往往变频器的故障只有一点,而对于维修者最重要的就是找到故障点,有针对性地处理问题,尽量减少无用的拆卸,尤其是要尽量减少使用烙铁的次数。除了经验,掌握正确的检查方法是非常必要的。正确的方法可以帮助维修者由表及里,由繁到简,快速的缩小检测范围,最终查出故障并适当处理而修复。
首先谈谈故障的检查方法
报警参数检查法:所有的变频器都以不同的方式给出故障指示,对于维修者来说是非常重要的信息。通常情况下,变频器会针对电压、电流、温度、通讯等故障给出相应的报错信息,而且大部分采用微处理器或DSP处理器的变频器会有专门的参数保存3次以上的报警记录。
〖例 1〗某变频器有故障,无法运行并且LED显示“UV”(under voltage的缩写),说明书中该报警为直流母线欠压。因为该型号变频器的控制回路电源不是从直流母线取的,而是从交流输入端通过变压器单独整流出的控制电源。所以判断该报警应该是真实的。所以从电源入手检查,输入电源电压正确,滤波电容电压为0伏。由于充电电阻的短路接触器没动作,所以与整流桥无关。故障范围缩小到充电电阻,断电后用万用表检测发现是充电电阻断了。更换电阻马上就修好了。
〖例 2〗有一台三垦IF 11Kw的变频器用了3年多后,偶尔上电时显示“AL5”(alarm 5 的缩写),说明书中说CPU被干扰。经过多次观察发现是在充电电阻短路接触器动作时出现的。怀疑是接触器造成的干扰,在控制脚加上阻容滤波后果然故障不再发生了。
〖例 3〗一台富士E9系列3.7千瓦变频器,在现场运行中突然出现OC3(恒速中过流)报警 停机,断电后重新上电运行出现OC1(加速中过流)报警停机。我先拆掉U、V、W到电机的导线,用万用表测量U、V、W之间电阻无穷大,空载运行,变频器没有报警,输出电压正常。可以初步断定变频器没有问题。原来是电机电缆的中部有个接头,用木版盖在地坑的分线槽中,绝缘胶布老化,工厂打扫卫生进水,造成输出短路。
〖例 4〗三肯SVF303,显示“5”,说明书中“5”表示直流过压。电压值是由直流母线取样后(530V左右的直流)通过分压后再由光耦进行隔离,当电压超过一定阀值时,光耦动作,给处理器一个高电平。过压报警,我们可以看一下电阻是否变值,光耦是否有短路现象等。
由以上的事例当中不难看出,变频器的报警提示对处理问题有多么重要,提示你正确的处理问题的方向。
类比检查法:此法可以是自身相同回路的类比,也可以是故障板与已知好板的类比。这可以帮助维修者快速缩小检查范围。
〖例 1〗 三垦MF15千瓦变频器损坏,送回来修理,用户说不清具体情况。首先用万用表测量输入端R、S、T,除R、T之间有一定的阻值以外其他端子相互之间电阻无穷大,输入端子R,S,T分别对整流桥的正极或负极之间是二极管特性。为什么R、T之间与其他两组不一样哪?原来R、T断子内部有控制电源变压器,所以有一定的阻值。以上可以看出输入部分没问题。同样用万用表去检查U、V、W之间阻值,三相平衡。接下去检查输出各相对直流正负极的二极管特性时发现U对正极正反都不通,怀疑U相IGBT有问题,拆下来检查果然是IGBT坏了。驱动电路中上桥臂控制电路三组特性一致,下桥臂控制电路三组特性一致,采用对比方法检查发现Q1损坏。更换后,触发脚阻值各组一致,上电确认PWM波形正确。重新组装,上电测试修复。
〖例 2〗有一台变频器,现象是面板显示正常,数字设定频率及运转正常,但是端子控制失灵。用万用表检查端子无10V电压。从开关电源入手,各组电源都正常,看来问题出在连接导线上。但是没有图纸的前提下在32根扁平电缆中找到10V真要花点时间,刚好有一台完好的22KW的在,所以就先记下22KW连接扁平电缆的各脚对地电压,然后再对比37KW的各脚对地电压,很快找到差异。原来插槽的管脚虚焊,变频器用一段时间后氧化的作用使之彻底不导通了,重新焊好而修复。
〖例 3〗有一毛纺厂的梳毛机设备,选用西门子440变频器,两台5.5KW一台7.5KW实现同步运转。其中一台5.5KW的运行两年后经常出现F0011或A0511停机。这两个报警都表示电机过载,脱开电机皮带用手盘动电机及设备,没有异常沉重的现象,将两台5.5KW拖动的电机互换,发现还是原来的变频器报警,则确定是变频器出了问题。 类比法,不仅可以用在检查机器内部回路,也可以用于现场问题的判别.
备板置换检查法:利用备用的电路板或同型号的电路板确认故障,缩小检查范围是非常行之有效的方法。若是控制板出问题常常只有更换别无他法,因为大多数用户几乎不会得到原理图及布置图,从而很难作到芯片级维修。电源板及驱动板等控制板以外的电路板是可以修理的,其他章节会进一步介绍.这里主要介绍控制板的置换。
〖例 1〗三垦MF15KW变频器确认控制板损坏,手头没有15KW的主控板,于是将一台主回路报废的MF2.2KW的主控板换上,但是必须要进行参数设定。首先打开参数90,写入“7831”,确认后,变频器显示“PASS”,再确认,写入“28”(28代表15KW),再把参数恢复出厂值(参数36写入1),这样控制板就换完了。
下面介绍几个品牌控制板容量的改写方法 仅供参考
品牌及型号 密码参数 密码 容量参数
三垦MF 无 7831 90 =(2.2KW 23, 3.7KW-24, 7.5KW-26 ….
