1、2 安川變頻器的常見(jiàn)故障2.1 開(kāi)關(guān)電源損壞開(kāi)關(guān)電源損壞是眾多變頻器最常見(jiàn)的故障,通常是由于開(kāi)關(guān)電源的負(fù)載發(fā)生短路造成的,在眾多變頻器的開(kāi)關(guān)電源線路設(shè)計(jì)上,安川變頻器因該說(shuō)是比較成功的。616G 3采用了兩級(jí)的開(kāi)關(guān)電源,有點(diǎn)類似于富士G5,先由第一級(jí)開(kāi)關(guān)電源將直流母線側(cè)500多伏的直流電壓轉(zhuǎn)變成300多伏的直流電壓。然后再通過(guò)高頻脈沖變壓器的次級(jí)線圈輸出5V、12V、24V等較低電壓供變頻器的控制板,驅(qū)動(dòng)電路,檢測(cè)電路等做電源使用。在第二級(jí)開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)上安川變頻器使用了一個(gè)叫做TL431的可控穩(wěn)壓器件來(lái)調(diào)整開(kāi)關(guān)管的占空比,從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。前幾期我們談到的LG變頻器也使用了類似的控

2、制方式。用作開(kāi)關(guān)管的QM5HL-24以及TL431都是較容易損壞的器件。此外當(dāng)我們?cè)谑褂弥腥缛袈?tīng)到刺耳的尖叫聲,這是由脈沖變壓器發(fā)出的,很有可能開(kāi)關(guān)電源輸出側(cè)有短路現(xiàn)象。我們可以從輸出側(cè)查找故障。此外當(dāng)發(fā)生無(wú)顯示,控制端子無(wú)電壓,DC12V,24V風(fēng)扇不運(yùn)轉(zhuǎn)等現(xiàn)象時(shí)我們首先應(yīng)該考慮是否開(kāi)關(guān)電源損壞了。2.2 SC故障SC故障是安川變頻器較常見(jiàn)的故障。IGBT模塊損壞,這是引起SC故障報(bào)警的原因之一。此外驅(qū)動(dòng)電路損壞也容易導(dǎo)致SC故障報(bào)警。安川在驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)上,上橋使用了驅(qū)動(dòng)光耦PC923,這是專用于驅(qū)動(dòng)IGBT模塊的帶有放大電路的一款光耦,安川的下橋驅(qū)動(dòng)電路則是采用了光耦PC929,這是一款

3、內(nèi)部帶有放大電路,及檢測(cè)電路的光耦。此外電機(jī)抖動(dòng),三相電流,電壓不平衡,有頻率顯示卻無(wú)電壓輸出,這些現(xiàn)象都有可能是IGBT模塊損壞。IGBT模塊損壞的原因有多種,首先是外部負(fù)載發(fā)生故障而導(dǎo)致IGBT 模塊的損壞如負(fù)載發(fā)生短路,堵轉(zhuǎn)等。其次驅(qū)動(dòng)電路老化也有可能導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)波形失真,或驅(qū)動(dòng)電壓波動(dòng)太大而導(dǎo)致IGBT損壞,從而導(dǎo)致SC故障報(bào)警。2.3 OH過(guò)熱過(guò)熱是平時(shí)會(huì)碰到的一個(gè)故障。當(dāng)遇到這種情況時(shí),首先會(huì)想到散熱風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn),觀察機(jī)器外部就會(huì)看到風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn),此外對(duì)于30kW以上的機(jī)器在機(jī)器內(nèi)部也帶有一個(gè)散熱風(fēng)扇,此風(fēng)扇的損壞也會(huì)導(dǎo)致OH的報(bào)警。2.4 UV欠壓故障當(dāng)出現(xiàn)欠壓故障時(shí),首先應(yīng)該檢查輸

4、入電源是否缺相,假如輸入電源沒(méi)有問(wèn)題那我們就要檢查整流回路是否有問(wèn)題,假如都沒(méi)有問(wèn)題,那就要看直流檢測(cè)電路上是否有問(wèn)題了。對(duì)于200V級(jí)的機(jī)器當(dāng)直流母線電壓低于190VDC,UV報(bào)警就要出現(xiàn)了;對(duì)于400V級(jí)的機(jī)器,當(dāng)直流電壓低于380VDC則故障報(bào)警出現(xiàn)。主要檢測(cè)一下降壓電阻是否斷路。2.5 GF接地故障接地故障也是平時(shí)會(huì)碰到的故障,在排除電機(jī)接地存在問(wèn)題的原因外,最可能發(fā)生故障的部分就是霍爾傳感器了,霍爾傳感器由于受溫度,濕度等環(huán)境因數(shù)的影響,工作點(diǎn)很容易發(fā)生飄移,導(dǎo)致GF報(bào)警。變頻器在運(yùn)行的過(guò)程中,可能會(huì)出現(xiàn)種種問(wèn)題,需要進(jìn)行維修和檢修; 而變頻器在停機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間后,由于各種原因,也可能會(huì)

