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        鄭州變頻器維修OC過流故障的處理方法

        來源: | 閱讀(6104) | 2015-10-22 10:49:51

        OC故障預警的實質是:快速停機保護模塊或運行有短路危險,模塊已經壞掉 運行中報OC故障信號表明運行或停止狀態中有嚴重過電流的情況發生或存在嚴重過電流的可能性 故障檢測電路及驅動電路正常時,變頻器OC故障的來源是過負載現象,模塊質量缺陷或器件老化 由故障檢測電路和驅動電路方面造成報OC故障的原因有內電路損壞,驅動IC損壞獲驅動電路異常導致的模塊異常 大致說明故障示警的預警層次

        解決方案:

        要重視OC故障“顯性”信號,同時也要注意報OC故障的“隱現象”和似是而非的報OC現象 了解故障示警的預警層次,及時排查OC故障

        OC故障在變頻器的所有故障中出現的頻率,也許是最高的,最為頻繁的。在起動過程中報警,在停機過程中報警,在運行中報警,以至于上電即警示,還甚至以其它故障代碼或現象間接地告知你:該臺變頻器存在OC類的故障!

        在變頻器說明書中對OC故障的說明,大致有以下幾種解釋:負載側短路,運行電流大于兩倍以上時跳OC故障;變頻器輸出模塊短路;變頻器過電流;負載過大;加、減速時間太短等。有的機型中不以OC來標注此類故障,用負載側短路、變頻器過負載、有嚴重接地故障等來說明,這當然是OC故障的別名。

        而有的變頻器并不告知你故障的類別,當出現OC故障,開機會造成更大的危險時,則索性造成類似程序死機的表面現象,如英威騰的P9/G9系列機,當開機檢測到模塊故障時,操作面板便出現H00字符,所有按鍵操作均被拒絕。不明內里的人會以為:程序死機了,是CPU主板出了問題。

        還有的變頻器則更為有趣,當別的故障原因會導致運行中的模塊損壞時,或者說如在此故障狀態下模塊運行具有潛在的危險時,即在停機狀態,也會警示OC故障。如阿爾法P2000型機子,當主回路直流電壓檢測電路損壞,CPU檢測到危險的電源電壓時,干脆來不及報過電壓故障了,直接報OC故障得了,免得使用者對電源電壓過高的提示不在意!

        一臺《臺安》N2型功率機型,上電即跳UL或UU故障,拒絕操作。檢查三相電流互感器的信號,三路信號有嚴重偏差,起碼是已經壞掉了兩只。但查該說明書的故障代碼表,無此兩種故障代碼,猜測這種代碼是廠方維修人員才能破解的密碼,不足為外人道的。是否也為間接地提示OC故障呢?只待修復起來才能有個答案吧。

        我猜測變頻器電路設計者的初衷是這樣的:當上電檢測模塊已壞掉,或運行中出現危及模塊安全的因素甚至模塊已損壞時,會及時報出OC故障。其起因大致是負載側短路或過重負載導致了嚴重過電流,或變頻器因驅動不良或模塊本身損壞造成的過電流甚至短路現象。

        綜上所述,OC故障預警的實質是:快速停機保護模塊或運行有短路危險,模塊已經壞掉!從保護上講,模塊在變頻器的“價值比重”如同顯像管在彩電中的價值,是不言而喻的;就產生OC故障后強制運行的危險性而言,勤部輕故障者有可能損壞模塊,模塊已壞再強制運行的話,則有可能使設備爆炸造成嚴重的人身傷害!所以設計人員對模塊故障不能不做第一位的考慮!

