②变频器周围有干扰源，将通过辐射或传导侵入通用变频器的内部，引起异常故障，使控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。

③变频器周围有振动源，会使变频器内部的元器件造成机械损伤、使接插件松动引起发热等，引起变频器异常故障。

④变频器周围有潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘能力降低等，引起变频器时隐时现的异常故障，严重时导致永久性故障。

⑤变频器周围环境温度过高或过低，也会影响元器件寿命及可靠性，特别是半导体器件，当结温临近或超过规定值将引发异常故障，严重时造成器件损坏。特殊的高寒场所，微处理器会因温度过低而不能正常工作，引起变频器异常故障。

⑥变频器的电源异常，如断相、低电压、停电等，将直接导致变频器工作异常或故障。其主要原因是输电线路因风、雪、雷击或维护保养不到位，多年积聚缺陷而造成的，供电系统内出现对地短路及相间短路、雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器的损坏。变频器附近有直接起动的大型电动机和电磁炉等设备，造成的电压降低。

⑦变频器，虽然在断相状态也能继续工作，但整流器中的器件会因电流过大及电容器的脉冲电流过大，引起故障发生。

⑧供电变压器一次侧真空断路器断开时，通过耦合会在二次侧形成很高的电压冲击尖峰，也将造成变频器运行发生异常故障。

⑨矢量控制型变频器“全频域自动转矩补偿功能”是利用变频器内部微处理器的高速运算能力，计算出当前时刻所需要的转矩，迅速对输出电压进行修正和补偿，抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。

一般是在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障排除后仍能保持继续运行，内部故障自动复位并保持连续运行、负载转矩过大时能自动调整运行曲线、能够对机械系统的异常转矩进行检测等措施。这个系统出现隐患时，也会引起变频器不明原因故障。

（2）变频器控制系统中常见故障处理及注意事项

1）变频器时三相输入电流不平衡。

一般是由于变频器内部整流模块的三相参数不一致所致，电源回路（熔断器式刀开关、熔断器、低压断路器、接触器等及其连线）接触电阻大或线径不一致，引起如接触器触点氧化严重，会造成触点间的接触电阻增大，很容易出现三相输入电流不平衡，造成的不平衡度有时会大于25%（一般情况下，电流不平衡度不应大于10%）。

2）变频器工作时，电动机外壳会出现静电压。

变频器输出电压为PWM高频脉冲序列波形，其频谱包络线为准正弦波，其中包含谐波分量，其瞬态电压幅值和频率很高，致使电动机绕组与外壳之间在强电场下产生电容效应、感应出较高电压（变频器外壳也有一定幅值的静电压）。同时，在工业现场，通常是无单独接地线，而采用零线替代，许多设备外壳与变频器共用同一个系统地线，这样会使整个系统产生电压很高的静电，干扰变频器的正常工作。因此，变频器的使用必须确保其外壳可靠接地。接地系统不得混用，保证变频器单独接地，故障就能排除。

3）变频器不能与电动机串联接地。

变频器接地系统不得混用，必须保证与电动机分别独立接地。在谐波分量的影响下，电动机外壳有较高的感应电压，如果直接将变频器外壳与它连接，会将这些谐波引入变频器内，从而产生干扰，影响通用变频器正常工作。

4）变频器的“地”不能接零线。

TT系统（三相四线制）中的零线接入的回路多，含有较多的谐波和各种杂波，当三相负载不平衡时有时还会有几十伏甚至上百伏的电压，一旦将变频器的“地”接入零线，就可能将这些谐波和各种杂波等引入到变频器内部形成干扰，影响变频器正常工作。因此，变频器必须单独接地。

5）变频器对通风条件要求很高。

变频器工作过程中，功率模块会产生热量，对电子元器件运行不利，如果不能及时散热，功率模块的温升会持续升高，从而使工作参数偏离正常值并降低工作能力，扰乱其工作程序，严重时功率模块会烧坏，导致变频器故障。

6）变频器出现过电流保护频繁动作。

电流保护包括过电流、短路、欠电压、接地等，显示的故障代码是一个，如“OC”。首先要检查通用变频器输出线、电动机输入端子等有无短路和接地现象；断开电动机测量变频器输出电压是否平衡、幅值是否正常。除了变频器本身故障外，电动机接线不可靠，会造成电机输入断相、电动机绕组匝间短路、电动机绕组绝缘击穿、电动机输入端子间的绝缘能力降低；变频器通风冷却条件变差、温升加大等原因均会使保护动作。

