缺相故障發(fā)生在三相電路當(dāng)中，可能出現(xiàn)在輸入側(cè)，也可能出現(xiàn)在輸出側(cè)，表現(xiàn)為有一相或多相電壓缺失或異常，導(dǎo)致電流不平衡，影響變頻器或電機的正常工作。

如上圖的R、S、T為輸入側(cè)，U、V、W則為輸出側(cè)。

二、變頻器缺相的表現(xiàn)與判斷

1. 故障現(xiàn)象：

• 變頻器顯示“缺相”、“輸入電壓低”、“輸出不平衡”等報警信息或相應(yīng)的故障代碼。
• 電機啟動困難或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)。
• 電機發(fā)熱嚴重。
• 輸出頻率/電流波動大。
• 變頻器頻繁跳閘（如過流、過載保護）。

???當(dāng)變頻器正常工作時，Udc上的電壓如下圖所示，一個工頻周期內(nèi)將有6個波頭，此時直流電壓Udc將不會低于470V，對于一個7.5kW的變頻器而言，其C的值大小一般為900uf，當(dāng)滿載運行時，可以計算出周期性的電壓降落大致為40V，紋波系數(shù)不會超過7.5％。而當(dāng)輸入缺相發(fā)生時，一個工頻周期中可能只有2個電壓波頭，且整流電壓最低值為零。此時在上述條件下，可以估算出電壓降落大致為150V，紋波系數(shù)要達到30％左右。

由此可以看出，在變頻器輸入缺相后仍在運行時，電容C將被反復(fù)大范圍的充電，這種情況很可能導(dǎo)致電容器損壞，而且當(dāng)負載較重時，還會進一步損壞整流橋，如在送電時就發(fā)生缺相，由于單相大電流運行極易造成變頻器燒毀。

2. 檢測方法：

（1）查看變頻器面板上報警信息

（2）使用萬用表測量電壓

• 輸入側(cè)測量：
  • 斷電后檢查 R、S、T 三相之間的電阻是否平衡。
  • 通電后測量三相輸入電壓是否一致（通常為 380V~415V，誤差不超過 ±5%）。
• 輸出側(cè)測量：
  • 測量 U、V、W 三相輸出電壓是否對稱。

（3）使用鉗形電流表測量電流

• 檢查三相電流是否平衡。
• 若某一相電流明顯偏小或為零，說明該相缺相。

（4）觀察驅(qū)動板信號

• 使用示波器觀察 IGBT 驅(qū)動信號是否正常。
• 如果某一路無驅(qū)動信號輸出，可能是內(nèi)部模塊或控制電路故障。

3、常見原因分析

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(fā)現(xiàn)三相電壓無輸出。

重新拆機，對驅(qū)動卡進行詳細檢測，該變頻器驅(qū)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(guān)參數(shù)：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(guān)斷時間0.5μs?？芍苯域?qū)動50A/1200V以下的IGBT模塊。PC923的電路結(jié)構(gòu)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(nèi)部V1、V2三極管。常規(guī)應(yīng)用，是將5、8腳短接，接入供電電源的正極。如果將輸出側(cè)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(jīng)穩(wěn)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(dǎo)通。有觸發(fā)脈沖輸入且頻率較低時，3腳為3V上下的擺動電壓，當(dāng)頻率上升時，該腳約為此3V電壓逐漸趨于穩(wěn)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(fā)現(xiàn)3腳的電平高，而2腳電平低。這是導(dǎo)致U、V、W無輸出的關(guān)鍵原因。 現(xiàn)在檢測的結(jié)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(dāng)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(jīng)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(wěn)壓管的簡單串聯(lián)穩(wěn)壓電源，三極管基極偏流電阻開路，導(dǎo)致供電電壓為零。更換偏流電阻后，測PC923的2、3腳電壓恢復(fù)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(xù)出現(xiàn)的OC故障。對負責(zé)傳輸OC信號的SN0357光耦進行測量，結(jié)果顯示輸入側(cè)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(cè)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(yīng)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(xiàn)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(qū)動電路接收到了OC信號，從而觸發(fā)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(xiàn)象為：運行當(dāng)中出現(xiàn)隨機停機現(xiàn)象，可能幾天停機一次，也可能幾個小時停機一次，當(dāng)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(fù)多次后，有時又能啟動成功，并運轉(zhuǎn)一段時間。