        撇開檢測電路損壞誤報的OC故障不說,還有的變頻器無“故障”,僅僅是電源電壓有稍許難以意料的偏差,或是某種干擾,也會頻報OC故障,而這種故障檢修起來,會讓人撓頭的。

        大部分變頻器是在啟動信號投入時,跳OC信號,此種情況往往是模塊并沒有損壞,而只是驅動電路存在異;蚪邮艿秸`報警信號(但不排除有的機型是模塊已經損壞);有的是上電即跳OC信號,則可能是模塊已經壞掉,或者是具有其它運行會危及模塊安全的因素,當具有這種因素存在時,有的變頻器處理的措施是:操作面板能做其它參數設定工作,但不能進入操作運行;有的則是干脆拒絕所有操作,全面罷工算了。而在運行中的報OC信號:則有以下三種可能:

        1、屬于負載方面的異常:起動、運行、停機過程中都有可能報OC故障,一般為負載過重或變頻器容量不足;
        2、用戶對變頻器的運行參數不當,如對恒轉矩負載錯誤設置為二次遞減轉矩負載,加、減速時間設置不當,尤其是對大慣性負載加、減速時間的設置;蛘呤菍νC方式的處理不當。更有甚者,是對保護參數的誤設,如對變頻器或電機額定電流參數的減小性誤設,使設備在額定電流以下竟出現頻繁的過流報警停機,不能投入運行!
        3、屬于變頻器本身的故障原因:往往為驅動電路的電源供電電容失效造成驅動不足,使CPU接收到IGBT管壓降過大的OC信號。

        但三方面的原因可歸納為一點:運行或停止狀態中有嚴重過電流的情況發生或存在嚴重過電流的可能性,因而只有報出OC信號!

        一般來講,OC故障的來源有以下三個方面:

        1、當逆變模塊運行電流超大,達額定電流的3倍以上時,IGBT管子的管壓降上升到7V以上時,由驅動IC返回過載OC信號,通知CPU,實施快速停機保護;
        2、從變頻器輸出端的三只電流互感器(小功率機型有的采用兩只),采集到急劇上升的異常電流后,由電壓比較器(或由CPU內部電路)輸出一個OC信號,通知CPU,實施快速停機保護。
        3、IGBT管子已有或正在發生了短路性和開路性損壞。由驅動IC檢測到“極其異常的”管壓降,尤其是開路時管壓降要大于大于7V的保護動作閥值。

        這是故障檢測電路及驅動電路正常時,變頻器OC故障的三個來源。原因為負載側出現電機堵轉等異常過負載現象,或變頻器模塊內的質量缺限、器件老化等造成。

        而由故障檢測電路和驅動電路方面造成報OC故障的原因也有以下三方面:

        1、三相輸出電流檢測電路。當電流互感器的內電路損壞,使故障信號輸出腳輸出異常高的電壓信號時,CPU以為運行電流大到已到短路程度了,趕快報OC信號吧;
        2、驅動IC損壞,如J316的6腳內場效應管子短路后,將6腳電壓拉為故障檢出狀態的低電平,CPU要是再不報OC信號,那就不是CPU了;
        3、驅動IC雖未損壞,但驅動電路的異常導致了模塊異常的工作狀態,驅動電路在此時報出OC信號,不但不算誤報,而且是非常及時和可表揚的。驅動IC的供電常采用正負雙電源的方式,其正電壓提供IGBT導通的激勵電流。其負電壓為IGTB管子的截止提供助力,強制拉出IGBT結電容的電荷,使其更為可靠和快速地截止。當正電壓濾波電容(往往采用47uF或100uF電容,大功率機型也有采用330uF的)的容量大為減小時,IGBT管子因激勵不足,即使運行在額定電流以下,也呈現較大的管壓降,經檢測電路處理,CPU報出OC故障;此際的故障表現為:變頻器空載或帶有極輕負載時,運行正常,稍微加載即報OC故障。

        如果說正電壓濾波電容的失效會導致IGBT管子的激勵不足,而促使驅動IC報出OC故障,IGBT管子尚不存在較大危險的話,那么負電壓濾波電容的失效,則就危險得多了。在某一相上臂管子開通的同時,會將主回路正電壓跳變到下管的C極上,如果負壓鉗位不足,管子的結電容瞬時吸入電流有可能造成下臂管子的誤導通,其后果是兩只共通的管子對主直流電源造成了短路!在此種情況下模塊極易炸裂!無論是正電壓或負電壓濾波電容的失效,變頻器都有可能報出OC故障。

        以上是故障檢測和驅動電路方面報OC故障的“現象”,還有報OC故障的“隱現象”和似是而非的報OC現象,往往不被人注意。如下三例:

        1、檢修一臺阿爾法變頻器,CNN1端子的第8腳為主回路直流電壓檢測信號輸出腳,正常時應為3.5V左右,當因電路損壞造成5V以上的“信號輸出”(相當于三相交流輸入電壓達500V以上了)時,CPU認為危及模塊運行的安全了,于是不報過電壓故障,而是上電即警示OC,以引起用戶的注意。

        2、在對阿爾法小功率變頻器維修的過程中,發現該變頻器有一個通病——容易跳OC故障。其表現為:多在啟、停操作過程中跳故障,但有時也在運行中跳故障;有時候莫名其妙地又好了,能運行長短不一的一段時間。在以為已經沒有問題的時候,又開始頻繁跳OC故障;空載時用表筆測量U、V、W輸出電壓時,易跳故障,但接入電機后起動運行,又不跳了,再過一陣子,接入電機還是跳OC故障。

        無論怎么查找故障原因和進行故障檢測電路逐一的排查,就是找不出故障原因,可能電路存在說不清道不明的某種干擾,但干擾的來源與起因又很難查找。莫非是啟/停瞬間——逆變驅動模塊的“加載和卸載”期間,導致了CPU供電的波動而跳故障嗎?測量CPU供電為4.98V,很穩定,滿足要求呀。后來偶爾將主板供電的4.98V調整為5.02V,再作起/停試驗,故障竟然排除了!故障原因竟然為5V供電偏低!很見此故障的隱蔽之深。

        3、修理一臺P9型英威騰機器時,檢查發現:上電,操作面板顯示H.00,所有操作全無效,CPU拒絕所有操作。測量故障信號匯集處理電路U7-HC4044的4、6腳的過流信號,皆為負電壓,而正常時靜態應為6V正電壓。順電流檢測電路往前查找,測電流信號輸入放大U12D的的8、14為0V,正常;U13D的14腳為負8V,有誤過流信號輸出。將R151焊開,斷開此路過流故障信號,操作面板的所有參數設置均正常。故障原因為上電后檢測到有過流信號,于是拒絕所有操作,先讓變頻器歇一會兒,待排除異常后才能操控。

         

        從上文看來,好多電路和好多方面的原因都能使變頻器報出OC故障,但哪個電路更具有優先權呢?就故障檢測電路來說,故障示警有沒個預警層次呢?從保護角度而言,數方面的因素只要是危及了模塊的安全,都會報出OC故障,正如上文所言。但在實施中,也可以看出一些預警層次。

        1、驅動IC返回的OC信號是第一位的,如從J316的6腳、PC929的11腳、IPM模塊的OC信號檢出腳報出的信號。因是直接檢測模塊狀態的,所以只要CPU接收信號,立即封鎖三相觸發脈沖的輸出,報出OC信號;

        2、由三相輸出電流互感器報出的OC信號。此信號的報出有一個梯級過程:當有過流現象發生時,對輕度過流,經長延時處理和降低頻率等處理后,報過電流但不會報OC。對中度過流,經較短時間延時和其它處理無效后,報過電流,仍不報OC。只有出現變化劇烈且幅值極大的電流檢測信號,則不經延時,直接報出OC信號;

        3、有些機型對過、欠壓的檢測處理也按類似于電流檢測一樣的梯級報警層次:如先報過電壓,并且伴有延時處理環節。當檢測到極高電壓值時,才直報OC;

        4、英威騰P9/G9型機,間接顯示OC的過程,也有梯級報警層次:上電檢測到模塊或電流信號異常,拒絕所有操作;只檢測到溫度異常,可設參數值,但不能起停操作。

        由此看來,據危害程度的不同,報各類故障的時間也有所差異。CPU對OC信號的檢測是直接停機保護或拒絕操作,越快越好,無時間延時處理;對其它危害程度較輕的故障信號,則有檢測、延時、預報警、報警停機保護和配合頻率調節以使過流現象消失等幾個環節。此為OC信號與其它故障信號在處理上的不同之處。

        因而對變頻器的保護來說,OC故障信號的預警級別當為紅色級。為最高故障保護級別。具有對其無條件執行的最高優先級。 
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