变频器逆变器损坏为什么会跳过流故障?其检测电路的原理是怎样的?
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发布时间：2022-04-23 06:55
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时间：2023-10-06 04:47
主回路主要由三相或单相整流桥、平滑电容器、滤波电容器、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元件组成。其中许多常见故障是由电解电容引起。电解电容的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定，在回路设计时已经选定了电容器的型号，所以内部的温度对电解电容器的寿命起决定作用。电解电容器会直接影响到变频器的使用寿命，一般温度每上升10 ℃，寿命减半。因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度，另一方面可以采取措施减少脉动电流。采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流，从而延长电解电容器的寿命。
在电容器维护时，通常以比较轻易测量的静电容量来判定电解电容器的劣化情况，当静电容量低于额定值的80%，绝缘阻抗在5 MΩ以下时，应考虑更换电解电容器。
1.2 主回路典型故障分析
故障现象：变频器在加速、减速或正常运行时出现过电流跳闸。
首先应区分是由于负载原因，还是变频器的原因引起的。假如是变频器的故障，可通过历史记录查询在跳闸时的电流，超过了变频器的额定电流或电子热继电器的设定值，而三相电压和电流是平衡的，则应考虑是否有过载或突变，如电机堵转等。在负载惯性较大时，可适当延长加速时间，此过程对变频器本身并无损坏。若跳闸时的电流，在变频器的额定电流或在电子热继电器的设定范围内，可判定是IPM模块或相关部分发生故障。首先可以通过测量变频器的主回路输出端子U、V、W， 分别与直流侧的P、N端子之间的正反向电阻，来判定IPM模块是否损坏。如模块未损坏，则是驱动电路出了故障。假如减速时IPM模块过流或变频器对地短路跳闸，一般是逆变器的上半桥的模块或其驱动电路故障;而加速时IPM模块过流，则是下半桥的模块或其驱动电路部分故障，发生这些故障的原因，多是由于外部灰尘进入变频器内部或环境潮湿引起。
1.3 控制回路故障分析
控制回路影响变频器寿命的是电源部分，是平滑电容器和IPM电路板中的缓冲电容器，其原理与前述相同，但这里的电容器中通过的脉动电流，是基本不受主回路负载影响的定值，故其寿命主要由温度和通电时间决定。由于电容器都焊接在电路板上，通过测量静电容量来判定劣化情况比较困难，一般根据电容器环境温度以及使用时间，来推算是否接近其使用寿命。
电源电路板给控制回路、IPM驱动电路和表面操作显示板以及风扇等提供电源，这些电源一般都是从主电路输出的直流电压，通过开关电源再分别整流而得到的。因此，某一路电源短路，除了本路的整流电路受损外，还可能影响其他部分的电源，如由于误操作而使控制电源与公共接地短接，致使电源电路板上开关电源部分损坏，风扇电源的短路导致其他电源断电等。一般通过观察电源电路板就比较轻易发现。
逻辑控制电路板是变频器的核心，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大规模集成电路，具有很高的可靠性，本身出现故障的概率很小，但有时会因开机而使全部控制端子同时闭合，导致变频器出现EEPROM故障，这只要对EEPROM重新复位就可以了。
IPM电路板包含驱动和缓冲电路，以及过电压、缺相等保护电路。从逻辑控制板来的PWM信号，通过光耦合将电压驱动信号输入IPM模块，因而在检测模快的同时，还应测量IPM模块上的光耦。
1.4 冷却系统
冷却系统主要包括散热片和冷却风扇。其中冷却风扇寿命较短，临近使用寿命时，风扇产生震动，噪声增大最后停转，变频器出现IPM过热跳闸。冷却风扇的寿命受限于轴承，大约为10000～35000 h。当变频器连续运转时，需要2～3年更换一次风扇或轴承。为了延长风扇的寿命，一些产品的风扇只在变频器运转时而不是电源开启时运行。
1.5 外部的电磁感应干扰