7）交流工频电源电动机能正常工作，使用变频器时电动机却发生过电流保护频繁动作。

一般是电动机已受潮、绝缘强度很低或绕组匝间短路等，都会发生这些现象。在电网工频电源下有时可以运行，但铁损和铜损加大，负载能力会降低，电动机温升持续升高，输出力矩减小等现象，但不能被及时发现和注意。变频器输出电压中包含谐波分量，其瞬态电压幅值和频率很高，会加剧电动机绝缘老化和匝间短路，使瞬态电流幅值超过过电流允许值，因而过电流保护频繁动作。

8）变频器运行中不得直接断开负载。

变频器正常运行过程中突然断开负载，会造成变频器直流中间回路瞬间出现高压，引起过电压保护动作，严重时可能损坏滤波电容，或损坏逆变器。因此，当停机时或需要工频切换时，必须先使变频器降低运行频率或停机，然后才允许进行相应操作。

9）多台变频器共用一个电源时的接线要求。

多台变频器共用一个电源时，应使每台变频器的电源单独安装熔断器式刀开关、熔断器、低压断路器或接触器，否则，当其中一台变频器出现故障，可能影响其他变频器的正常工作，并且容易发生相互干扰，导致掉闸。同时要求电源的容量必须满足多台变频器的需要。

10）变频器的两线控制、三线控制及PLC控制的区别。

两线控制接线方式为电平控制方式，即在电动机运行时RUN和STOP端必须一直有直流24V电压，否则电动机停止运行；三线控制接线方式为脉冲控制方式，即要想使电动机运转，STOP端需一直有电，RUN端只要给一个脉冲即可，如按钮控制；PLC控制一般分开关量输出控制接线方式和PLC通信控制接线方式，开关量输出控制接线方式实际也是对变频器的端子进行控制，与两线控制接线方式或三线控制接线方式一样。而PLC通信控制接线方式是通过PLC发布控制命令对变频器进行控制，并不是通过PLC控制变频器的端子，这时要求STOP端必须一直有电。

11）变频器增大制动力的方法。

电动机在制动过程中的再生能量将被聚积在变频器中间直流回路的滤波电容器中，由于滤波电容器的电容量和耐压有限，因此，通用变频器的再生制动力矩一般约为额定转矩的10%～20%。如采用外置选用合适制动电阻、制动单元或能量回馈单元可以达到40%～100%的制动力矩。

12）变频器控制端子接线时的注意事项。

变频器控制系统中，在采用端子控制时，需要从控制端子外接入电位器或导线进行电位器或多段速调速控制。这些引线很容易遭受电磁干扰，而影响变频器的正常工作，多线并行时还容易引起共模干扰，致使控制信号失真，产生误动作。因此，一般条件下对模拟信号线应采用屏蔽导线，对其他控制线应使用屏蔽双绞线。

13）采用变频器调速时，电动机长期低速运行保持低温的方法。

功率较小的异步电动机工作在30Hz以上时，靠自身的扇叶完全可以满足冷却降温的要求。当电动机功率较大，并且需要经常工作在30Hz以下时，就需要额外考虑电动机的散热问题。一般是在其外部另外加一个冷却风扇强迫风冷，并单独设置控制电源使其恒速运转，这样无论变频器调速时电动机速度高低都进行强迫风冷，电动机运行时的温升可均被控制在允许范围内。

14）变频器接入三相四线制漏电断路器频繁跳闸的原因。

变频器运行时输出入电压中包含谐波分量，从而使电动机绕组与外壳之间，以及导线对地之间产生寄生电容，这些寄生电容通过导线与地、机壳与地构成漏电流通路，当这个漏电流大于漏电断路器的整定电流值时，漏电断路器就会动作于跳闸。更换原有的漏电断路器、或采取降低变频器载波频率的方法，减小寄生电容造成的对地漏电流的影响。一般是在变频器输入侧加装隔离变压器的方法隔离漏电流。

