西門(mén)子變頻器維修經(jīng)驗(yàn)

       20世紀(jì)50年代末開(kāi)始，電氣傳動(dòng)領(lǐng)域進(jìn)行了一場(chǎng)重要的技術(shù)變革—將原來(lái)只用于恒速傳動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)速度控制，以取代制造復(fù)雜、價(jià)格昂貴、維護(hù)不便的直流電動(dòng)機(jī)。近十多年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論向交流電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的滲透，變頻器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交流電動(dòng)機(jī)的速度控制。其最主要的特點(diǎn)是具有高效率的驅(qū)動(dòng)性能及良好的控制特性。在風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等流體機(jī)械上應(yīng)用可以節(jié)約大量的電能;在紡織、化纖、塑料、化學(xué)等工業(yè)領(lǐng)域，利用變頻器的自動(dòng)控制性能可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量;在機(jī)械行業(yè)中，應(yīng)用變頻器是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的重要手段;在工廠(chǎng)自動(dòng)化技術(shù)中，交流伺服系統(tǒng)正在取代直流伺服系統(tǒng)。從數(shù)百瓦的伺服系統(tǒng)到數(shù)萬(wàn)千瓦的特大功率高速傳動(dòng)系統(tǒng)，從一般要求的小范圍調(diào)速傳動(dòng)到高精度、快響應(yīng)、大范圍的調(diào)速傳動(dòng)，從單機(jī)傳動(dòng)到多機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，都可以采用交流調(diào)速裝置。幾乎可以說(shuō)，有電動(dòng)機(jī)的地方就有變頻器的使用。 2  西門(mén)子通用型變頻器的特點(diǎn)

    西門(mén)子變頻器進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)較晚，但是其增長(zhǎng)速度最快。西門(mén)子變頻器主要分為通用型、工程型和專(zhuān)用型三類(lèi)。西門(mén)子通用型變頻器快速增長(zhǎng)的原因主要有以下幾個(gè)方面:      (1) 不斷推出新產(chǎn)品，滿(mǎn)足不同用戶(hù)的特定要求。西門(mén)子產(chǎn)品一般的更新周期不超過(guò)5年。其產(chǎn)品能夠滿(mǎn)足不同用戶(hù)的特殊要求。     (2) 強(qiáng)大的通訊功能和全面的配套軟件，是西門(mén)子自動(dòng)化產(chǎn)品的一大特點(diǎn)。這在我國(guó)造紙、化工、鋼鐵、機(jī)械制造等諸多產(chǎn)業(yè)從技術(shù)改造向自動(dòng)化控制全面推進(jìn)的飛速發(fā)展過(guò)程中，尤顯其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。     (3) 近兩年推出的MM4新一代變頻器不僅具有西門(mén)子工程型變頻器MasterDrive的良好架構(gòu)，還具有較高的性能價(jià)格比，雖然價(jià)格不高卻有著比同類(lèi)產(chǎn)品更強(qiáng)大的功能。利用BiCo功能可以為更為復(fù)雜的功能進(jìn)行編程，它可以在輸入(數(shù)字的，模擬的，串行通訊的等等)和輸出(變頻器的電流，頻率，模擬輸出，繼電器節(jié)點(diǎn)輸出等等)之間建立布爾代數(shù)式和數(shù)學(xué)關(guān)系式。     (4) MM4新一代變頻器不同于其他變頻器的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是：他給用戶(hù)提供的是一個(gè)完全開(kāi)放的編程平臺(tái)，使用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要最大限度的合理利用有限的資源實(shí)現(xiàn)盡可能復(fù)雜的控制特性。它的幾十個(gè)自由功能塊可以代替PLC實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的編程操作。     (5) 由于價(jià)格低廉，變頻器在制造時(shí)不得已選用了一些底端的原器件，或者說(shuō)在選用原器件時(shí)考慮的富裕量太小。比如：耐壓，耐溫，耐電壓、電流沖擊等。因此，在我國(guó)使用的實(shí)踐中出現(xiàn)問(wèn)題相對(duì)較多，這是令我們感到非常遺憾的地方。 3  常見(jiàn)故障現(xiàn)象分析及處理方法