假如变频器四周存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。减少噪声干扰的具体方法有：变频器四周所有继电器、接触器的控制线圈上，加装防止冲击电压的吸收装置，如RC浪涌吸收器，其接线不能超过20 cm;尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主回路分离;变频器控制回路配线绞合节距离应在15 mm以上，与主回路保持10 cm以上的间距;变频器距离电动机很远时(超过100 m)，这时一方面可加大导线截面面积，保证线路压降在2%以内，同时应加装变频器输出电抗器，用来补偿因长距离导线产生的分布电容的充电电流。变频器接地端子应按规定进行接地，必须在专用接地点可靠接地，不能同电焊、动力接地混用;变频器输入端安装无线电噪声滤波器，减少输入高次谐波，从而可降低从电源线到电子设备的噪声影响;同时在变频器的输出端也安装无线电噪声滤波器，以降低其输出端的线路噪声。
1.6 安装环境
变频器属于电子器件装置，对安装环境要求比较严格，在其说明书中有具体安装使用环境的要求。在非凡情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应抑制措施：振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施;潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件锈蚀、接触不良、绝缘降低而形成短路，作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构;温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，非凡是半导体器件，应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。
除上述几点外，定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于非凡的高寒场合，为防止微处理器因温度过低不能正常工作，应采取设置空气加热器等必要措施。
1.7 电源异常
电源异常大致分以下3种，即缺相、低电压、停电，有时也出现它们的混合形式。这些异常现象的主要原因，多半是输电线路因风、雪、雷击造成的，有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外，有些电网或自行发电的单位，也会出现频率波动，并且这些现象有时在短时间内重复出现，为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也提出相应要求。
假如四周有直接启动的电动机和电磁炉等设备，为防止这些设备投入时造成的电压降低，其电源应和变频器的电源分离，减小相互影响。
对于要求瞬时停电后仍能继续运行的设备，除选择合适价格的变频器外，还应预先考虑电机负载的降速比例。当变频器和外部控制回路都采用瞬间停电补偿方式时，失压回复后，通过测速电机测速来防止在加速中的过电流。
对于要求必须连续运行的设备，应对变频器加装自动切换的不停电电源装置。像带有二极管输入及使用单相控制电源的变频器，虽然在缺相状态，但也能继续工作，但整流器中个别器件电流过大，及电容器的脉冲电流过大，若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响，应及早检查处理。
1.8 雷击、感应雷电
雷击或感应雷击形成的冲击电压，有时也会造成变频器的损坏。此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，短路开闭会产生较高的冲击电压。为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件。真空断路器应增加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器，应在控制时序上，保证真空断路器动作前先将变频器断开。
2 变频器本身的故障自诊断及预防功能
老型号的晶体管变频器主要有以下缺点：轻易跳闸、不轻易再启动、过负载能力低。由于IGBT及CPU的迅速发展，变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能，大幅度提高了变频器的可靠性。
假如使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”，其中的“启动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因，将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算，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，以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。
