西門子變頻器檢修方法的敘述:
1.電流檢測(cè)電路的特點(diǎn)
1)從U、V、W三相輸出端3只電流互感器來(lái)的U1、V1、W1三相電流信號(hào),被后續(xù)電路處理成兩大類信號(hào)。模擬電壓信號(hào),直接送往CPU電路,處理后供運(yùn)行電流顯示和輸出(電流)電壓/頻率的控制;開(kāi)關(guān)量信號(hào),用于不同工作過(guò)程中的保護(hù)動(dòng)作控制,如運(yùn)行中過(guò)電流、加速中過(guò)電流、減速中過(guò)電流,輸出過(guò)電流、接地等。
2)開(kāi)關(guān)量信號(hào)被處理成“延時(shí)動(dòng)作處理”和“直接動(dòng)作”兩類信號(hào),前者為“輕故障”信號(hào),信號(hào)輸出時(shí),變頻器有一個(gè)延時(shí)動(dòng)作過(guò)程。在延時(shí)過(guò)程中,變頻喊叫出現(xiàn)相應(yīng)調(diào)整動(dòng)作,只是給出故障示警,并不是馬上停機(jī)保護(hù);后者為“重故障”信號(hào),信號(hào)輸出時(shí),毫無(wú)商量余地馬止停機(jī)保護(hù)。
3)根據(jù)待機(jī)(停機(jī))、起動(dòng)、運(yùn)行三大工作階段的不現(xiàn)。
①某故障信號(hào)被“有效”采用,某故障信號(hào)被“無(wú)效”忽略。
②同一故障信號(hào)來(lái)源,根據(jù)工作階段的不同,被報(bào)出不同的故障代碼。變頻器的驅(qū)動(dòng)電路和輸出電流檢測(cè)電路,都有報(bào)OC(過(guò)電流、短路)、GF(接地、地短路)的可能。有些機(jī)型GF故障(接地、地短路)故障是由驅(qū)動(dòng)電路在起動(dòng)初始階段報(bào)出,有的機(jī)型是由三相輸出電流檢測(cè)電路,在起動(dòng)初始階段報(bào)出。在起動(dòng)瞬間報(bào)出的OC信號(hào),是由驅(qū)動(dòng)電路IGBT管壓降檢測(cè)電路報(bào)出,而運(yùn)行中報(bào)出的OC信號(hào),則多為三相電流檢測(cè)電路所報(bào)出,屬于“重故障”信號(hào),不經(jīng)延時(shí),即直接報(bào)出。
2.檢修思路和方法
1 )上電即報(bào)OC故障。上電后處于待機(jī)狀態(tài),未接受起動(dòng)信號(hào),操作面板顯示OC故障。有的變頻器甚至顯示一個(gè)說(shuō)明書(shū)中沒(méi)有的故障代碼,變頻器拒絕運(yùn)行操作甚至拒絕所有操作(不能調(diào)看參數(shù))。
故障實(shí)質(zhì):CPU在上電自檢中,檢測(cè)故障報(bào)警端口有嚴(yán)重過(guò)載情況存在(或判斷電流檢測(cè)電路已經(jīng)損壞,起不到正常保護(hù)作用),如貿(mào)然投入運(yùn)行將危及IGBT模塊的案例,故以O(shè)C或其他代碼做出警示,并拒絕相關(guān)的運(yùn)行操作。
分析:輸出電源檢測(cè)電路與驅(qū)動(dòng)電路的IGBT保護(hù)繼電器(IGBT管壓降檢測(cè)電路)都可能報(bào)出OC故障。起動(dòng)瞬間報(bào)出OC故障,多為IGBT管壓降檢測(cè)電路,檢測(cè)到異常高的管壓降,由驅(qū)動(dòng)電路返回OC信號(hào)。另外,當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路的IGBT保護(hù)電路本身故障時(shí),也會(huì)向CPU返回一個(gè)OC信號(hào),使CPU在上電后報(bào)警OC故障。三相電流檢測(cè)電路本身故障,如基準(zhǔn)電壓偏移或檢測(cè)電路的元器件損壞,使電路輸出一個(gè)固定的"故障電平,也會(huì)使CPU報(bào)警OC故障。
檢測(cè)方法:先確定OC(或別的故障代碼)故障是由驅(qū)動(dòng)電路還是電流檢測(cè)電路所引起。將驅(qū)動(dòng)電路的OC信號(hào)報(bào)警功能解除掉,如不再報(bào)OC故障,說(shuō)明故障為驅(qū)動(dòng)電路誤報(bào)故障;若將驅(qū)動(dòng)電路的OC報(bào)警解除后,仍報(bào)OC故障,說(shuō)明故障在三相輸出電流檢測(cè)電路。檢查電流檢測(cè)電路中的故障信號(hào)處理電路,檢測(cè)電壓比較器電路的輸出狀態(tài),是否為故障信號(hào)電平,依信號(hào)次序向前級(jí)電路檢查,直到找出”故障信號(hào)“的根源。
2)上電報(bào)GF(接地、地短路)故障。有兩種情況:上電后,示接受起動(dòng)信號(hào),即報(bào)GF故障;一投入運(yùn)行信號(hào),即報(bào)警GF故障。