15）变频器电源控制回路的设置。

变频器电源进线端必须装设电源控制回路，电源控制回路一般由熔断器式刀开关、低压断路器和接触器组成。其中，熔断器式刀开关的作用是使熔断器式刀开关有明显的断点，并集电源隔离开关和短路保护于一体；低压断路器的作用是作为电源开关，并具有过电流、过载保护和欠电压保护作用等。通常应选用具有复式脱扣器的低压断路器；接触器的作用是远距离控制变频器的电源，并有故障联锁控制，也起到欠电压保护作用但必须应将控制电源接于接触器前、低压断路器后，这样可在变频器主电路断电后，故障显示和集中报警输出信号将得以保持，便于实现故障检索及故障诊断。接触器作为通用变频器的起停控制信号，可直接起动变频器来实现电动机的控制，但绝对不能用于频繁起动的设备，否则极易损坏变频器。

16）变频器输出侧装设热继电器式电动机过载保护的条件。

变频器内部的电子热继电器可在50%～105%额定电流范围内选择设定。在下列情况时，外加热继电器代替电子热继电器：

①一台变频器控制多台电动机。

②需要频繁起动电动机。

③变频器不具有电动机参数自适应功能，且电动机不是四极电动机或非标准通用电动机。

选用外部热继电器进行电动机过载保护时，热继电器应装设于靠近变频器输出侧，特别是当变频器与电动机之间的电缆较长时。

（3）变频器常见故障维修

1）故障现象：变频器柜短路跳闸，故障显示欠电压。

①处理方法：检查变频器柜外围部分输入、输出电缆及电动机是否正常，变频器所配快速熔断器是否断，拆下变频器，检查交流输入端整流模块上3个铜母排之间有无明显的短路放电痕迹，整流管阻容保护电阻的线头是否被打断，其他部分外观有无异常。检查输入端4只整流管是否完好，将阻容保护电阻端控制线重新焊好。用万用表检查变频器主回路输入、输出端是否正常；主控制板是否正常；检查内部控制线连接是否良好，变频器内有无异物。将变频器分别接电压表和频率表，调节电位器，输出电压三相平衡，频率可调，说明调频功能正常。试验正常后接原电机，变频柜盘面电压表指示输入交流电压为380V。按起动按钮，调节电位器，电动机运转。若当频率调至11Hz时，变频器跳闸，故障指示为“LU”，即直流回路欠电压保护。可将电动机拆除，空载试验变频器，调节电位器频率可以调至设定值50Hz。重新连接电动机起动后，在调节频率的同时测量直流输出电压，若发现在频率上升时，直流电压由513V降至440V左右，应使欠电压保护动作。若在送电后，发现变频器内部冷却风扇工作异常，接触器K73触点未闭合（正常情况下，K73应闭合，以保证对充电电容足够的充电电流）。应检查控制回路有无故障。再用万用表测量配电室熔断器式刀开熔丝有无熔断，处理后重新送电，变频器、电动机等即可正常。

②事故分析：

a.变频器柜短路保护装置跳闸原因。经检查变频器内快速熔断器完好，说明其逆变器回路无短路故障，故障原因可能发生在整流桥附近，根据有电击的印迹可判断变频器内有无进入异物，如小动物、昆虫、螺钉、金属丝等，而在运行中滑至L1整流桥母排间造成短路，同时将阻容保护电阻连接线打断，变频器跳闸，短路电流将异物烧熔。

b.送电时欠电压跳闸原因。L1输入侧短路时，将配电室对应L1相的熔断器烧断，但因红色指示器未弹出来，有时未及时发现；变频器柜上电压表指示恰好引自L2、L3两相，指示为380V，误为输入电压正常；变频器内部控制回路电压由控制变压器二次侧提供，其一次电压取自L1、L3两相，L1断相后，造成接在二次侧的接触器和冷却风扇失去电源，引起整流桥输出电压降低，当频率调升至一定程度时，随着负载的增大，滤波电容器两端电压下降较快，形成欠电压保护跳闸。处理时应仔细查看相关电源的接线，判断接线相序，对处理故障有很大帮助。

