安川变频器是日本生产的变频器,在真正意义上日本生产的变频器安川算是不错的,其他诸如三菱、富士、三肯、松下等品牌就相对一般了,不仅故障率偏高,而且在应用上也不能完全适合中国市场,从维修角度看来,也是相对一般的。
一台安川616G3型55KW变频器,上电即报GF(接地)故障。根据安川变频器保护电路的结构,与其他变频器其实是一样的。云南变频网http://www.ynpax.cn过电流OL1、 OL2、OL3故障信号,应是电流互感器和后续电流检测处理电路与CPU的;而GF(接地)和OC(负载侧短路)故障信号,应为驱动电路板的保护电路直接馈送CPU的。不同点在于,在起动初始阶段,检测模块异常,即报出故障。在运行中检测模块异常,则报出OC故障。这两种信号,其实也透出这样一种信息:起动初始阶段,还未建立起三相输出电压,负载尚未运行,实际的故障来源应为变频器驱动电路或IGBT模块本身异常所致,但也不排除负载有接地故障;在运行中有异常大的电流出现,跳OC,则为负载侧故障的几率为大,而且为过电流故障而非接地故障。GF和OC故障的区别和所指,确实是有其道理的。
由CPU自身损坏,造成上电即报GF故障的可能性是极其低的。此故障应是由驱动电路直接报给CPU的。变频器初始故障为:三相电源输人整流模块有两块损坏,6块逆变IGBT模块有两块损坏。驱动板因受IGBT损坏模块的冲击,也有一些元件损坏。此机器因某种原因放置了二、三年后,才来维修部修理。先检查了主电路,对逆变模块与直流回路的储能电容进行了检测,对损坏模块咨询了货物来源和价格。然后准备在修复驱动板后,才购回模块实施修复。云南变频器维修一级资质http://www.ynpax.com。
附图:安川变频器驱动电路原理图 将电源驱动板和CPU主板从机器中脱开,单独引人直流500V维修电源进行检修。换掉已坏的功率放大电路的4只晶体管VT26、 VT27、 VT31、 VT32及R166、 R168栅极电阻等损坏元件,上电,操作面板有显示,能操作。说明开关电源与主板大致无问鹚。依照常规采取相应措施,人为解除了过电压、欠电压、过热、风扇OC等故障报警(即采取相应手段满足上述故障检测电路的检测条件),云南专业变频器维修http://www.ynpax.com,以使驱动板能输出六路正常的激励脉冲,以检査驱动电路的好坏。 但作了上述处理后,电路仍然报FU (熔断器)故障,检査了 V15、 VT20、 VT29光耦器件及相属电路的元器件,都无异常。观察电路板,部分铜箔条有霉变现象,且从主电路再经端子引人的P、N接线的铜箔条,细如发丝。不但铜箔条有可能霉断,尤其是此铜箔条上的焊盘过孔处极易产生接触不良的故障。要注意此点。霉变铜箔条,这往往成为疑难故障的根源。检査发现,果然发现"引线铜箔条有断裂现象,致使熔断器检测电路以为连接FU线的熔断器已断,故上电后即报出FU故障。将霉变锏箔条用细砂纸打磨后,贴敷一根裸铜线再用焊锡连接后,上电后跳FU的故障排除。
按操作面板[RUN]键,给出运行指令,测驱动电路输出的六路脉冲,均正常。停机后,测六路截止负压,也都在正常范围以内。经过以上大致检查,确定机器完全可以修复, 即打去货款,让供货商将定购的整流与逆变模块发过来。进行装机试验了。云南昆明变频器维修。
装机试验,仍跳〈接地)故障。在线检查模块等均无异常。拆下驱动板重新检修, 测量电路元器件都是好的。短接了保护电路的晶体管VT3、VT7、VT15 、VT21等的发射结(当然短接图4-16中的a、b点,也是一样的效果,但不如晶体管好找短接点),才不跳GF故障了。逆变模块没有问题,可能为驱动电路误报故障。检查发现,是IGBT管压降检 测回路的一只二极管VD9的焊盘与铜箔条接触不良,进行清污和焊接处理。慎重起见,又重新检查了六路输出脉冲的电流输出能力,检测中发现W相上管驱动脉冲的正电压偏低, 正电流偏小(比其他电路近乎小一半),肯定存在故障。查起来可就费了劲了,先后换掉了驱动对管、滤波电容、稳压管和驱动光耦等,均无效果。从电路原理分析,同等负载情况下,输出电压幅度低,说明输出电路存在一定的输出内阻。故障还是在驱动IC一一U14上, 可能所换的TLP250也为不良器件!用手头的一片A3120将了TLP250更换后,测输出脉冲幅度与其他五路的基本一样了。原驱动光耦合器和所更换的光耦合器低效,输出内阻增大,使输出能力打了折扣。这当然也是驱动电路报GF故障的一个原因。