此外，由于变频器的软件开发更加完善，可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障化解后，仍能保持继续运行，例如：对自由停车过程中的电机进行再启动;对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。
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时间：2023-10-06 04:47
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时间：2023-10-06 04:48
一、 到福建省泉州市去调试三台用在纺织机上的15KW变频器，原因：变频器老是跳硬件保护“OCU1”故障，赶到现场后我静态测试机器无问题，主线路、控制线路也完好。我用万用表量零线和地线是通的，问电工才知道他们工厂的零地是共用的。一般变频器接地时，如果该工厂零线与地线是共用的话，最好另处取地线，把地线取下后故障解除。
故障分析：因为该厂的零线与地线是共用的，变频器接地线也等于接了零线，零线一般会传播干扰信号。而我们的变频器报“OCU1”故障有如下几种情况：1。变频器三相输出侧有短路现象；2。逆变模块损坏；3。外部干扰信号进入变频器。
由于第一与第二种原因正常排除，就只有第三种外部干扰信号，干扰信号是从地线进入的，所以把地线拆除，就切断了干扰源。这时运行变频器恢复正常。
二、在福清市调试一台锅炉引风机55KW的机器。故障也是“OCU1”，通常我们这种“OCU1”故障是：外部干扰，三相输出有短路现象，机器内部故障问题。原因是机器一启动到运行到10HZ左右就报，（变频器是用的自由停车，风机惯性也比较大）用户要经常启停变频器。这说明机器问题不太，是干扰问题，（因为电机线放了几十M长，而且控制线和主电源线是混合在一起的）停下变频器半个小时后，观查引风机还在自转。我就把变频器参数变为“先制动，再启动”（F0-011=1 当然还有一些参数要改，这里我就不在说明了，大家可以进我们网站下载技术手册。）然后再启动变频器，故障还有是没有解除，用了几种方案后，最后我们把启动频率提高到3HZ（F0-012=3）问题就解决了。真是什么问题都有呀！
三 、江门市一个人造板机械上覆铜箔板18层双幅真空热压机组通过变频改造后，*振动声很大，发出的噪声也大，改用工频运行就正常。
本机组由二台真空斜轴泵、一台充压泵、一台加压泵，（这是改造的四台机器）。上下料架各一台、一台移动式装卸机及相应的液压系统、真空系统、电控系统组成。一共用了三台55KW，一台75KW的变频器，全部采用多段速运行。
到现场后发现是两台斜轴泵的管道发出的噪声。把下限频率提升起来到30HZ（原来20HZ）还是不行。用了好几种方案还是不能解决问题，通过观察当斜轴泵加速时就发出这种噪声，后来想到可能是多段速的加减速时间可能设置太长，把减速时间调到5HZ（原来15HZ，真空泵的负载一般不是很重），噪声也就消失了。
四，我遇到一个难解的故障，是这样的，一个客户打电话我，说我们公司的一批机器 通过上位机控制，上位机给启动指令时能启动，但给停止指令时就不能停机。具体如下，
40台11-22KW的风机节能改造，每台变频器都用一个上位机DDC模块控制（加拿大生产）。上位机主要是监测变频器的故障报警、过滤网报警、频率、启停、温度等。其它都正常，就是启停时有麻烦。后来到现场检测，故障真是这样，然后查看上位机DDC模块的说明书，最后发现是DDC模块的干接点不接受直流24V，只接受交流24V或者是无源信号都行，所以才会出现上面这种现象。后来加一个继电器就解决了。
五，也是一个与上位机联机控制的变频器，故障是上位机给运行信号，变频器不接收，其它都正常，而变频器本身就能运行起来，只要一联上位机就不行。我就跟客户讲，把线路再好好的检查一下，用户硬说很好，没有问题。我就认定是线路故障，后来我们技术到现场处理时，就发现一条接24V的线没接捞搞。
续、下面谈一些干扰问题:
1、一用户反映PLC给信号到变频器时,经常出不必要的故障,比如给假信息,或者变频器不接收信息.由于客户比较急用,我们就赶到现场处理,检测了变频器,PLC,电源,设备均正常.初步认定是干扰引起.我们在PLC的电源模块及输入/输出的电源线上接入滤波器,问题还是得不到明显的改善,后来把变频器和PLC的电源线,控制线分开走线,这时故障才解除..
2、最近有一客户打电话来反映,由三台变频器组成的调速系统(装在同一个变频柜里),出现如下情况:用外接的电位器调频率时,发现异常使转速产生波动.然后就会报故障.到现场后检查了电源,负载,电位器,控制线路都正常.在调试变频器时,当一台单独运行时,工作正常,三台同时运行时就会出现异常.这可能是干扰引起.
对策：将三台变频器移出变频柜,分别装在一个单独的变频柜里,电位器也分开,然后改用屏蔽线。最后干扰清除,三台都能同时运行.