15KW-28 ,22KW-30 ,30KW-31 45KW-33 ,75KW-35, 110KW-37…)
三垦 IH CD900=1 365 CD202 极数 功率
富士 G9 P9 无 Stop Prog Reset 同时按 C05 0=G9 1=P9 C07 电压等级
C08=(5.5KW—10,15KW—13,18.5KW—14… 30KW--16, 45KW—17,55KW—18…
西门子MDV 复合参数密码 P12=196.5 P13=41.2 P99=1
P850 15KW=12 18.5KW=13 22KW=14
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隔离检查法:有些故障常常难于判断发生在那个区域,采取隔离的办法就可以将复杂的问题简单化,较快地找出故障原因。
〖例 1〗维修一台英泰变频器,现象是上电后无显示,并伴有嘀--嘀的声音。凭经验可断定开关电源过载,反馈保护起作用关断开关电源输出,并且再次起振再次关断而产生的嘀—嘀声。首先去掉控制面板,上电发现依然如故,再逐个断开各组电源的二极管,最后发现风扇用的15V有问题。可是风扇并没有运转信号,不应该是风扇本身问题,看来是风扇前端的问题。最后发现15V的滤波电容特性不对,拆掉滤波电容测量,果然是老化了。换上新的电容就修复了。
直观检查法:就是发挥人的手、眼、耳、鼻的感知器官来寻找出故障原因。这种方法常用并且首先使用。“先外再内”的维修原则要求维修人员在遇到故障时应该先采用望、闻、问、摸的方法,由外向内逐一进行检查。有些故障采用这种直观法可以迅速找到原因,否则会浪费不少时间,甚至无从下手。利用视觉可以线路元件的连接是否松动,断线接触器触电是否烧蚀,压力是否时常,发热元件是否过热变色,电解电容是否膨胀变形,耐压元件是否有明显的击穿点。上电后闻一闻是否有焦糊的味道,用手摸发热元件是否烫手。很重要的是还要问,问用户故障发生的过程,有助于分析问题的原因,便于直接命中要害.有时问问同行也是个捷径。
〖例 2〗一台三垦IP 55KW变频器在保修期内损坏,上电无显示。打开机器盖子,仔细的观察各个部分,发现充电电阻烧坏,接触器线圈烧断而且外壳焦糊。经过追问,原来用户电源电压低,变频器常常因为欠压停机,就专门给变频器配了一个升压器。但是用户并没有注意到在夜间电压会恢复正常,结果首先烧坏接触器然后烧坏充电电阻。由于整流桥和电解电容耐压相对较高而幸免于难。更换损坏器件修复。
升降温检查法:此法对于一些特殊的故障非常见效。人为地给一些温度特性较差的元件加温或降温,产生“病症”或消除“病症来查找故障原因
〖例 3〗有一台英泰变频器故障。用户反映该变频器经常参数初始化停机,一般重新设定参数后20分钟到30分钟故障重现。首先我认为该故障应该与温度有关,因为运行到这个时间后变频器温度会升高的。我用热风焊台加热热敏电阻,当加热
第二章 维修的准备工作
公欲善其事,必先利其器。所以必须准备得心应手的工具。
维修设备
1)熔焊设备:
恒温焊台。至少包括大功率和小功率烙铁各一把。小功率烙铁要有不同形状的焊头,根据不同器件相应的更换。大功率烙铁用于拆焊散热快需要热容量大的焊点。
恒温热风枪。用于拆焊多管脚的集成芯片。
优良的焊锡、液体助焊剂、细铜网、吸锡器。
2) 测量设备:
万用表。数字万用表以外最好还有一块模拟万用表,用来测量变频器的输出电压。普通数字表测量的输出电压会是直流母线的电压
钳流表。用来测量电流。
示波器。30M以上的为宜。
3) 辅助设备:
电工工具。包括螺丝刀、常用扳手、钳子、套筒……
测试电机。一台功率2.2千瓦的和一台15千瓦电机。15千瓦的电机空载电流在7安培左右,可以通过电机的运转声音和运转电流的测量判断变频器的好坏了。2.2千瓦的用于测试小功率的变频器。
直流电机和耗能电阻(可选)。为了更好的测试变频器,可以通过用交流机带动直流电机发电来给变频器加上负载,而检测其是否正常。
电压可调的直流电源(最大800伏)。调压器加整流桥加滤波电容就可以了,为了安全要加入放电电阻回路,当关闭直流输出时切入放电电阻短路电容正负极,用来释放电容中的残留电能,防止被电击。 5伏到24伏直流电源.
隔离变压器。示波器的电源必须与电源隔离,与被测量电路共地会造成示波器的损坏。
380V电源。在开关到变频器输入端子之间最好串联充电电阻,并且将其并联交流接触器。当第一次给变频器上电时,一定要通过充电电阻。这种软上电可以保护变频器,如果变频器内部主回路或输出有短路现象,电阻会有限流作用并产生很大的压降,因此保护了变频器。软上电后变频器没问题,就可以通过交流接触器短路充电电阻,给变频器正常上电了。
测试用限流电阻。