將變頻器從現(xiàn)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(tài)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(tài)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(fēng)扇的連線，為開關(guān)電源減輕負載后，情況大為好轉(zhuǎn)，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(guān)電源帶負載能力差。

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

進一步檢測發(fā)現(xiàn)，開關(guān)電源的次級繞組及后續(xù)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(fēng)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(tài)，則出現(xiàn)繼電器噠噠跳動，間或出現(xiàn)“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(dāng) 5V降為 4.5V以下時，則變頻器馬上會從啟動狀態(tài)變?yōu)榇龣C狀態(tài)。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(dāng)?shù)陀?.5V時，則被強制進入“待機狀態(tài)”；在4.7V到4.5V之間時，則檢測電路工作，CPU發(fā)出故障報警。

接下來，遍查開關(guān)電源的相關(guān)元器件，竟發(fā)現(xiàn)“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(lián)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(guān)管Q2為高反壓和高放大倍數(shù)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(shù)有較嚴格的要求，市場上較難購到。再結(jié)合故障現(xiàn)象分析，可能為開關(guān)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(guān)管，用戶催修甚急。試調(diào)整電路，將分流調(diào)整管的工作點下調(diào)，使之降低對Q2基極電流的分流作用，進而提升開關(guān)管Q2的導(dǎo)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(lián)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(wěn)定輸出5V，故障排除（此故障排除是采取了權(quán)宜之計，應(yīng)急修復(fù)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(guān)管Q2有老化現(xiàn)象，放大能力下降，Ic值偏低，開關(guān)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(xiàn)象，使分流過大，開關(guān)管得不到良好驅(qū)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(guān)管Q2，將串接47Ω電阻解除，恢復(fù)原電路后，開關(guān)電源工作正常。說明該機器開關(guān)電源電路帶載能力差的故障原因，確系Q2開關(guān)管低效所致。

經(jīng)檢測，變頻器無明顯故障，上電測試直流回路電壓，在輸入電壓為380V時，直流電壓為540V左右（輕載），也正常，檢查不出變頻器故障的具體原因。然后在公司帶負載測試一天也未跳故障。但是回到生產(chǎn)現(xiàn)場，當(dāng)變頻器滿載運行時，運行一段時間又跳欠電壓故障停機，檢測直流回路電壓，已跌至430V，這說明變頻器確實存在軟故障。

根據(jù)故障現(xiàn)象分析，有三個可能故障點：

1. 三相整流電路，富士9000變頻器三相整流電路由六塊100A整流模塊組成。每兩塊相并聯(lián)使用。用數(shù)字萬用表的二極管擋，測整流橋的正向壓降，發(fā)現(xiàn)都在430V( 0.43kV)左右，測其正反向電阻也沒發(fā)現(xiàn)問題。由于該款變頻器的整流模塊和逆變模塊在功率上有相當(dāng)大的余量，因此嫌疑不大。
2. 充電接觸器的主觸點接觸不良，富士9000變頻器采用兩只接觸器并聯(lián)，經(jīng)過檢查也沒發(fā)現(xiàn)主觸點有問題。
3. 主回路電解電容的問題， 富士9000變頻器一共有6只儲能電容，每只電容量為8200μF，檢測其容量為8000 - 8300μF之間。然后從調(diào)壓器送入可調(diào)三相電源。

經(jīng)過以上檢查，仍未發(fā)現(xiàn)故障，但判斷還是電容的嫌疑最大， 雖然電容測試容量是滿足要求的。但本機故障表現(xiàn)，又確實表現(xiàn)為儲能電容的容量下降，起不到應(yīng)有的儲能作用，而使直流回路的電壓下降，導(dǎo)致電壓檢測電路報出欠電壓故障。

此類故障往往又較為隱蔽， 尤其是大功率變頻器中的電容，運行多年后，其引出電極常年累月經(jīng)受數(shù)百赫茲的大電流充、放電沖擊，出現(xiàn)不同程度的氧化現(xiàn)象，用電容表測量，容量正常；用萬用表測量，也有鮮明的充、放電現(xiàn)象，反向漏電流阻值也在容許范圍內(nèi)，但接在電路中，則因充、放電內(nèi)阻增大，相當(dāng)于電容充、放電回路串接了一定阻值的電阻 。主要體現(xiàn)在兩個方面：