3、前几天，接到一个用户电话，说给一台印刷机做节能改造，用多段速运行。（3。7KW）变频器单独运行印刷机很正常，当与印刷机的送纸机同步运行时，报软件过流故障。代理商技术员调了一天，没有调好，就认定是我们的机器有问题，不能用要退货。
后来到现场维护处理，检测了线路，变频器都无问题。看了一下设备，印刷机里有两台电机，一台主电机，（就是改造的3。7KW的），还有一台是给送纸机用的，起上下降作用。变频器单独运行印刷机正常，就是与送纸机同步运行时报故障。这些动做都是通过接触器，继电器工作。印刷机设备也没有接地，而我们变频器的接地也就是接在印刷机设备上，所以根本没有接地，认定是干扰故障。
对策：A,把所有控制线更换成屏蔽线，加磁环；
b,把电源线加磁环；
c,把设备和变频器分别接地，最后故障解除。
续、谈一谈现场遇到的线路故障
1。在福建省出差做售后服务时，我们代理商的客户有一台伦茨5.5KW的变频器老跳故障。机器发出去检修了两次都没有问题，拿回来用就是不行，维修人员到现在也没看出什么问题，刚好碰上了客户跟我一讲，引用了我的兴趣想过去看看。到现在观看了一下现场，这台机器是接上位机控制的变频器；控制线路多；现场环境温度也很高，站一会就冒汗；机器用了好几年了。跟据这几点，我怀疑是线路有短路。我把所有的控制线路去掉，不带负载；空载运行半小时正常，接上负载后也正常，后接上控制线就报故障了。这让我心里有点低了，把所有控制线拆下测量，最后发现有两根线老化短路，其它的线也有不同的老化，只是没有这么严重。把所有控制线换掉，运行变频器一切都很正常。
2。浙江省某纺织厂一台110KW变频器用在空压机上，用PID控制。最近上电就没有显示，没有24V，其它都正常。代理商的技术员到现场更换了电路板还是不行，变频器改造时又没有改旁路，客户急得很，打了好几个电话到公司。赶到现场后检测变频器正常，把控制线去掉后，单独运行变频器完好。不过24V电路被烧坏，这肯定也是短路造成的。用户控制线走线不是靠墙走，而是从地上走线，也很随便，地上也较乱。这是一个低极错误。把控制线拉去来测量，发现有多处损坏而短路，而且都是被硬物压坏的。
3。上月到江西一个煤矿企业处理一台160KW国产变频器，故障原因是老跳过载保护，空载运行就没有问题，量三相也平衡。由于此机过了保修期，客户怕返回厂家麻烦，我刚好出差到了江西，受客户所托就赶过去看看，现场环境真的不敢想呀！我至今还有阴影。进到现场最多支持10分钟，带口罩也只能半小时，煤灰太多，又难闻，不好意思了，又谈起我的感受了，谈正题。
在现场检查了外部线路，操作台都正常，变频器三相也正常，电路板上的电流检测电路也没有什么问题，那故障出在那里了，我就想到霍尔传感器，霍尔线，测量传感器阻值是正常的，可能就是霍尔线不良了，取下来用万用表测量，发现还真是有一根信号线断了，用电烙铁焊好后运行变频器就正常了。
此变频器就安装在电机旁边，可能是振动引起的吧！当然原因是多方面的，这也只是我的个人意见了，当然变频器安装在电机旁边本来就是不合理的，希望大家注意了。
4。曾在一台设备上用过4台18.5的变频，在我们公司出厂前都经过严格的调试，但是到了用户现场，电工接完线上电后告诉我总是对方总空开跳闸，有时是某一台变频起动就跳闸，有时是两台起动跳闸。
我到现场后，检查所有接线、变频参数设定及硬件都没用问题，到厂家总空开处看发现他们的空开是临时借用的，地线和中线短接且有漏电保护作用，只有30mA。而技术使用手册上标明每台变频器都应不大于30mA的漏电流。将对地漏电保护线拆除故障就没了。
