丹佛斯變頻器常見故障分析與解決手段
1、 alarm29—過熱
過熱,也是我們平時會碰到的一個故障。那我們首先會想到散熱風扇是否運轉,丹佛斯在風扇控制上采用了on/off控制方式,通過溫度傳感器采樣溫度信號,用斬波電路調整輸出電壓達到控制風扇轉速的目的,即省了電,又延長了風扇的壽命。其次我們也要檢查散熱通道是否暢通,有無堵塞現象。對于大功率45kw以上的變頻器在安裝上一定要注意機器必須安裝在平整,垂直無間隔物的表面,原因在于丹佛斯變頻器出廠時不提供背板,所以風道是敞開的,不利于散熱,我們發現很多丹佛斯變頻器過熱都是由于安裝問題而導致的。
2、 限流運行
在平時運行中我們可能會碰到變頻器提示電流極限。對于一般的變頻器在限流報警出現時不能正常平滑的工作,電壓(頻率)首先要降下來,直到電流下降到允許的范圍,一旦電流低于允許值,電壓(頻率)會再次上升,從而導致系統的不穩定。丹佛斯變頻器采用內部斜率控制,在不超過預定限流值的情況下尋找工作點,并控制電機平穩地運行在工作點,并將警告信號反饋客戶,依據警告信息我們再去檢查負載和電機是否有問題。
3、 alarm8—欠壓故障
欠壓故障,當出現欠壓故障時,我們首先應該檢查輸入電源是否缺相,假如輸入電源沒有問題那我們就要檢查整流回路是否有問題,丹佛斯小功率37kw以下的變頻器采用的是單個的全橋不可控整流器,而45kw以上的變頻器則采用了半控全橋整流,整流橋缺相可能導致欠壓報警。對于小功率機器預充電回路接觸器有問題也有可能導致欠壓報警。
4、開關電源損壞
這是眾多變頻器最常見的故障,通常是由于開關電源的負載發生短路造成的,丹佛斯變頻器采用了新型脈寬集成控制器uc2844來調整開關電源的輸出,同時uc2844還帶有電流檢測,電壓反饋等功能,當發生無顯示,控制端子無電壓,dc12v,24v風扇不運轉等現象時我們首先應該考慮是否開關電源損壞了。
5、 alarm 37—igbt模塊損壞
igbt模塊損壞,這也是變頻器損壞的常見故障之一,電機抖動,三相電流,電壓不平衡,有頻率顯示卻無電壓輸出,這些都是igbt模塊損壞的常見現象。igbt模塊損壞的原因有多種,首先是外部負載發生故障而導致igbt模塊的損壞如負載發生短路,堵轉等。其次驅動電路老化也有可能導致驅動波形失真,或驅動電壓波動太大而導致igbt損壞,在驅動電路的設計上丹佛斯應該是做的相當優秀的,每一路驅動電路丹佛斯都使用了獨立的帶變壓器隔離的電源,控制信號也是通過門極驅動變壓器提供,所以可靠性相當高。
三、丹佛斯變頻器維修案例
1、一臺FCM300變頻器上電不運行的故障及其維修
丹佛斯FCM300以及FCD300系列變頻器是變頻器家族中比較特殊的成員。它們是背包式變頻器—變頻器與電機甚至減速機組合在一起的,做到變頻器與電機的完美結合。它們有著眾多的優點:防護等級比較高,可以降低維護工作量,同時也無需為控制器預留安裝空間;電機電纜沒有長度的限制;安裝靈活及簡便;在性能方面速度精度比較高,啟動力矩也比較高。它們有標準RS485串行通訊來控制,可擴展PROFIBUS DP現場通訊總線。
外接FCM300專用遠程液晶操作面板以后,上電觀察到具體故障現象如下:
變頻器上電以后,遠程操作面板顯示變頻器處于上電自檢狀態,然后黒屏,沒有任何顯示,變頻器也無法運行。
通常懷疑這樣的故障是由于變頻器控制電源異;蜃冾l器內部控制板與功率板交互通訊有故障引起的。因此首先檢查面板的供電電源是否正常,用示波器測量,控制電源穩定在+5V,這是控制板工作的正常電壓,24V、15V和-10V輔助控制電源電壓也正常,說明此故障并不是由于工作電源不穩定而導致的;然后檢查控制板和功率板之間的通訊芯片,結果發現此組芯片和輔助線路也工作正常。
最后經仔細檢查發現,真正的故障原因為控制板E2PROM數據丟失,導致MCU上電自檢時發生錯誤,自檢無法通過。找一臺好的丹佛斯變頻器,拷貝了里邊的芯片數據,更換芯片以后,變頻器工作恢復正常。
2、VLT5011變頻器運行中顯示alarm4 故障及其維修
丹佛斯VLT? 5000 變頻器系列功能強大、運行穩定。廣泛應用于許多領域,如:食品、飲料、印刷、造紙、石化、紡織、鋼鐵、機械、起重、電梯、建材以及暖通空調等等。
(1)檢查過程: VLT5011變頻器分為書本型和緊湊型2種,該機器屬于書本型。檢查該變頻器的流程是:先拆操作面板,然后拆上蓋板、側板,知道可以看見變頻器的電源卡,測試電源卡發現:其上整流模塊,逆變模塊,電解電容,開關電源,驅動線路工作正常。說明該機器主要部件并未受損。
(2)故障原因分析: 根據ALARM 4故障解釋,導致變頻器顯示故障的原因可能有三個,a、主電源缺相,b、整流模塊損壞,c、電解電容損壞。由于檢查變頻器時候已近排除了整流模塊和電解電容損壞的可能性。因此可以懷疑輸入電源是否缺相。仔細檢查結構件,發現整流模塊到底板(BOTTOM COVER)的連接線底板側有一插頭(S插頭)打火痕跡,將輸入端子插入插頭后,S插頭插不到位,導致電源松動后缺相。與客戶取得了聯系獲得的現場使用情況是:由于接入不當該機器曾出現過輸入端子燒壞,更換輸入端子重新接線后運行中顯示ALARM 4故障。因此我們可以判定:由于輸入側端子(S端子)沒有擰緊,導致輸入端子和插頭打火,把輸入端子燒壞,插頭處打火氧化,無法插到新的插頭,導致變頻器跳故障。