• 能量存儲不足：在電源電壓出現(xiàn)短暫下降或負載突然增大的情況下，正常容量的主電容能夠依靠其存儲的能量來維持直流母線電壓的穩(wěn)定。然而，容量下降的主電容無法存儲足夠的能量，導(dǎo)致直流母線電壓迅速降低。
• 濾波能力減弱：這會使直流母線電壓中的紋波成分增加，進一步影響電壓的穩(wěn)定性。當(dāng)電壓下降到變頻器設(shè)定的欠電壓閾值時，就會觸發(fā)欠電壓故障

最后維修方案是購買6只8200μF 400V優(yōu)質(zhì)電解電容，將該機儲能電容全部更換，檢測測直流回路電壓，帶載情況下，主回路電壓達到520V以上，試機一段時間后一切正常，修復(fù)成功。

知道了這些原因，那么在檢測時就可以針對性的進行分析：

首先：測量變頻器的電源電壓， 以排除電源方面的原因；

其次：變頻器上電運行， 測量主電路的P、N 端子的直流電壓值， 正常值約為500V 以上， 若測量值正常， 說明為變頻器直流電壓檢測電路誤報故障， 應(yīng)檢修電壓檢測電路

最后：如果測量直流電壓值較低（500V 以下）， 說明為變頻器主電路方面的原因。需要進一步檢查兩個方面：

1. 對充電接觸器和充電電阻進行檢查，除了用萬用表電阻檔測量啟動電阻阻值是否正常外，還要目視觀察接觸器觸點是否有燒灼的現(xiàn)象。如果接觸器運行中因接觸不良形成跳火， 造成主觸點燒灼，會導(dǎo)致充電接觸器的主觸點虛接。
2. 檢查主電容器的容值，一般在標稱容值的15%之內(nèi)，電解液逐漸干涸會導(dǎo)致電容量減小，另外，還要目視是否有漏液，鼓包等現(xiàn)象，一般主電容超過10年后，出現(xiàn)故障的概率就會非常高。

首先根據(jù)設(shè)備的新舊，新應(yīng)用還是老應(yīng)用來做初步排查。

1、新設(shè)備或應(yīng)用故障往往出現(xiàn)在選型不當(dāng)，參數(shù)設(shè)置錯誤，外圍因素等方面

1. 選型不當(dāng)。 例如，變頻器報過電流故障，需詢問客戶電機拖動的負載情況（重載或輕載）、是否超海拔使用以及環(huán)境溫度是否超出設(shè)計要求等，以排除選型問題，再檢查電機、電纜、負載過重等。
2. 參數(shù)設(shè)置。以變頻器報過電流故障為例，當(dāng)載波頻率參數(shù)設(shè)置大于 4kHz 時，會導(dǎo)致輸出電流下降，載波頻率越高，輸出電流越小，越易發(fā)生過電流故障。
3. 例如， 變頻器報電機過溫故障或過載故障，與電機數(shù)據(jù)的設(shè)置密切相關(guān)，特別是電機額定值的設(shè)置，這與變頻器檢測的電機負載過載率有關(guān)。額定電流數(shù)據(jù)設(shè)置過小，會導(dǎo)致變頻器檢測到負載率過大，從而引發(fā)過負載故障或電機溫度升高過快、電機溫度過高故障而停機。
4. 外圍因素。
   舉例 1：電源缺相，會導(dǎo)致變頻器報缺相故障。
   舉例 2：電機電纜接地或繞組接地，會引發(fā)變頻器輸出接地故障。
   舉例 3：外圍傳感器或傳感器接線問題，會導(dǎo)致 PID 控制失效。
   舉例 4：外圍給定信號失效或啟動信號失效，會導(dǎo)致變頻器不運行。
   舉例 5：電機負載過重，會導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)速上不去。

2、老設(shè)備則往往和內(nèi)部部件損壞相關(guān)

• 舉例 1：如內(nèi)部整流器件損壞，會引發(fā)變頻器報缺相故障。
• 舉例 2：電源充電電阻燒毀會導(dǎo)致控制面板無顯示。
• 舉例 3：內(nèi)部開關(guān)電源失效會導(dǎo)致控制面板無顯示。

