当旧款变频器（VFD）发生故障时，最快的修复方法通常是更换一个能安装在相同位置、采用相同接线方式并驱动相同电机的变频器。无论您寻找的是完全相同的二手备件，还是最新一代型号，检查事项都是一样的。仅匹配马力或千瓦额定功率是不够的：本指南列出了您在订购前需要对比的项目。
1. 输入电压和相数
首先检查电源。查看铭牌上的输入电压范围（例如 380-480 V 级或 200-240 V 级）、频率，以及变频器是额定单相还是三相输入。一些三相变频器仅在大幅降额的情况下接受单相电源，而有些则完全不接受；说明书会告知您具体情况。还要注意网络类型：在未接地或高阻接地系统中，许多变频器需要断开内部 EMC 滤波器。
2. 输出电流，而不仅仅是马力或千瓦
变频器上的功率额定值是一个方便的标识，但变频器实际上是通过输出电流来保护自身的。两台功率相同的电机，根据其转速、效率和电压的不同，其满载电流也可能不同。请对比：
- 电机铭牌上的满载电流。
- 变频器在所需负载下的连续输出电流。
- 变频器允许的过载电流及其持续时间。
替换变频器的连续输出电流应至少等于电机的满载电流。我们关于IEC 电机额定电流的文章提供了典型值，但电机铭牌上的数据始终具有决定性。
3. 普通负载或重载
许多变频器标有两项额定值。普通负载（有时称为轻载或变转矩负载）适用于风扇和离心泵，这些负载需要的过载较少。重载（恒转矩负载）适用于输送机、搅拌机、提升机和容积式泵，这些设备在启动和峰值时需要更高的过载能力。同一变频器机架在普通负载下的电流额定值通常高于重载。过载百分比和持续时间因制造商而异，因此请查看数据表，并选择与旧变频器应用相匹配的额定值。
4. 制动：斩波器、电阻器或再生制动
如果旧变频器用于快速减速高惯性负载或制动超速负载，它可能使用了动态制动。请检查：
- 制动斩波器（晶体管）是集成在变频器中，还是作为独立模块。
- 制动电阻的欧姆值和功率额定值。每个变频器都规定了最低电阻；低于该值的电阻可能会损坏斩波器。
- 该应用是否使用了再生单元，或者多个变频器共用一个直流母线。
变频器内部。
5. 控制模式和电机数据
旧款变频器通常设置为简单的 V/Hz 模式；其他变频器则使用无传感器矢量控制或带有编码器的闭环控制。如果应用需要低速转矩或精确的速度调节，替换变频器必须支持相同模式，并且在连接时支持相同类型的编码器和电压。输入电机铭牌数据，并在变频器提供时运行自动整定程序。
6. I/O、安全和通信
列出连接到旧变频器控制端的所有导线及其功能：
- 数字输入：启动、停止、方向、预设速度、故障复位。注意它们的接线方式是汇流还是源流（参见NPN 与 PNP：汇流与源流），以及是否使用变频器内部的 24 V 电源。
- 模拟输入和输出：0-10 V、±10 V 或 4-20 mA，以及它们的量程。
- 继电器输出：故障、运行、达到速度信号，由控制系统使用。
- 安全功能：如果旧变频器具有安全转矩关断（STO）输入，替换变频器需要具有等效功能，并且必须重新验证安全回路。如果它没有，则保留现有安全设计（通常是接触器），除非由具备资质的人员重新设计。
- 通信：Modbus RTU、PROFIBUS DP、DeviceNet、EtherNet/IP、PROFINET 或其他网络。选项卡、节点地址、数据映射，有时还需要设备描述文件（EDS 或 GSD），必须与 PLC 的预期相匹配。
7. 参数备份和固件
在拆除正在运行的变频器之前，请备份其参数：使用键盘复制功能、制造商的 PC 软件，或者至少把所有更改过的参数记录下来。完全相同的备件会使此操作变得简单，因为参数文件通常可以直接下载，但前提是固件版本必须足够接近。检查旧变频器和替换变频器的固件版本；一些软件工具会拒绝使用不同固件版本创建的参数文件，而且一些参数的含义可能会因版本而异。
8. 电机电缆长度和 dV/dt
变频器输出的快速电压边沿可能会在电机端子处产生电压尖峰，尤其是使用长电机电缆时。它们会损害电机绝缘和轴承。检查变频器允许的最大电缆长度，旧安装是否使用了输出电抗器、dV/dt 滤波器或正弦滤波器，以及电机是否设计用于逆变器使用。除非替换变频器的说明书称其不需要，否则请保留原有的任何滤波器。屏蔽电机电缆和两端的正确接地也十分重要。
9. 外壳、冷却和安装
- 适合安装位置的外壳防护等级（例如 IP20、IP55、NEMA 1 或 NEMA 12）。
- 尺寸、安装孔以及上方和下方用于空气流通的净空。
- 以瓦为单位的热损失，必须由控制柜冷却系统排出。
- 针对高温环境、高海拔或更高开关频率的降额。
- 如果原先安装了，则输入端的线式电抗器或谐波滤波器。参见谐波的影响。
完全相同的二手备件还是最新一代型号？
| 项目 | 完全相同的二手备件 | 最新一代型号 |
|---|---|---|
| 安装和接线 | 通常具有相同的尺寸和端子 | 通常不同；可能需要更改控制柜 |
| 参数 | 通常可以直接复制 | 必须翻译并重新输入 |
| 通信 | 相同网络和映射 | 可能需要不同的选项卡或更改 PLC |
| 停机时间 | 快速更换 | 更长时间的工程和调试 |
| 长期支持 | 取决于旧产品的状态 | 制造商当前的官方支持 |
仅供参考。 使用完全相同的二手变频器通常是重新启动机器最快的方法；之后可以再进行计划升级。
对于任何存放过的变频器，还有一点需要注意：长时间存放后，许多制造商要求在施加全电压之前对直流母线电容器进行重整化。请按照变频器说明书中的程序和存放限制进行操作。
电气设备的操作必须由具备资质的人员按照适用的电气规范和制造商的说明进行。变频器直流母线电容器在断电后仍可能带电：请遵守变频器上标明的等待时间。
关键要点
- 匹配输入电压和相数，然后匹配合适负载下的输出电流，而不仅仅是马力或千瓦。
- 检查制动方式、控制模式、I/O 接线、安全输入和通信选项。
- 在更换前备份参数并对比固件版本。
- 遵守电缆长度限制，并保留原有的输出滤波器和电抗器。
- 检查变频器安装的控制柜的外壳、冷却和降额要求。
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