    一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)你拿到一臺(tái)有故障的變頻器，再上電之前首先要用萬(wàn)用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒(méi)有燒，線(xiàn)路板上有沒(méi)有明顯燒損的痕跡。     具體方法是：用萬(wàn)用表(最好是用模擬表)的電阻1K檔，黑表棒接變頻器的直流端(-)極，用紅表棒分別測(cè)量變頻器的三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應(yīng)該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒(méi)有充放電現(xiàn)象。然后，反過(guò)來(lái)將紅表棒接變頻器的直流端(+)極，黑表棒分別測(cè)量變頻器三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應(yīng)該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒(méi)有充放電現(xiàn)象。否則，說(shuō)明模塊損壞。這時(shí)候不能盲目上電，特別是整流橋損壞或線(xiàn)路板上有明顯的燒損痕跡的情況下尤其禁止上電，以免造成更大的損失。     如果以上測(cè)量結(jié)果表明模塊基本沒(méi)問(wèn)題，可以上電觀(guān)察。     (1) 上電后面板顯示[F231]或[F002](MM3變頻器)，這種故障一般有兩種可能。常見(jiàn)的是由于電源驅(qū)動(dòng)板有問(wèn)題，也有少部分是因?yàn)橹骺匕逶斐傻?，可以先換一塊主控板試一試，否則問(wèn)題肯定在電源驅(qū)動(dòng)板部分了。    (2) 上電后面板無(wú)顯示(MM4變頻器)，面板下的指示燈[綠燈不亮，黃燈快閃]，這種現(xiàn)象說(shuō)明整流和開(kāi)關(guān)電源工作基本正常，問(wèn)題出在開(kāi)關(guān)電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開(kāi)路，可以用萬(wàn)用表測(cè)量開(kāi)關(guān)電源的幾路整流二極管，很容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。換一個(gè)相應(yīng)的整流二極管問(wèn)題就解決了。這種問(wèn)題一般是二極管的耐壓偏低，電源脈動(dòng)沖擊造成的。     (3) 有時(shí)顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲擊機(jī)殼或動(dòng)一動(dòng)面板和主板時(shí)而能正常，一般屬于接插件的問(wèn)題，檢查一下各部位接插件。也發(fā)現(xiàn)有個(gè)別機(jī)器是因?yàn)榫€(xiàn)路板上的阻容元件質(zhì)量問(wèn)題或焊接不良所致。     (4) 上電后顯示[-----](MM4)，一般是主控板問(wèn)題。多數(shù)情況下?lián)Q一塊主控板問(wèn)題就解決了，一般是因?yàn)橥鈬刂凭€(xiàn)路有強(qiáng)電干擾造成主控板某些元件(如帖片電容、電阻等)損壞所至，我分析與主控板散熱不好也有一定的關(guān)系。但也有個(gè)別問(wèn)題出在電源板上。     例如:重慶某水泥廠(chǎng)回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動(dòng)用的一臺(tái)MM440-200kW變頻器，由于負(fù)載慣量較大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)距大，設(shè)備啟動(dòng)時(shí)頻率只能上升到5Hz左右就再也上不去，并且報(bào)警[F0001]?？蛻?hù)要求到現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，我當(dāng)時(shí)考慮認(rèn)為：作為變頻器本身是沒(méi)有問(wèn)題的，問(wèn)題是客戶(hù)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，用矢量控制方式，再正確設(shè)定電機(jī)的參數(shù)/模型就可以解決問(wèn)題。又過(guò)了兩天客戶(hù)來(lái)電告訴我變頻器已經(jīng)壞了，故障現(xiàn)象是上電顯示[-----]。