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ABB变频器日常维护与常见故障排除
来源: | 作者:lexunautomation | 发布时间: 2016-12-28 | 718 次浏览 | 分享到:
一. 日常维护
1. 注意事项
操作人员必须熟悉变频器的基本工作原理、功能特点,具有电工操作基本知识。在对变频器进行检查保养之前,必须在设备总电源全部切断,并且等待变频器放电结束之后进行。
2. 日常检查事项
变频器上电之前应先检查周围环境的温度及湿度,温度过高会导致变频器过热报警,严重时会直接导致变频器功率器件损坏、电路短路;空气过于潮湿会导致变频器内部直接短路。在变频器运行时要注意其冷却系统是否正常,如:风道排风是否流畅,风机是否有异常声音。变频器散热效果如何将直接影响变频器的正常运行,变频器的排风系统如风扇旋转是否流畅,进风口是否有灰尘及堵塞物都是日常检查不可忽略的地方。此外日常检查还要注意:电动机是否过热,有异味;变频器及电机是否有异常响声;变频器面板电流显示是否偏大或电流变化幅度太大,输出UVW三相电压与电流是否平衡等
3. 定期保养
清扫空气过滤器冷却风道及内部灰尘。检查螺丝钉、螺栓以及即插件等是否松动,相间电阻是否有短路现象,正常应大于几十兆欧。导体及绝缘体是否有腐蚀现象,如有要及时用酒精擦拭干净。在条件允许的情况下,要用示波器测量开关电源输出各路电压的平稳性,测量驱动电路各路波形的方波是否有畸变。UVW相间波形是否为正弦波。
接触器的触点是否有打火痕迹,严重的要更换同型号或大于原容量的新品;确认控制电压的正确性,进行顺序保护动作试验;确认保护显示回路无异常;确认变频器在单独运行时输出电压的平衡度。 建议定期检查,应一年进行一次。
4. 备件的更换
变频器由多种部件组成,其中一些部件经长期工作后其性能会逐渐降低、老化,这也是变频器发生故障的主要原因,为了保证设备长期的正常运转,下列器件应定期更换:
⑴ 冷却风扇
变频器的功率模块是发热最严重的器件,其连续工作所产生的热量必须要及时排出,一般风扇的寿命为10kh~40kh。按变频器连续运行折算为2~3年就要更换一次风扇。
⑵ 滤波电容
中间直流回路滤波电容,又称电解电容,其主要作用就是平滑直流电压,吸收直流中的低频谐波,它的连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加快其电解液的干涸,直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次,一般其容量减少20%以上应更换。
二. 故障排除
根据变频器发生故障或损坏的特征,一般可分为两类;一种是由于使用环境恶劣,高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障(严重时,会出现打火、爆炸等异常现象)。这类故障
发生后,一般会使变频器无任何显示,其处理方法是先对变频器解体检查,重点查找损坏件,根据故障发生区,进行清理、测量、更换,然后全面测试,再恢复系统,空载试运行,观察触发回路输出侧的波形,当6组波形大小、相位差相等后,再加载运行,达到解决故障的目的;另一类是在运行中频繁出现的自动停机现象,并伴随着一定的故障显示代码,其处理措施可根据随机说明书上提供的指导方法,进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适,或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象。第一类故障:
主电路故障
根据对变频器实际故障发生次数和停机时间统计,主电路的故障率占60%以上;运行参数设定不当,导致的故障占20%左右;控制电路板出现的故障占15%;操作失误和外部异常引起的故障占5%。从故障程度和处理困难性统计,此类故障发生必然造成元器件的损坏和报废。是变频器维修费用的主要消耗部分。
(1)整流块的损坏
变频器整流桥的损坏也是变频器的常见故障之一,早期生产的变频器整流块均以二极管整流为主,目前部分整流块采用晶闸管的整流方式(调压调频型变频器)。中、大功率普通变频器整流模块一般为三相全波整流,承担着变频器所有输出电能的整流,易过热,也易击穿,其损坏后一般会出现变频器不能送电、保险熔断等现象,三相输
入或输出端呈低阻值(正常时其阻值达到兆欧以上)或短路。在更换整流块时,要求其在与散热片接触面上均匀地涂上一层传热性能良好的硅导热膏,再紧固螺丝。如果没有同型号整流块时,可用同容量的其它类型的整流块替代,其固定螺丝孔,必须重新钻孔、攻丝,再安装、接线。
(2)充电电阻易损坏
导致变频器充电电阻损坏原因一般是:如主回路接触器吸合不好时,造成通流时间过长而烧坏;或充电电流太大而烧坏电阻;或由于重载启动时,主回路通电和RUN信号同时接通,使充电电阻既要通过充电电流,同时又要通过负载逆变电流,故易被烧坏。其损坏的特征,一般表现为烧毁、外壳变黑、炸裂等损坏痕迹。也可根据万用表测量其电阻判断。
(3)逆变器模块烧坏
中、小型变频器一般用三组IGBT(绝缘栅晶体管模块);大容量的机种均采用多组IGBT并联,故测量检查时应分别逐一进行检测。逆变器模块的损坏原因很多:如输出负载发生短路;负载过大,大电流持续运行;负载波动很大,导致浪涌电流过大;冷却风扇效果差;致使模块温度过高,导致模块烧坏、性能变差、参数变化等问题,引起逆变器输出异常。
辅助控制电路故障