此时以为驱动板的故障已经彻底修复,装机试验。起动后还是跳GF故障。重又査了一次模块,感觉故障还是在驱动板上。又拆下驱动板,利用故障分区切割法,缩小故障范围, 査出U上臂IGBT驱动电路(保护电路)易报出GF故障。这回下了细功夫了,总共也不过十几个元器件,一个--个地排査。当表笔无意中触到模块检测输入电路的二极管VD45时, 准确一点地说,是触到二极管管体中间的"小圆疙瘩"时,这个"小圆疙瘩"竟然从电路板上滚落了下来。该二极管的封装形式现在已经不多见,像是旧式彩电上行输出电路中的阻尼二极管,中间是一个"小圆疙瘩"。细看从电路板上留下VD45的引线端面,隐约有一个小黑点。这只二极管的电极引线早就接触不良了。但为什么在数次检测中没有测量出来呢? 因电路板上表面涂敷有一层绝缘漆,故测量该二极管的引线端时,必须在表笔上施加一定的加力,才能测量。在此压力下,二极管是"是接触良好"的。而撤去表笔,而又处在接触不良的状态下了。因而这种接触不良,甚至是很难测量的。另外,当驱动板从主电路上拆除后检修时,不再承受主回路高电压的冲击。接通低电压回路,强制解除掉GF故障报警功能时,在低电压状态下,其接触不良引起的"导通内阻"便被忽略了。而接人主电路后,这种接触不良,必定又会暴露无遗,导致IGBT管压降检测电路(保护电路)误送出GF信号, 而使变频器实施保护停机动作。
再次装机试验,起动仍跳GF接地故障!有点意外,原以为驱动板已修好,十拿九稳地装机即能正常运行了。无奈之下,在主回路?供电端与逆变模块之间串接两只25W灯泡的前提下,将模块检测电路的晶体管VT3、 VT7、 VT15 、VT21、VT30的发射结全都短接,解除了驱动电路的保护功能。U、 V、W三相输出端全部空置,不接负载。上电起动, 出现一个不同于其他机器的异常现象:上电后,不投人起动信号,串接灯泡不亮;投人起动信号后,灯泡即亮,且亮度较高!照常规判断,是起动后逆变模块出现了上、下臂IGBT的共通现象。不是驱动电路有异常,即是有模块存在漏电或短路!将直流供电的电压全降在灯泡上了。但更为奇怪的是,此时测量3个输出端,竟也能输出较高幅值的三相交流电压,且较为平衡,其中无直流成分!由此也可判断出:驱动脉冲电路和输出模块应该都是正常的。但这种正常又都是画了问号的正常了。
到底属于正常还是不正常呢? 单独检査和试验驱动电路和检测模块,确实检测不出有什么异常。只给一相供电,送入驱动脉冲后,串接灯泡仍亮。单独送电三相皆如此,显然三相模块回路应该都是正常的。 观察逆变模块电路结构,发现每只IGBT模块上皆装配有型号为MS1250D225P和MS1250D225N的方形黑色的东西。此为何物?测量判断,内部应为一只二极管和一只2uF 容量的无极性电容,再配接外接的一只10欧60V的电阻,以上元件并联于逆变模块的两端, 应是提供模块的反向电流通路,抑制反压,保护模块不被反压击穿的阻容保护网络。将其拆除后,给出起动信号,串接灯泡不亮了。灯泡的百毫安左右的电流,原来就是这个东西提供通路的!以一定的功率损耗作为牺牲,来保障IGBT模块更高的安全性。IGBT模块并接的MS1250D225P和MS1250D225N器件,在东元变频器较大功率的机型上也有应用。 解决了这个疑问,模块没有问题,在起动运行后灯泡点亮是正常的。可是又出现了其他问题:空载起动后,有时正常有时还是跳GF故障。而最奇怪的是:有时是在运行和GF故障停机状态中不停切换的。既不是停机保护了,也不是一直在输出中,测输出也是时有时无的。CPU好像也处于一个矛盾心态中:可以运行吧?不行。GF故障!好像又可以运行?就这样来回折腾。CPU对GF或其他故障,总是有一定的时间延迟确认功能的,故障信号好像变化太快,使CPU也来不及确认。
