[doc] 安川616G5型变频器故障判断与维护
安川616G5型变频器故障判断与维护
安川616G5型变频器故障判断与维护
张爽
摘要介绍安川616G5型变频器的故障判断,处理的方法及日常维护和测试.
关键词变频器故障判断维护
中图分类号TM921.51文献标识码B
一
,变频器故障判断,处理
变频器由逆变模块,整流模块,控制板,驱动板,电解电容
器,金属膜电容器,接触器,快速熔断器,电流传感器,散热风机,
充电电阻,阻容吸收模块,PG卡,通信接口等器件组成.外部有
制动单元,输入电抗器,输出电抗器等.
变频器具有丰富的异常故障显示和保护功能,当故障发生
时将故障显示在屏幕上或将故障信息存储在程序的某个参数
内.变频器故障分为软故障和硬故障,前者多因操作或参数设置
不当引起的,硬故障多因变频器本身器件损坏造成的.
1.输出电压不平衡
启动变频器(设置频率为3Hz左右)用万用表的直流500V
挡分别测输出端U,V,W对直流母线正,负(P,N极)电压值,偏
高一路则有问
.
2.直流保险熔断
快速熔断器损坏时,大功率管(IGBT).~g有可能损坏,甚至
驱动板也会损坏,这是由于IGBT是高频率开关元件,工作频率
高,动态响应快,以保证变频器良好的传输特性.当故障发生时
因短路或误触发产生一个瞬时尖峰电流,变频器监测回路从监
挡(O:50/03),3挡(0:50/04),提升机在井下降2挡变1挡,
即使2挡输出信号消失,但PLC输出端残余电压仍能驱动2
挡继电器,而此时1挡输出信号又刚好出现,于是两挡输出信
号同时存在,同时驱动2个变速继电器,造成电机下降时不变
速.
处理:针对残余电压问题,先后更换DH装置控制板,检查
控制回路,更换输出模块和PLC机架,故障依旧,最后对电路进
行改进.
措施1:在PLC输出端并联继电器(4K01一4K05),使其分
担部分电流,这样即使残余电压
达到50V,也不能驱动继电器,电
路接线见图3.
措施2:增加双重超限保护,
将PLC输入点I:43/17,I:41/12,
I:40/14,I:40,15,I:40/11和中间
继电器,得电延时断开型时间继
电器KT组成井下降保护控制电
路,电路接线见图4.当井下降
时,提升机构在井上对好位,I:
43/17有输出信号,KA1常开点
闭合,此时I:4o/14,I:40/15没有
输出信号,KA3,KA4常闭点保
持,h40/11采用速度继电器常闭
点,提升机未超速时,该信号始
终得电,KT线圈通电,其辅助常
开点得点延时闭合.提升机构一
旦井下到位,I:4o/14,I:40/15有
O:5懈一兰!卜__
I上升继电器
L
O:5lo1一T_.匝一
l下降继电器
L_1一
O:50r02一!卜-_
Il挡继电器
L面1一
O:50l/al3一兰卜__
l2挡继电器
L一
O:50/04一广区一
I3挡继电器
L
团设备管理与维修2008Noll
图3PLC输出模块
并接继电器
输出信号,KA3,
KA4得电,其常
闭点断开,此时
即使PLC输出下
降信号,下降控
制回路也不会接
通,电机不会运
转,电路接线见
图4.
3.电机超速,
图4下降控制电路改进
电源总开关频繁跳闸.
提升机构在井下降高速变低速时(3挡变2挡)经常超速,
引起超速保护动作,电源总开关频繁跳闸.
分析和处理:现场未发现明显故障原因,于是对电路进行改
进,电路接线见图4.提升机构下降超速时,速度继电器常闭点
断开,I:40/11失电,KT线圈断电,原来闭合的辅助常开点因失
电立即断开,切断下降控制回路,提升机停止,KT达到延时时间
后(如设定3s),其辅助常开点闭合,下降控制回路接通,使电路
能够自复位,避免电源总开关跳闸.