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查分析，這種故障是因?yàn)橹骺匕宄鰡?wèn)題造成的，因?yàn)橛脩?hù)在安裝的過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格遵循EMC規(guī)范，強(qiáng)弱電沒(méi)有分開(kāi)布線(xiàn)、接地不良并且沒(méi)有使用屏蔽線(xiàn)，致使主控板的I/O口被燒毀。后來(lái)，我申請(qǐng)了維修服務(wù)，SFAE的工程師去現(xiàn)場(chǎng)維修，更換了一塊主控板問(wèn)題解決了。     (5) 上電后顯示正常，一運(yùn)行即顯示過(guò)流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣，一般這種現(xiàn)象說(shuō)明IGBT模塊損壞或驅(qū)動(dòng)板有問(wèn)題，需更換IGBT模塊并仔細(xì)檢查驅(qū)動(dòng)部分后才能再次上電，不然可能因?yàn)轵?qū)動(dòng)板的問(wèn)題造成IGBT模塊再次損壞！這種問(wèn)題的出現(xiàn)，一般是因?yàn)樽冾l器多次過(guò)載或電源電壓波動(dòng)較大(特別是偏低)使得變頻器脈動(dòng)電流過(guò)大主控板CPU來(lái)不及反映并采取保護(hù)措施所造成的。     還有一些特殊故障(不常見(jiàn)但有一些普遍意義，可以舉一反三，希望達(dá)到拋磚引玉的效果)，例如:     (6) 有一臺(tái)變頻器(MM3-30KW)，在使用的過(guò)程中經(jīng)?！盁o(wú)故”停機(jī)。再次開(kāi)機(jī)可能又是正常的，機(jī)器拿到我這兒來(lái)以后，開(kāi)始我也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)上電后主接觸器吸合不正常--有時(shí)會(huì)掉電，亂跳。查故障原因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源出來(lái)到接觸器線(xiàn)包的一路電源的濾波電容漏電造成電壓偏低，這時(shí)如果供電電源電壓偏高還問(wèn)題不大，如果供電電壓偏低就會(huì)致使接觸器吸合不正常造成無(wú)故停機(jī)。     (7) 還有一臺(tái)變頻器(MM4-22KW)，上電顯示正常，一給運(yùn)行信號(hào)就出現(xiàn)[P----]或[-----]，經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速有些不正常，把風(fēng)扇拔掉又會(huì)顯示[F0030]，在維修的過(guò)程中有時(shí)報(bào)警較亂，還出現(xiàn)過(guò)[F0021\F0001\A0501]等。在我先給了運(yùn)行信號(hào)然后再把風(fēng)扇接上去就不出現(xiàn)[P----]，但是，接上一個(gè)風(fēng)扇時(shí)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是正常的，輸出三相也正常，第二個(gè)風(fēng)扇再接上時(shí)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速明顯不正常。于是我分析問(wèn)題在電源板上。結(jié)果是開(kāi)關(guān)電源出來(lái)的一路供電濾波電容漏電造成的，換上一個(gè)同樣的電容問(wèn)題就解決了。    （8）在某鋼鐵廠(chǎng)有一臺(tái)75kW的MM440變頻器，安裝好以后開(kāi)始時(shí)運(yùn)行正常，半個(gè)多小時(shí)后電機(jī)停轉(zhuǎn)，可是變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)并沒(méi)有丟失卻仍在保持，面板顯示[A0922]報(bào)警信息（變頻器沒(méi)有負(fù)載），測(cè)量變頻器三相輸出端無(wú)電壓輸出。將變頻器手動(dòng)停止，再次運(yùn)行又回復(fù)正常。正常時(shí)面板顯示的輸出電流是 40A -60A 。過(guò)了二十多分鐘同樣的故障現(xiàn)象出現(xiàn)，這時(shí)面板顯示的輸出電流只有 0.6A 左右。經(jīng)分析判斷是驅(qū)動(dòng)板上的電流檢測(cè)單元出了問(wèn)題，更換驅(qū)動(dòng)板后問(wèn)題解決。     總結(jié)以上，大的原器件如IGBT功率模塊出問(wèn)題的比例倒是不多，正如我前面在西門(mén)子通用變頻器的特點(diǎn)里所說(shuō)的，因?yàn)橐恍┑投说暮?jiǎn)單原器件問(wèn)題和裝配問(wèn)題引發(fā)的故障比例較多，如果有圖紙和零件，這些問(wèn)題便不難解決而且費(fèi)用不高，否則解決這些問(wèn)題還是不容易的。最簡(jiǎn)單的辦法就是換整塊的線(xiàn)路板！