这下子有了点安慰:好像能运行了;又有点犯愁:故障更难查了呀。再将驱动和模块电路检查了一遍,确定都无问题。一共有六路脉冲电路,保护电路也有六路。还是采取"笨法子",一路一路地解除掉保护信号(分别短接每一路保护电路中晶体管的发射结),判断是哪路报的信号。但奇怪了:只要解除掉其中任一路保护信号,运行中就几乎不跳GF了!但实在查不出故障所在,查不出到底是哪一路驱动或模块不良。好像冥冥中一个"共性"在起作用,但琢磨不出这个"共性"是什么因素?莫非如网络上所称,安川变频器的GF故障,为疑难的不可解决的?只有换板子才能解决的故障?看其保护电路,与其他品牌变频器的电路也相似呀,看不出什么特别之处呀。还是下决心要解决这个问题。
怎么也检査不出问题,脑子里突然闪现了这样一种观念:既然六路驱动和六路模块都表现了同一个状态,如果说这六路都反常了,反而说明这六路都是正常的。应该确定此六路驱动和保护电路都无问题! 6只功率模块同样也没有问题!问题肯定出在一个共同原因上,此一原因影响了六路保护电路,使任何一路都会随机性地报出GF故障。
将此机器的检修稍微停顿了一下,放松了一下大脑神经,再端详这台修理中的变频器时,忽而被电容器的引线吸引住了。 因该台变频器为功率为55KW的大中功率机型,直流回路电容量较大,电容器组安装在两块支撑板上,体积较大。为了维修和检査方便,故将电容和支撑板搬到机器壳体外,用引线串人灯泡和充电电阻接人到模块和整流电路上。变频器体积较大,电容器组的引线较长, 中间又串人了两只灯泡和限流电阻,总引线长度达4、 5m。因有了MS1250D225P和MS1250D225PN两个阻容吸收网络,使逆变模块在空载时也有了输人电流,这种电流是一种数千赫兹按载波频率变化的电流啊。如此长的引线,引线电感肯定是不容忽视的。此回路中的感生电动势和感生电流形成的干扰信号,影响了模块故障检测电路,导致其报出了不规则的GF信号,使CPU也模棱两可地判断不准了。其他机型的变频器,因无MS1250D225P和MS1250D225N两个阻容吸收网络,空载输出中几乎没有输入电流,因而串接灯泡不亮,也不会有什么干扰信号干扰模块故障检测电路。
如果此判断成立的话,则可进行正式装机了,正式装机后,电容器组的引线电感将被限制在允许值内,应该能正常运行,不再跳这个顽固异常的GF故障了。
如此思考一番后,果断地拆除了所有临时连接线,正式装机。安川变频器运行后输出稳定,像一位约会迟到的美女虽然姗姗来迟,但也终于向我宣告了一个"已经修复完毕"的消息。
本例维修中出现的问题:
1)因IGBT模块两端并联有MS1250D225P和MS1250D225N器件,故形成一定的电流通路,在将逆变回路的供电串接灯泡进行上电检修时,出现了起动后灯泡发亮的现象,其他变频器在空载时串接灯泡检修,不会出现此种现象。检修中出现一个怪现象,要静下心来, 从电路的结构、功能来找出产生此现象的原因。
2)大功率变频器的检修,像本例,其电容器的引线连接等方面,都会带来意想不到的问题,如引线电感的问题,单从电路原理图上,是分析不出故障原因来的。要结合具体检修情况,全面、综合地分析故障成因。像本例因引线电感的千扰造成的误报故障,从驱动电路的元器件本身,是永远也查不出故障根源的。检修的实施过程,有一个"变数"在里面,这是我们需要注意的地方。
通过以上维修过程可以看出,变频器发生故障时一定应该从原理分析入手。很多维修公司修复率低最大的原因也是因为不清楚变频器原理及其电路的检测和工作机理http://www.ynpax.com,只是一味的按照经验主义进行更换,而缺少了分析原理和电路的过程,采用更换配件的方法进行维修是最基本的维修方式。采用这种方法进行维修不仅维修效率低,维修费用高,更是非常浪费时间,由于不明就里的更换有时候根本修不好变频器,反而越修越坏,最后做报废处理。
在工业维修领域,采用大面积更换配件或板卡的方式是最基础的维修,是不值得提倡的。要想提高自己的维修水平和实力,必须从理论着手http://www.kmkhjx.com进行分析,以理论作为技术指导才能提高维修效率,确保维修质量。
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