故障實(shí)質(zhì):變頻器說(shuō)明書(shū)對(duì)GF故障的定義是:接地電流大于變頻器50%額定電流。變頻器輸出端的接線或負(fù)載電機(jī)有接地現(xiàn)象,如電動(dòng)機(jī)繞組與外殼絕緣變壞等。GF故障檢測(cè)電路本身故障造成。
分析:有的變頻器是由驅(qū)動(dòng)電路報(bào)出GF信號(hào)的,起動(dòng)瞬間報(bào)出GF故障,則說(shuō)明逆變輸出電路或驅(qū)動(dòng)電路本身故障或存在嚴(yán)重接地故障;有的機(jī)型,上電后,報(bào)地短路故障,則為電流檢測(cè)電路本身故障,誤報(bào)地短路故障。變頻器報(bào)警GF故障的時(shí)機(jī)也有所不同,有的是上電后即報(bào)出GF故障,有的則只在起動(dòng)瞬間報(bào)GF故障。
檢測(cè)方法:先將驅(qū)動(dòng)電路的OC(GF)報(bào)警功能解除,如報(bào)GF故障,檢修驅(qū)動(dòng)電路。若仍報(bào)GF故障,檢修三相輸出電流檢測(cè)電路。檢查GF故障信號(hào)處理的相關(guān)電路,并依信號(hào)傳輸次序往前級(jí)電路查找信號(hào)來(lái)源,也有可能為電流互感器損壞,造成高電壓幅度的”故障電壓“輸出,引起后級(jí)故障信號(hào)處理電路,報(bào)出GF故障。
3)運(yùn)行中報(bào)警OL或OL1、 OL2或OC故障。
故障實(shí)質(zhì):
①負(fù)載過(guò)重,超過(guò)變頻器的保護(hù)設(shè)定閥值,變頻器實(shí)施正常的保護(hù)動(dòng)作,有的維修工誤 認(rèn)為是變頻器故障。
②變頻器工作參數(shù)設(shè)置不當(dāng),如大慣性負(fù)荷,因加、減時(shí)間設(shè)置太短,使負(fù)載轉(zhuǎn)差率增大,變頻器給出”加速中過(guò)電流“,OC等故障報(bào)警。
③直流回路的儲(chǔ)能電容容量嚴(yán)重下降,因起動(dòng)或運(yùn)行過(guò)程中電流/電壓劇烈波動(dòng),造成”加速中過(guò)電流“,OC等故障。
④電流檢測(cè)電路本身故障,如基準(zhǔn)電壓嚴(yán)重偏離等,造成額定電流以下,誤報(bào)過(guò)流故障。電流檢測(cè)電路本身?yè)p壞。
故障分析
上述①②兩種故障,屬于負(fù)載方面及參數(shù)設(shè)置方面的原因,似乎是屬于用戶方面的原因,但往往產(chǎn)品銷售商和維修者都難脫干系,因而現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試也勢(shì)必成為不可或缺的一個(gè)維修內(nèi)容,變頻器能正常轉(zhuǎn)起來(lái),維修任務(wù)才能宣告結(jié)束。
第3種過(guò)電流原因出在直流回路的儲(chǔ)能電容容量下降的身上,有些很難讓人聯(lián)想起來(lái)。不是維修經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)豐富的師傅,可能考慮不到也檢查不到這一環(huán)節(jié)。
第4種過(guò)電流原因是電流檢測(cè)電路本身元器件不良造成的。首先要確定基準(zhǔn)電壓形成電路是否正常,故障時(shí)造成基準(zhǔn)電壓偏離,較小的運(yùn)行電流,便能電路報(bào)出嚴(yán)重的“過(guò)電流”故障;放大環(huán)節(jié)和電壓比較器電路有元器件損壞或變值,造成電流檢測(cè)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)偏離正常值,也易使正常電流信號(hào)被傳輸成故障電流信號(hào)。
電流檢測(cè)電路由電流互感來(lái)的電流信號(hào),是分為多路送往后級(jí)信號(hào)處理器的,各自完成各自的任務(wù),有的負(fù)責(zé)報(bào)出地短路故障信號(hào),有的經(jīng)長(zhǎng)延時(shí)處理后報(bào)出 OL1信號(hào),有的經(jīng)短延時(shí)報(bào)出OL2信號(hào),有的不經(jīng)延時(shí)報(bào)出OE和OC信號(hào),可根據(jù)故障代碼的不同,落實(shí)到具體電路,檢測(cè)故障來(lái)源,提高檢修效率。
檢測(cè)方法:
①屬于用戶方面的原因,要與用戶進(jìn)行很好的溝通,如負(fù)載過(guò)重,可建議用戶將變頻器功率級(jí)別增大一級(jí)等,或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)試解決問(wèn)題。