跟据这几个现场经验，建议我们的用户在安装变频器时，对线路走线，安装都要考虑是否符合安全规范，有条件最好套PV管或铜、铝、铁管，这样即可保护好线路又可以屏蔽，如有条件建议安装旁路，这样就避免不少麻烦。
最近遇动几个值得注意的问题？供大家分享。
一、今年六月接到一个客户的电话，说用我们15KW的变频器带负载时变频器发热严重，（此机已用了一年多了），想返回公司维修。我就问他，电机有没有发热，他说没注意到，他观查了以后打电话说电机也发热。我要求他把变频器更换到另一台电机上面用，看有没有这种现象，后来说没有很正常，还是带的18.5KW 的。最后不用我说用户就知道怎么做了，这说明电机存在问题。所以我们在遇到问题时，就不要急，静下心来慢慢查原因。一切故障都有因果是不是！
二、今天修了一台110KW的变频器，故障原因是温度过高引起变频器炸，电解电容炸爆，现在是夏天来了，好多地方高温不断，我们应该多注意呀！如果自己的变频器是用在温度过高的地方，想法改善一下要作环境为上策。
三、今天收到一个同行给我发来的一封求助信。
具体内容如下，他在给客户一台18.5KW锅炉引风机安装一台18。5KW的变频器，变频器安装好后一启动，配电房分闸就跳，原来配电房每路都安装了漏电保护器（200mA动作，30mA脉冲）。要求客户拆除漏电保护遭拒绝，后将载波频率调到1KHz，改变变频器启动方式仍未能解决，最后怀疑电机的电源线有漏电，因其长度有20米左右且埋于地下，但要求客户更换也有困难（其原先工频使用正常）。请问有没有什么简单有效的解决方法？请您帮忙解答，不胜感激!
解答；漏电保护器一般检测到三相不平衡度为%20以上就会跳保护，当安装变频器后三相不平衡度一般会超过%50以上，所以漏电保护器肯定会跳。下面我给出几种方法，希望能帮到你。
方法一：漏电保护器上一般会有一个调节器，把调节器调大即可；
方法二：把漏电保护器更换为变频器专用漏电保护器，市面上有卖变频器专用漏电保护器的。
方法三：增大设备负载，也就是马达负载，启动漏电流就不会很大了。
方法四：把漏电保护器短接掉。
五、最近我遇到一个现场变频器调试问题，这个问题很值得我们借鉴，所以我就发上来和大家一起分享！
具体问题如下：一个山东的客户打电话过来反映一台75KW变频器在运行中老是跳过流“OC”保护故障，根据经验这个故障是比较难处理的，因为“OC”故障有几下几种情况：1。机器负载输出侧有短路；2。负载太重，加速时间太短；3。变频器模块损坏；4。外部干扰信号等。
这几个现象用户说有考虑到，负载工频用没有关系，加速时间已设定到60S，变频器也加装了电抗器，最重要的一点就是变频器不带负载运行正常。听到这些我郁闷半天，最后我就问用户自己有没有维修过变频器，或者说运行过变频器没有。过了一会儿用户回电给我说，这台变频器被电工换过主控板，由于这种75KW的变频器显示不正常，电工就从一台备用机37KW变频器机器上拆下来的更换上去的。由于我们公司变频器37KW和75KW的主控板是一样的，只是参数设定不一样，电工就很自信的更换上去，37KW的变频器参数与37KW电机参数相符合，与75KW电机参数肯定不相符如（电流、功率、极对数、转数、电流采样等）。所以用在75KW上肯定会报“OC”故障。建议用户在没有搞清状况下，不要轻易维修变频器，如果维修而又对变频器不是很了解，可以先找一下这方面的技术员了解一些情况，也可以直接找厂家。
六、接到一个代理客户的投诉电话，反映一台设备上用了4台MM440的变频器，代理商把变频器在家里都把参数都试好，也运行了变频器正常，但是到了用户现场，电工把变频器接完线后，通交流电源总是对方总空开跳闸，有时是某一台变频起动就跳闸，有时是两台起动跳闸。