5、造成故障。本文將介紹一種所遇到的變頻器在停機(jī)4個(gè)月后,恢復(fù)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障。2 故障現(xiàn)象一臺(tái)拖動(dòng)潛污泵的安川616P5變頻器,在線停機(jī)4個(gè)多月恢復(fù)運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn),自開(kāi)機(jī)的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中,屏顯50Hz的頻率,表顯78A 電流。按照工藝要求泵機(jī)應(yīng)在50Hz以下范圍內(nèi)運(yùn)行變化。顯然,變頻器的變頻功能失控。3 故障分析與檢測(cè)變頻器能運(yùn)行在50Hz的工頻中且輸出380V的電壓,泵機(jī)運(yùn)行。這些現(xiàn)象表明功率模塊輸出正常,控制電路失常。616P5是通用型變頻器,它的控制電路核心元件是一塊內(nèi)含CPU的產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)的專用大規(guī)模集成電路L 7300526A 。該變頻器通常處在遠(yuǎn)程傳輸控制中,從控制端子接受420mA

6、的電流信號(hào)。根據(jù)通用型變頻器工作原理,“頻率設(shè)定不可調(diào)”故障現(xiàn)象,可能來(lái)自兩個(gè)單元電路:(1 A/D轉(zhuǎn)換器(2 PWM的調(diào)制信號(hào)。本著先易后難的檢修思路, 為排除A/D轉(zhuǎn)換電路的隱患,采用排斥法檢測(cè), 即首先卸掉控制端子相關(guān)電纜, 改用鍵盤(pán)即數(shù)字操作器輸入頻率設(shè)定植, 屏顯故障現(xiàn)象依舊。第二步,采用比較法檢測(cè),即用MODEL100信號(hào)發(fā)生器分別從控制端子FI-FC,FV-FC輸入42mA, 010V模擬信號(hào),結(jié)果屏顯故障現(xiàn)象依舊。從鍵盤(pán)輸入數(shù)碼參數(shù)設(shè)定值,是通過(guò)編碼掃描程序進(jìn)入CPU 系統(tǒng),控制端子輸入的模擬信號(hào)則是經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后并經(jīng)邏輯電路處理進(jìn)入CPU系統(tǒng)。通過(guò)排斥法和比較法的檢測(cè),可以

7、確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換電路正常。芯片L 7300526A 采用數(shù)字雙邊沿調(diào)制載波方式產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào),驅(qū)動(dòng)晶體管功率模塊構(gòu)成的三相逆變器。載波頻率等于輸出頻率和載波倍數(shù)的乘積。對(duì)于載波倍數(shù)的每個(gè)值,芯片內(nèi)部的譯碼器都保存一組相應(yīng)的值(值是一個(gè)可調(diào)的時(shí)間間隔量,用于調(diào)制脈沖邊沿。每個(gè)值都是以數(shù)字形式存儲(chǔ),與它相應(yīng)的脈沖調(diào)制寬度由對(duì)應(yīng)數(shù)值的計(jì)數(shù)速率所確定。譯碼器根據(jù)載波頻率和調(diào)制,最終得出控制信號(hào)。譯碼器總共產(chǎn)生3個(gè)控制信號(hào),每個(gè)輸出級(jí)分配1個(gè),它們彼此相差120°相位角。616P5的載波參數(shù)n050設(shè)定的載波變化區(qū)間分別是1、2、46、8、79。1、2、46載波頻率=設(shè)定值×5kHz

8、(固定,(同理8、79省略。輸出頻率=載波頻率/載波倍數(shù)。根據(jù)616P5的載波參數(shù)n050的含義,重新核查載波設(shè)置值,結(jié)果發(fā)現(xiàn)屏顯輸出的是一個(gè)非有效值“ 10” 且不可調(diào)(616P5載波變化區(qū)間的有效值為1-9; 由此可見(jiàn)“屏顯輸出50Hz不可變”的故障顯然與載波倍數(shù)的有關(guān)。現(xiàn)以附圖作進(jìn)一步的分析,載波在一個(gè)周期內(nèi)有9個(gè)脈沖,它的兩個(gè)邊沿都用一個(gè)可調(diào)的時(shí)間間隔量加以調(diào)制而且使sin。為未被調(diào)制時(shí)載波脈沖邊沿所處的時(shí)間或稱為相位角。sin為正值時(shí),該處的脈沖變寬,sin為負(fù)值時(shí),該處的脈沖變窄。輸出的三相脈沖邊沿及周期性顯然為sin所調(diào)制。如附圖三相輸出電壓所示。從附圖中可以看出變頻器若在基頻下運(yùn)行,載波調(diào)制的脈沖個(gè)數(shù)必然要足夠的多。附圖中的VR-Y就是R相和Y相相減的線電壓。這顯然也表明了在一個(gè)周期內(nèi)載波脈沖的個(gè)數(shù)越多,線電壓平均值波形越接近正弦。綜上所述,載波調(diào)制功能的正常與否直接影響功率晶體管開(kāi)關(guān)頻率的變化,從而影響輸出電壓(即頻率的變化。4 結(jié)束語(yǔ)該故障的根本原因是L 7300526A 的CPU 系統(tǒng)內(nèi)部的譯碼器調(diào)制程序讀出異常。像雷