增加中间继电器,也增多了故障点,为此,在控制回路中加
装空气开关QF,及时解除中问继电器引起的故障,并且在故障
解除后迅速投入保护电路.W08.11—1O
作者通联:冀传玖济南钢铁股份有限公司焦化厂济南
市250101
E—mail:jichuanjiu@126.tom
[编辑凌瑞]
测,判断到执行虽然很快,但速度还是低于IGBT的动态响应,
IGBT一般在这个过程中损坏,击穿,击穿后直流母线与输出之
间的熔断器会动作.
排查时,在变频器充电指示灯熄灭后拆下变频器的输出端,
用指针式万用表10kf~挡分别测量U,V,W与P,N的阻值,正
常时应是平衡的,若U,V,W中任意一相对P,N的阻值趋于零,
则说明这一相桥臂的IGBT已损坏,应进一步检查变频器的内
部,不能盲目更换熔断器.
注意:在判断,测试IGBT驱动的工作性能时,不能把IGBT
的触发线拆掉进行送电试验,因IGBT内存有一定的电压,模块
处于半导通状态,送电时会因短路烧毁IGBT.在测量变频器输
出电压时不能用数字万用表,因为变频器输出电压是高频载波,
普通的数字万用表防干扰性能差,测量出的数值不准确.当达到
满频率(50Hz)时测量的数值才接近实际值.在更换IGBT时为
更好地散热,应在它的底部涂抹热硅胶.
3.过热故障
变频器有外部和内部冷却风机,由于变频器只对内部风机
的工作状态有检测功能,故报过热故障一般都是由于内部冷却
风机损坏引起的,
4.欠压故障
三相交流电经桥式整流为直流电,通过限流电阻R给电容
C充电,当电容C的电压充到75%左右时内部接触器吸合,电
阻R被短接,然后直接充电到变频器规定电压.变频器的CPU
当接到启动信号时,发出触发信号,触发IGBT,将直流电压变成
频率可调的三相交流电驱动电机.当内部接触器未吸合时变频
器会报欠电压,其线圈是否吸合决定于直流母线电压,如果限流
电阻断开,接触器不会吸合导致报欠电压故障.
5.速度偏差
这一故障的出现主要是电机端编码器反馈值与变频器实际
的输出值存在差异,多数是由于编码器的连接或传动部位出现
了异常使得反馈值不准确.
6.过载荷
变频器的输出电流,力矩等是依据外载荷的大小进行变化,
由于普遍采用双闭环控制使得控制精度有很大的提高,变频器
报这一故障多数是因为机械的原因引起,特别是一台变频器同
时驱动双电机工作时,如果,电机发生故障会引起变频器报过
载荷,这时可以断开一路电机使变频器运行,查看未断开的电机
工作状态来判断是哪一路有问题.
7.主控制板更换
变频器在运行中如果是因为主控制板的原因出现故障,不
同功率的控制板可以进行替换,例如一台门机变幅机构变频器
是75kW,但是库房没有同功率的备件,只有110kW的主控制
板,这时在手操器上从Program进入选定O2—o4,此时会列出
对应的类型条件,选定需要更换的主控制板的类型,功率后即
可.在更换主控制板时其功率选择不能低于原主控制板的功率.
8.闭环控制应急改为开环
由于目前的变频驱动大都采用双闭环控制,当外部信号反
馈的脉冲编码器出现问题且没有备件,或当时的工况不允许进
行更换备件时,可以将A1—02=3(闭环控制)改为Al—02=2(开
环控制),在Program下将下面几个值的初始化值E1---O4=60Hz
改为50Hz,E1—05=4o0V改为380V,El—06=60Hz改为50Hz,
E1—13:0V改为380V,这样就可以应急作业.