我到现场后，检查所有接线、变频参数设定及硬件都没用问题，到厂家总空开处看发现他们的空开是临时借用的，地线和中线短接且有漏电保护作用，只有30mA。而MM440使用手册上标明每台变频都会有不大于30mA的漏电流（因为改用变频器后漏电流可以会达到50MA以上）。将对地漏电保护线拆除就好了。
七。最近去河北调试一批变频器，主要是用在炼胶机上，炼出来的胶用于电缆上。刚开时我不知道是用在炼胶机，客户说是用在风机水泵类负载上。所以定的变频器也就是风机水泵型的，我一赶到现在一看原来如此！这那里是风机水泵负载，这不是在忽悠人吗！！客户的技术员还说这就是轻载呀，还要求用闭环控制，我说有反馈过来吗，有压力有流量吗？他说没有，反正要用闭环才能节能。把我气晕了。后来在领导安排下安装了一台一试，根本就启动不起来，一按运行就保过流保护，已经达到180%的过载率。这种现场就不太适合做变频改造，后来客户要求改造，只好全部更换重载型的变频器才能解决问题！真的是磨人呀！！
八。最近遇到一个比较麻烦的问题？现在公布出来让大家分享，具体问题如下：
昨天接到一个代理商技术支持电话，反映我们的一台3。7KW的变频器用在4KW的钟织纺织机上，运行几个小时后，电机不转；但变频器还有频率显示，而且还不报故障，就是电机不转。以为是变频器有问题，后又更换了一台新的，故障依然如此。
以前是装的‘XX’的变频器损坏了，现改装我们的变频器遇到这种情况，真是难见的问题呀！后来发现按正转按钮变频器运行时，正转和反转指示灯都亮；这就奇怪了，难道又是干扰引起，我们换成屏蔽线后，一切正常。
九。最近接到一个做机械配套的用户电话,反映我们的变频器对他机械设备上的触摸屏产生干扰.具体故障如下:
用户说设备使用中触摸屏经常花屏或变成蓝色.看不到数据,只要重新断电再送电,故障就没有了,过十几分钟故障又开始出现,用户要求技术支持现场处理.
故障分析与处理:我们到现场后,发现变频器是由触摸屏控制,检查了变频器,外部控制线路,设备都正常.换上新的变频器后试了一会儿,故障依然存在.后把控制线换成屏蔽线加磁环,故障还是没有得到解决.
最后,我怀疑是触摸屏上有问题,我把触摸屏上的电源线扒掉再重新插上,故障就没了.一会儿又出现故障,后把所有的信号线插头都扒掉,还是有问题.
真是奇怪了,是那里干扰呢!在这时我突然想到触摸屏后的接地线,把接地线取下.设备正常运行了一小时都没出现故障.后来检测是因为接地不良,接地电阻比较大引起.
十。去年(2007)12月份,我到淅江一个现场处理了一个很有意思的故障,相信这个故障对大家有所帮助.
该用户用了我们公司一台160KW的变频器,操作面板采用远程监控,接线长度达到150M.
故障现象：变频器在启动时操作面板显示模糊，数字不停的跳动。运行到正常频率后，有时会跳动，有时会闪烁。严重影响用户的操作与使用，要求我们公司派技术人员现场处理。
处理分析：到达现场后观看了整个操作程序，还真是客户所说不停的闪烁。依具经验这种故障肯定出在线路上，由于接线比较长,存在损耗,机器是代理安装，150M的远程线也是代理自己做的线。查看面板线是采用屏蔽线，而且另一端是屏蔽接地了。按照标准这应用是正常的接法，但我用了好几种方法都不见效,如加磁环,重新走线等,最后我采用了两端屏蔽接地的方法，效果显著，而且跳动与闪烁故障完全解除。
变频器的控制电路及几种常见故障分析
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