(3) 維修過程: 更換變頻器輸入側插頭,依次安裝好變頻器的電源卡,底板,側板,控制卡,上蓋板,操作面板等。測量變頻器的二極管特性及對地絕緣,符合送電的標準。將變頻器送電,自檢通過后,測量輸入側電源電壓,開機輸出電壓平衡。帶負載測量輸入和輸出電流平衡,變頻器修復。
(4)、 維修經驗總結: 使用變頻器一定要注意將變頻器輸入輸出線擰緊,安裝要符合丹佛斯標準。平時要多注意維護保養。
3、丹佛斯變頻器VLT8000變頻器報“ALARM
VLT8500是丹佛斯大功率變頻器的柜式機器,該機器的封裝等級是IP54,直接安裝在空調間,F場有一臺VLT8500變頻器報"ALARM29"報警,將變頻器的兩扇柜門打開,檢查變頻器的主回路,發現主回路的整流模塊,逆變模塊特性良好。由于變頻器顯示故障之前還在運行中,因此不懷疑主回路損壞。然后檢查變頻器的控制回路和散熱回路,依次拆下變頻器的POWER。CARD、GATEDRIVE CARD、CONTROL CARD、SOFTCHARGE CARD。測試發現該變頻器的POWER CARD 上風機控制回路線路損壞,并且有明顯的線路打火的痕跡,POWER CARD 到自藕變壓器之間的快速熔斷器損壞,同時發現變頻器的風機損壞二個。其它板卡完好。
(1)、故障原因分析: 變頻器的損壞器件分別是風機、快速熔斷器、POWER CARD。因此仔細檢查風機,發現損壞的散熱風機上有很多的石灰附著在散熱葉片上,而沒有損壞的風機散熱片上沒有石灰。從現場的工作人員得知,該變頻器的頂部房屋天花板上裝修時間不長,推測是施工時候將石灰不慎掉到變頻器的散熱風機上。因此導致變頻器損壞的原因就是:散熱風機葉片上有石灰,破壞了風機的動平衡。風機在運行中振動就會增加,從而大大的縮減了風機的軸承使用壽命,從而導致風機損壞。由于丹佛斯變頻器的風機是智能控制的,風機損壞也容易引起POWER CARD上的控制回路損壞。
(2)、 維修過程: 首先打開頂部風機蓋板,取出頂部4個散熱風機,露出散熱片,用空壓氣體清理散片。將散熱片清理干凈后,更換兩個損壞的風機同時將剩下的兩個散熱風機也清理干凈。安裝好風機后,蓋好風機蓋板。將好的SOFTCHARGE CARD 、GATEDRIVE CARD安裝好,換上新的快速熔斷器和POWER CARD。最后將CONTROL CARD裝好。變頻器安裝完畢。再次檢查變頻器的各個部分器件好壞,檢查變頻器的外圍線路,確認滿足變頻器送電條件。給變頻器送電,發現變頻器散熱風機運行正常,開機輸出電壓平衡,帶負載運行正常。變頻器成功修復。
(3)、 維修經驗總結:該機器出現ALARM 29(散熱器溫度過高)故障,基本上風機損壞或者是風機的散熱通道不良導致。因此要保證變頻器的正常運行,一定要多注意變頻器運行環境,千萬不要有異物掉入變頻器的散熱通道。同時需要給變頻器做定期的維護保養工作。
4、VLT5302變頻器行時前級空開跳閘,并且聽到變頻器內部有異常響動處理方法
檢查過程中,依次拆下變頻器的CONTROL CARD ,INTERFACE CARD ,POWER CARD,GATEDRIVE CARD,電容箱2組后,發現變頻器的IGBT模塊損壞,原本固定在IGBT模塊上的IGBT吸收板已經炸毀。經過對相關板卡的測試,發現GATEDRIVE CARD損壞,測量其他板塊正常。
在拆卸變頻器板卡時發現其POWER CARD 和DRIVE CARD上有很多的油污和灰塵。打開變頻器的散熱片風機,看到散熱片上也粘滿了油污和雜物,將變頻器的散熱通道完全堵死。由此可以推斷:變頻器的IGBT模塊無法散熱導致損壞。
維修過程如下:首先將變頻器完全拆開,將散熱通道散熱片拆下,用空壓氣體清理散片,將散熱片清理干凈,同時將變頻器內部結構件和板卡全部清理干凈。安裝IGBT模塊,安裝IGBT模塊時候要按照模塊的要求,順序安裝,力矩適度。然后依次安裝連接電抗器的結構件和HF卡,IGBT吸收電容,連接端子的結構件。接下來要安裝電容箱2組,POWER CARD,GATEDRIVE CARD, INTERFACE CARD,CONTROL CARD 。安裝結束后進行靜態的測試,靜態測試結果良好后進行上電測試和帶負載試驗。帶負載試驗合格,順利完成維修。
經驗總結:綜合不同的送修單位和不同的使用環境中數臺丹佛斯大功率P407結構機型變頻器維修情況,總結出變頻器IGBT模塊損壞的主要原因是:使用環境的惡劣,使得門極驅動卡上電子元件損壞以及變頻器的散熱通道堵賽。
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