9.变频器报CPF_23
这一故障使用
提出的是选择卡问题,实际上变频器
内部选择卡只有速度反馈卡(PG卡)和通信卡,并不包含主控制
板.例如一台40t门机的变幅机构变频器曾间断性出现这样的
故障,按照使用说明指导的故障判断先后更换了速度反馈卡和
通信卡都不能消除故障,通过笔记本电脑在线查看,在发生这一
故障瞬间主控制板通信传输中的一个通道不通,才引起变频器
报cPF一23故障,更换了主控制板后故障消除.
l0.整流柜报Un—bc
一
台40t门机由于采用了能量回馈装置,因此加装了一套4
组并联800kW的变频整流柜,为其他各机构变频器提供直流
电,并吸收各机构电机被反拖下产生的能量回馈电网,其目的是
改善功率因数和节能.2006年4月和2007年8月整流柜报
un_bc故障,故障类型是整流柜内三相电流不平衡,由于是4
组并联在一起,很难判断是哪组出现了问题,最后采取下述的判
断方式:在整流柜上有一主控制板,依次有t,2,3,4四个通道与
相应的四组整流进行内部通信,第4通道为生产厂家指定主通
道(主控制板最左下通道),在判断中主通道必须接入,假设主控
制板最上面的1通道连接的那组有故障,可以将这组通信连接
插头拔掉,通电进行测试,如果依然报故障说明不是1通道那组
有问题,再将2通道通信插头拔掉将1通道插头插入2通道,这
样循环检查就能查到是哪组整流有问题,出现这样的故障多数
是整流柜内的驱动板有问题.
二,变频器的维护
1.定期进行清灰除尘
由于变频器内部器件紧凑,内部积灰很难用风机或吸尘器
清除干净,需要对变频器解体,进行吹灰除尘.对控制板上的积
灰,要用毛刷重点处理,以利于部分元器件的散热.切记勿用气
泵的压缩空气来吹,因为压缩空气中含有水分,会造成器件及线
路板上积水.
2.定期更换零部件
变频器中不同种类的零部件使用寿命不同,并随其安装的
环境使用的条件而改变.使用中,应随时注意观察,分析和及时
更换,特别是电解电容,要查看其外观并做相应的测量来保证其
正常工作.
3.加强每天的巡检及定期维修
日常运行有无异常现象,例如冷却系统异常,过热,变色,异
味,异声和异常振动.定期维护除了清扫和紧固接线端子外,重
点维修变频器薄弱环节,例如冷却风扇及过滤网清理,冷却风扇
强制更换,印刷电路板是否腐蚀损坏.
4.变频器应有的运行环境
为了变频器更有利的运行,希望变频器置于空气调节的环
境里,温度控制在25_+3~C,相对湿度RH<~70%,75%.实践证明,
置于空调环境下变频器的故障几率要比没有空调环境的变频器
少得多,系统的可靠性增加很多.
(下转4O页)
设备管理与维修2008Noll困
图10series一31/32M高性能铣削数控系统
英寸真彩TFT液晶显示器和通用工程面板,系统集成进给轴接
口,主轴接口,手持单元接口,内嵌式PLC接口于一体,采用国际
标准G代码编程,与各种流行的CAD/CAM自动编程系统兼容,除
支持硬盘,电子盘等程序存储方式以外,提供USB,软驱,DNC,以
太网等程序交换功能方式,极大提高了用户数据传输的高效洼.
该系统性能高,价格低,配置灵活,结构紧凑,易于使用,可
靠性高,现已成功应用于各类铣床,立/卧式加工中心的控制上,
并已在大连机床集团有限责任公司的VDL,VDF系列近2O余
种型号的加工中心上实现了批量配套,系统以其极高的性价比
受到了用户广泛的认可.