2）故障现象：调试时电动机从较高转速减速至零速时失速。

处理方法：检查制动电流极限值设定值，中间直流回路电压极限值设定值，在减速过程中，中间直流回路电压是否已升至极限值，则中间直流回路电容器两端的电阻功率有限，致使中间直流回路电压迅速升至极限值，制动转矩太小而造成失速。可将制动电流极限值设定为67%变频器减速功能即可恢复正常。

3）故障现象：接通电源后通用变频器无显示。

处理方法：测量电源板进线电压是否正常，否则说明电源板有故障。查看说明书和原理图仔细查看电源部分接线情况，一般电源板由PWM控制器SG3526N产生控制信号驱动主电路的两只开关管轮流工作，经开关变压器及各整流电路得到变频器内部工作所需要的各种电源。若检查发现四路差分电压比较器LP339的一路输出端为高电平，则与SG3526N的电源端17脚相连的一个场效应晶体管截止，SG3526N不能产生控制信号。若在检查LP339的外围电路无故障，则应更换该LP339，变频器即可恢复正常。

4）故障现象：运行中显示“过电流”故障，跳闸后故障不能复位。

处理方法：变频器在过电流跳闸后，则应停电检查变频器逆变器侧各元件、电缆及电动机是否正常。若经检查发现，变频器中间直流回路上的继电器不能工作，则说明故障在检测电路或其后续电路，当测量电流反馈信号测试端，其中V相电压值为7.68V，远大于变频器允许通过最大电流对应的2.5V，而另外两相的电流反馈电压值为0V，则更换V相电流互感器后，变频器即可正常。

5）故障现象：故障显示电动机过热。

处理方法：先检查电动机是否正常、负载也是否增大。这台被控电动机上没有PTC元件，相应接线端已被短接，则说明故障在变频器控制主板上。经检查发现温度检测电路中的一个100Ω的贴片电阻若开路，则造成检测电路的分压比变化，使PTC保护电路误动作。更换该电阻后，变频器恢复正常。如果将控电动机绕组内预埋的测温元件PTC与通用变频器控制主板上的相应接线端相连接，即可对电动机的温度进行监控。

9.软起动器

软起动器与变频起动器基本相同，但功能较变频器少，其安装、调试、运行及维修与变频器有很多相同的地方，常用接线图见图2-51。

软起动器与传统起动器一样，可供电动机起动、停止，并具有相应的保护功能和测量功能及编制功能。编程键盘见图2-52。故障处理见表2-7。

图2-51 常用软起动器接线图

图2-52 ATS48软起动器编程键盘示意图

表2-7软起动器故障原因及处理方法

（续）

（1）起动功能

1）电压控制软起动。电动机的起动加速按照电压斜坡进行控制，对于多个电动机并接在一个起动器上或者电动机功率相对于起动器额定值非常小的情况下，应使用电压控制软起动。

2）转矩控制软起动。起动按照转矩斜坡进行控制，能够显著降低机械应力和电应力。

3）带定子损耗补偿的软起动/停止。在加速或减速阶段，起动器与电动机按△联结或转差率较大的电动机中，振荡是最常见的现象，定子损耗补偿设置后选取合适的参数值，能够使设备正常运行。

4）带电压提升的软起动。由于停止时的摩擦或机械间隙等造成电动机起动时的阻转矩比较大。带电压提升的软起动可以在运行命令开始时，施加一个可调整的电压，使电动机在起动开始阶段以较大的转矩起动，经100ms后，再按照标准的加速斜坡起动。

5）带电动机预热的软起动。为了防止电动机结冰或冷凝等现象，可以采用预热功能（可通过逻辑输入端的设置激活）。此设置会使一个可调整的电流（0～100%）在电动机停机并延时后、通入电动机，该电流对电动机进行加热但不会使其转动。

（2）停止功能

软起动有3种停车形式：自由停车、减速停车、制动停车。

1）自由停车。电动机自由停车，起动器对电动机不施加任何控制。这是出厂默认设置。

2）减速停车。这是通过控制电压或转矩的软停车。起动器通过调节半导体的开通和关断时刻使电动机按照电压或转矩斜坡逐渐减速。避免快速停止。这类停机适用于泵类，能够降低液压瞬态变化，防止水锤效应。