②對(duì)于起動(dòng)即跳“加速中過(guò)電流”和OC故障的機(jī)器,則輕載試機(jī)正常和檢查負(fù)載方面也無(wú)異常,千萬(wàn)不可人為將變頻器的過(guò)電流保護(hù)百分比調(diào)大,進(jìn)行強(qiáng)制開(kāi)機(jī)。應(yīng)檢測(cè)直流回路的儲(chǔ)能電容有無(wú)容量減小和失容現(xiàn)象,如存在電容失容現(xiàn)象,則應(yīng)全部更換儲(chǔ)能電容后,再試機(jī)。如不屬于儲(chǔ)能電容問(wèn)題,則應(yīng)檢查負(fù)載電機(jī)是否存在絕緣老化等問(wèn)題,可更換電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)。
③對(duì)運(yùn)行中跳過(guò)載的機(jī)器,應(yīng)用鉗形電流表測(cè)量輸出電流,操作變頻器的操作顯示面板,調(diào)出輸出電流顯示值,看是否和測(cè)量值偏差異過(guò)大。如存在偏差,應(yīng)調(diào)出變頻器容量設(shè)置參數(shù),據(jù)變頻器容量重新設(shè)定。如東元和英威騰變頻器維修中,當(dāng)變頻器容量設(shè)置有誤時(shí),內(nèi)部程序?qū)﹄娏鞯挠?jì)算比例也同時(shí)變更,造成顯示誤差和誤過(guò)電流報(bào)警;若變頻器的容量設(shè)置無(wú)誤,但屏顯電流值與實(shí)測(cè)值相差較大,應(yīng)檢查基準(zhǔn)電壓形成電路和模擬電流信號(hào)傳輸通路若實(shí)測(cè)電流值與實(shí)測(cè)值相符,則基準(zhǔn)電壓形成電路基本正常,應(yīng)檢查故障信號(hào)處理電路-----開(kāi)關(guān)量信號(hào)處理電路。
西門子變頻器維修實(shí)例1
一臺(tái)西門子變頻器,空載運(yùn)行一段時(shí)間后,跳OL1故障,然后停機(jī)保護(hù)。
分析:變頻器空載運(yùn)行,沒(méi)有輸出電流,屬于誤過(guò)電流報(bào)警;運(yùn)行后延時(shí)報(bào)警再停機(jī),故障電路應(yīng)在U11B故障信號(hào)處理電路。打開(kāi)變頻器外殼,找到CPU主板上的該部分電路,測(cè)量U11B(LF339)的輸出腳低電平,OL1故障信號(hào)正是由此腳報(bào)出。U11B的接有R132至+15V的上拉電阻,靜態(tài)電壓應(yīng)為15V。觀察到該機(jī)器主板曾被人維修過(guò),R132焊接痕跡,用萬(wàn)用表測(cè)量,R132因一端焊接不良而開(kāi)焊,合U11B低電平,故變頻器在運(yùn)行后報(bào)出OL1故障。
西門子變頻器維修實(shí)例2
一臺(tái)11KW變頻器,運(yùn)行中當(dāng)加速到40HZ以上時(shí),即跳恒速中過(guò)電流。但實(shí)際上運(yùn)行電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定電流,并且換用其他變頻器后,電動(dòng)機(jī)運(yùn)行正常。檢查驅(qū)動(dòng)電路的六路逆變脈沖輸出均正常,判斷為電流互感器電路檢測(cè)異常。測(cè)量電流檢測(cè)電路的各靜態(tài)電壓,均正常。查看電流檢測(cè)電路,電流互感器輸出信號(hào)經(jīng)一只3R電阻和50R電阻分壓后,供CPU主板。懷疑電流互感器為非標(biāo)產(chǎn)品,故外接分壓網(wǎng)絡(luò)以做調(diào)整。其分奪值可能不夠準(zhǔn)確,使其電流采樣值偏大,誤跳過(guò)電流故障。或電流互感器內(nèi)部電路的輸出值有所漂移,同樣造成誤跳過(guò)電流故障。
最簡(jiǎn)單的方法,是調(diào)整電流互感器的外接分壓電阻網(wǎng)絡(luò)。將其下分電壓電阻值減小,使輸出電壓范圍滿足后續(xù)電路輸入電壓值的要求。有條件的話,可在運(yùn)行中監(jiān)測(cè)面板電流顯示值,調(diào)整分壓電阻值,使運(yùn)行電流值與顯示值相符。往往在維修人員,不能將變頻器接上額定負(fù)載運(yùn)行,故先將下分壓電阻換為一只100R電位器,然后到現(xiàn)場(chǎng)安裝運(yùn)行時(shí),再將其調(diào)整到適宜位置。
變頻器到現(xiàn)場(chǎng)安裝后,運(yùn)行到25HZ時(shí),從顯示面板上調(diào)出運(yùn)行電流值,與鉗形電流檢測(cè)值相對(duì)照,調(diào)整100R電位器,使顯示值與實(shí)測(cè)值相一致。停電后,測(cè)出電位器的阻值,用一只30R電阻代換后,故障排除。