数控系统特点:
?可选配各种类型的脉冲式全数字交流伺服驱动单元,模
拟式交流伺服驱动单元或步进电机驱动单元;
?除标准机床控制面板外,配置40路开关量输入和32路
开关量输出接口,手持单元接口,主轴控制与编码器接口;
?可扩展远程128路输入/128路输出端子板;
?TFT彩色液晶显示器,全汉字操作界面,故障诊断与报
警,加工轨迹图形显示和仿真;
?直线插补,圆弧插补,螺旋线插补,固定循环,旋转,缩放,
镜像,宏程序等功能;
?32MBFlashRAM(可扩充至2GB)程序断电存储,32MB
RAM加工内存缓冲区;
?具有系统软件可持续升级的能力,可提供二次开发工具
软件包;
?巨量程序加工能力,配置大容量存储器可直接加工单个
高达2GB的NC程序;
?除内置RS232通讯接口及以太网接口外,特别提供USB
接口,轻松实现机床数据通讯.
(2)大连数控seYies一18Ti
大连数控series一18Ti车床数控系统是最新研发的一款专
用于车床控制的通用数控系统装置,该系统采用了国内首创的
结构设计,将NC控制和伺服控制集成到一块主板,NC和伺服
之间采用数字总线进行数字量交互,而非传统的模拟量或脉冲
式传输,同时,系统操作面板和控制系统分离,通过一条总线进
行连接,这种新型的系统结构,不仅大大节省了伺服与系统间的
连线,且极大提高了系统数据传输的稳定性和可靠性.系统以
32位高速微处理器作为控制核心,采用并行传输处理方式,运
行速度快,系统硬件高度集成,体积小,重量轻.
数控系统特点:
?即时切换的中,英文人机界面显示;
?加工过程中的位置和状态信息监控;
?伺服参数在线修改;
?丰富的加工程序指令,编程更加方便快捷;
?提供RS一232C接口,方便地进行数据传输;
?强大的内置PMC,系统上可进行梯形图或语句表的双重
编写,并可相互转换;
?存储容量大,最多可达100个工件程序;
?梯形图I/O接口动态诊断功能.
(待续)W08.11—21
作者通联:中国机床工具工业协会数控系统分会秘书处
武汉市东湖开发区庙山小区武汉华中数控股份有限公司
430223
E,mail:xiaominq_
hcnc@263.net[编辑王珏]
(上接25页)
三,变频器的测试
1.静态测试
(1)测试整流电路.将万用表调到Rxl01~挡,红表棒接到P
端,黑表棒分别接到R,S,T端,应该有大约几十欧的阻值,且基
本平衡.对调红,黑表笔测试,有一个接近于无穷大的阻值.将红
表棒接到N端,重复以上步骤,都应得到相同结果.如果三相阻
值不平衡,说明整流桥故障.红表棒接P端时,电阻无穷大,可
以断定整流桥故障.
(2)测试逆变电路.将红表棒接到P端,黑表棒分别接u,v,
w端,应该有几十欧的阻值,且各相阻值基本相同,对调红,黑
表笔测试,阻值为无穷大.将黑表棒接到N端,重复以上步骤应
得到相同结果,否则可确定逆变模块故障.
2.动态测试
团设备管理与维修2008?11
在静态测试结果正常以后,才可进行动态测试,即上电试机.
(1)上电前,需确认输入电压是否有误,将380V电源接入
220V级变频器之中会出现炸机(炸电容,压敏电阻,模块等).
(2)检查变频器各插接口是否正确连接,连接是否松动,连
接异常可能导致变频器出现故障,严重时会出现炸机等情况.
(3)上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因.
(4)在输出电压正常(无缺相,三相平衡)且没有故障显示
下通过手操器对变频器的频率,电压,电流,力矩等参数进行
监视并根据指令的变化查看其工作的状态来带载测试.
WO8.11—12
作者通联:天津港焦炭码头公司技术部天津市塘沽区南
疆路3519300000
E—mail:bishi63@sina.COm[编辑叶允菁]
上遂盎