3）制动停车。如果电动机存在相当大的惯性，则起动器在电动机中产生一个制动转矩，以使电动机快速减速。此类停车用于能够减少停车时间而适用于高惯性的应用场合。

（3）保护

1）起动器热保护。通过安装在散热器上的PTC传感器和计算晶闸管的温升提供热保护。

2）电动机热保护。起动器会根据受控制的额定电流I_n和实际吸收的电流持续地计算电动机的温升。如果I/O端子PTC1和PTC2端已接电动机温度传感器模拟输入，则软起动器可根据检测到的电动机温度实施热保护。这两种方式（计算和模拟输入）可以同时使用。

3）电动机欠载保护。如果电动机的转矩在一个可调整的时间内（1～60s）低于一个可调整的阈值（20%～100%额定转矩），视为电动机欠载。起动器可执行的动作为报警、锁定或无保护（默认）。

4）超长起动时间保护。起动时间超过一个可调整的时间（10～999s），视为起动时间超长，起动器可以锁定电动机或无保护（默认）。

5）电动机过载保护。在稳定状态下，电动机电流超过一个可调整的阈值（50%～300%电动机额定电流）且持续一个可调整的时间（0.1～60s），可认为电动机过载。起动器可执行的动作为报警、锁定或无保护（默认）。

6）线路相序颠倒保护。如果相线顺序与所配置不同，起动器将锁定并显示故障PIF，默认相线顺序为不检测（可配置为123，321）。

7）断相保护。如果电动机某一相的电流降到可调整的阈值（50%～10%起动器额定电流）以下并持续0.5s或全部三相电流全部降至此阈值以下持续0.2s，起动器锁定并显示故障。

8）起动前延时保护。为了避免电动机过热的快速连续起动，起动器可设置起动前时间（0～999s）。电动机转为自由停机模式后时间继电器起动，延时开始。延时过程中接受到运行命令电动机不能起动，显示“tbS”表示延时正在进行。

（4）编程功能

要改变参数值，软起动器必须处于停机状态，并且施加控制电压。可以通过向上、向下键和ENT进入键找到需要修改的参数，再利用向上、向下键调整至需要的参数值，最后用ENT进入键确认修改即可，修改成功的参数值会闪烁一下。但是，有些参数比较重要，为使修改生效，需要按住ENT键2～10s不等，参数闪烁以示确认。

10.其他电气动力装置

其他电气动力装置指上述未曾提到的设备或特殊电器或新型产品，其他电气动力装置也应按上述要求进行检查和调整。

1）外观检查应无破损、裂纹或残缺，并应与使用说明书相符。内部接线正确无松动，模块插件紧固正确。

2）测试绝缘电阻、额定电流、线圈吸合电压、导电回路接触电阻，并作机械传动程序试验，应无明显缺陷。绝缘电阻的测试必须将电子电路部分与电路摘开。

3）按上述方法调整各类继电器、传感器、调节器、变速器，使其能按设定的参数动作，并符合说明书的要求。

4）按照使用说明书要求及程序解体动力装置，进一步发现缺陷，有烘干要求的要进行烘干，特别是绝缘电阻较低的设备。

5）通电空载试验，有频率、转速要求的要测量频率和转速。通电试验必须在绝缘电阻合格的情况下进行，接通电源后应先观察设备各部件、仪表、指示器的情况，并观察有无声响或其他异常。一切正常后才可以进行下一步试验，并观察仪表、指示器，如有异常应立即断开电源。按上述方法进行直到试验调整完毕。如设备有异常应与供应商联系，未得到供应商允许前不得再次通电。

6）需要用计算机输入程序或操作的设备，必须用厂商指定的软件系统，并按使用说明书进行。该计算机一经用入系统，不得再移为他用，以防病毒。

7）有备用模块的设备应将备用模块插上替代设备原装模块，然后进行相同试验和调整，设备应与原装模块功能相同。

8）模块的测试和试验应用专用设备进行，其输入、输出信号应正确无误。

9）测试、试验、调整的接线必须正确无误，应详细阅读说明并按说明书要求进行，并由非接线人员核对接线。电源电压必须正确，接线的确认必须由两个以上人员确认，任何人不得擅作主张。

10）工程中遇到的特殊设备必须按上述程序一一解决，不要急于求成，更不要擅自乱动，要阅读分析安装使用说明书，即使有的说明书含糊其辞，只要仔细去分析，一般均会满意解决。