变频器驱动电路、保护信号检测及处理电路、脉冲发生及信号处理电路等控制电路称为辅助电路。辅助电路发生故障后,其故障原因较为复杂,除固化程序丢失或集成块损坏(这类故障处理方法一般只能采用控制板整块更换或集成块更换)外,其他故障较易判断和处理。
(1)驱动电路故障
驱动电路用于驱动逆变器IGBT,也易发生故障。一般有明显的损坏痕迹,诸如器件(电容、电阻、三极管及印刷板等)爆裂、变色、断线等异常现象,但不会出现驱动电路全部损坏情况。处理方法一般是按照原理图,每组驱动电路逐级逆向检查、测量、替代、比较等方法;或与另一块正品(新的)驱动板对照检查、逐级寻找故障点。处理故障步骤:首先对整块电路板清灰除污。如发现印刷电路断线,则补线处理;查出损坏器件即更换;根据笔者实践经验分析,对怀疑的元器件,进行测量、对比、替代等方法判断,有的器件需要离线测定。驱动电路修复后,还要应用示波器观察各组驱动电路信号的输出波形,如果三相脉冲大小、相位不相等,则驱动电路仍然有异常处(更换的元器件参数不匹配,也会引起这类现象),应重复检查、处理。大功率晶体管工作的驱动电路的损坏也是导致过流保护功能动作的原因之一。驱动电路损坏表现出来最常见的现象是缺相,或三相输出电压不相等,三相电流不平衡等特征。
(2)开关电源损坏
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开关电源损坏的一个比较明显的特征就是变频器通电后无显示。开关电源的损坏常见的有开关管击穿,脉冲变压器烧坏,以及次级输出整流二极管损坏,滤波电容使用时间过长,导致电容特性变化(容量降低或漏电电流较大),稳压能力下降,也容易引起开关电源的损坏。
另外,变频器通电后无显示,也是较常见的故障现象之一,引起这类故障原因,多数也是由于开关电源的损坏所致。
(3)反馈、检测电路故障
在使用变频器过程中,经常会碰到变频器无输出现象。驱动电路损坏、逆变模块损坏都有可能引起变频器无输出,此外输出反馈电路出现故障也能引起此类故障现象。有时在实际中遇到变频器有输出频率,没有输出电压(实际输出电压非常小,可认为无输出),这时则应考虑一下是否是反馈电路出现了故障所致。在反馈电路中用于降压的反馈电阻是较容易出现故障的元件之一;
总之,变频器常见故障有过流、过压、欠压以及过热保护,并有相应的故障代码,其代码含义可查阅随机使用说明书,参考处理措施进行解决。过流经常是由于IGBT功率模块的损坏而导致的,在更换功率模块的同时,应先检查驱动电路的工作状态,以免由于驱动电路的损坏,导致或IGBT功率模块的重复损坏;欠压故障发生的主要原因是快速熔断器或整流模块的损坏,以及电压检测电路的损坏,电
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压检测采样信号是从主直流回路直接取样,经高阻值电阻降压,并通过光耦隔离后送到CPU处理,由高低电平判断是欠压还是过压;过热停机,多数原因是由冷却风扇散热不足引起的。
第二类故障:
根据故障代码排除故障:
1. 故障:I/O COMM
是由于编码器接口模块、通讯接口模块光纤接法错误。
2. 故障:Inv overload
可能原因是编码器A、B相接反。
3. 故障:torque fault
可能原因是编码器A、B相接反,参数62.2时间太短。
4. 故障:brake flt
可能原因是编程时遗漏DI1,67.2时间太短,可以设为2S。
5. 故障:DC overvoltage
可能原因是制动单元没有投入,参数20.05设为off,27.01设为on。
6. 故障:encoder err
可能原因是光纤接错、编码器反相、电压等级选择错误。
7. 故障:over current
可能原因是制动器没有打开、编码器电压等级设置错误、信号干扰,屏蔽线断开。
8. 故障:brake L fault
可能原因是DI1封线造成的。
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9. 故障:earth fault
可能原因是电机电缆绝缘问题、制动电阻接线错误。
10. 故障:short cirult
可能原因是电机电缆绝缘问题。
11. 变频器上电后主风扇不工作并且发出电台整点报时前的“嘀嘀”声。
原因:主板插排松动。
12. 变频器辨识已做完,用它对电动机进行控制,外部打档后,电动机出现正反抖动现象,外部给定回零后,电动机仍然抖动;对变频器进行本地操作时,会时而出现本地操作停止键失灵现象。 原因:变频器做辨识运行时,电动机额定转速值设置不准确(设置偏高)。解决:重新设置参数,重新进行辨识运行。注意:ABB变频器做辨识运行时即使电动机额定转速设置不准确,电动机辨识运行仍然正常进行,不报任何故障。
13. 直流母线充电电阻烧坏。
现象:变频器上电瞬间变频器内部打火花冒烟。故障确诊:此故障为将制动电阻接在了直流母线上,导致了直流母线充电电阻烧坏。制动电阻接在了UDC+、UDC-端。
14. 变频器在运行时,一、二档运行正常,但三、四档时运行速度就下滑到一档速度。
原因:联动台为分级式操作杆给定模式(即联动台信号通过中间继电器把信号给到变频器),其控制类型选择参数64.10应该选择STEP
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JOYST模式。
15.变频器驱动平移机构,运转回零后无电气制动。
原因:参数21.03电机停止模式为自由停车,造成电机停止时无电气制动,电机靠惯性运转,无法即时停转。把此参数改为斜坡减速模式,故障消失。