可以看出，變頻器的故障多種多樣，解決問題的方法也各不相同。關(guān)鍵是要根據(jù)問題的本質(zhì)找到最合適的解決方案，這才是正確的思路。

上圖為ABB ACS880 變頻器原理圖，由圖可知，當(dāng)變頻器上電時，先通過充電二極管，充電電阻給變頻器預(yù)充電，變頻器直流母線帶電后，通過直流電容、均壓電阻穩(wěn)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(fā)板等其他電路板供電，變頻器的整流觸發(fā)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(yù)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(dāng)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(dǎo)致上電無顯示；
2. 電源板損壞，不能給INT、ZCU板供電，從而導(dǎo)致上電無顯示；
3. INT板損壞，不能給ZCU板供電，從而導(dǎo)致上電無顯示；
4. ZCU板損壞，導(dǎo)致上電無顯示；
5. 冷卻風(fēng)扇損壞，風(fēng)扇線圈電阻大增，將INT板電壓拉低，從而導(dǎo)致INT板無法正常給ZCU等供電，導(dǎo)致上電無顯示。

二、當(dāng)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(dāng)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(fā)板損壞，此情況下，是由于變頻器上電后整流橋不工作，導(dǎo)致通過充電電阻電流太大，將電阻燒毀。

下面是幾種引起缺相保護的原因，供參考：

1. 當(dāng)變頻器進線側(cè)電源發(fā)生缺相
2. 當(dāng)電源電壓出現(xiàn)比較大的波動（升高或降低）
3. 當(dāng)電源側(cè)連線出現(xiàn)連接不實、導(dǎo)線截面選擇較小
4. 進線電源側(cè)安裝有接觸器
5. 當(dāng)負載的慣性比較大時候，電機出現(xiàn)能量回饋
6. 當(dāng)整流器件性能不良或整流器的觸發(fā)電路失常
7. 當(dāng)濾波電容的容量嚴重下降或無容量

以上幾種因素，都會激發(fā)變頻器的“進線缺相”故障。

電源方面引起的“缺相故障“，首先要考慮是電源本身缺相引起。檢查測量電源三相是否平衡，如果缺相，要檢查缺相的原因。要注意一點，如果在沒有負載情況下測量出來的電源電壓平衡，沒有缺相現(xiàn)象，電源不一定是正常的。這是因為在帶載以后，電流產(chǎn)生的電壓降落有可能引起變頻器進線側(cè)電源異常，引發(fā)“進線缺相”故障。當(dāng)進線電源側(cè)連線出現(xiàn)連接不實、導(dǎo)線截面選擇較小，或者進線電源側(cè)連接有接觸器，接觸器的主觸頭接觸不實，都可能會引發(fā)變頻器進線側(cè)電源電壓降低的風(fēng)險，引起直流母線出現(xiàn)波動，導(dǎo)致“進線缺相“故障的發(fā)生。在變頻器運行時，如果是電源電壓有波動現(xiàn)象，也會引起直流母線電壓的脈動，可能會引發(fā)“進線缺相”故障。

負載方面引發(fā)的“進線缺相”故障，是由電機的慣性引起的。電機的慣性引發(fā)的能量回饋會使變頻器的直流母線電壓升高波動，也有可能會引發(fā)“進線缺相”
元器件不良引發(fā)的“進線缺相”故障包括整流橋開路、觸發(fā)電路板失效、濾波電容容量嚴重下降失效等。

其中整流觸發(fā)電路板失效是引發(fā)此種故障的主要原因，整流晶閘管觸發(fā)極開路或整流二極管開路也有出現(xiàn)。

對于使用時間很長的變頻器，出現(xiàn)此種故障后，要考慮濾波電容的性能，檢查其容量是否下降失效。但也不排除整流觸發(fā)板失效等其他原因引起。

1.電源故障

如果現(xiàn)象是電源瞬時斷電，或電壓低落出現(xiàn)“欠電壓”顯示，或者瞬時過電壓出現(xiàn)“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(fù)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(shù)設(shè)置不當(dāng)

當(dāng)變頻器參數(shù)預(yù)置后，空載試驗正常，加載后出現(xiàn)“過電流”跳閘，可能是起動轉(zhuǎn)矩設(shè)置不夠或加速時間不足。

有的變頻器運行一段時間后，轉(zhuǎn)動慣量減小，導(dǎo)致減速時“過電壓”跳閘，這時需要修改功能參數(shù)，適當(dāng)增大加速時間。

4.內(nèi)部故障處理

如果是變頻器內(nèi)部故障，可能是由于內(nèi)部風(fēng)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(nèi)部故障排除后，再安裝變頻器運行。

變頻器內(nèi)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(nèi)部有否斷線、虛焊、燒焦氣味或變質(zhì)變形的元器件，如有則應(yīng)及時處理。
2. 用萬用表檢測電阻的阻值和二極管、開關(guān)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。