變頻器的主電路由輸入整流模塊、輸出逆變模塊和儲(chǔ)能電容搭成主框架。小功率變頻器還內(nèi)置直流制動(dòng)開關(guān)管和制動(dòng)電阻器,受CPU信號(hào)控制,在因負(fù)載電動(dòng)機(jī)反發(fā)電造成電能饋回直流回路,致使直流回路電壓異常上升,危及逆變模塊和儲(chǔ)能電容的安全時(shí),制動(dòng)開關(guān)管導(dǎo)通,將制動(dòng)電阻并入直流回路。本電路中光耦合器PC1驅(qū)動(dòng)制動(dòng)開關(guān)管VF1的回路,不能形成激勵(lì)電壓的通路,制動(dòng)電路形同虛設(shè)。即使為成品機(jī)型,也可能有電路上的失誤之處。維修中需注意!

本變頻器逆變模塊的型號(hào)為STK621-051A,為智能功率模塊(IPM)。模塊內(nèi)含IGBT的驅(qū)動(dòng)電路、欠電壓(驅(qū)動(dòng)電壓跌落時(shí)電路動(dòng)作)和IGBT過(guò)電流、短路保護(hù)電路,以及模塊溫度檢測(cè)電路、故障信號(hào)輸出電路。FO為故障信號(hào)輸出端子,經(jīng)CN1的5腳連接到CPU的77腳。模塊內(nèi)部故障檢測(cè)電路往往有自鎖功能,在輸出過(guò)電流、短路或驅(qū)動(dòng)電源欠電壓、模塊過(guò)熱等故障發(fā)生時(shí),也對(duì)IGBT實(shí)施了關(guān)斷措施。模塊輸出的IS電流檢測(cè)信號(hào),先由IC2(C4570C)運(yùn)算放大器處理后,經(jīng)CN1的4腳送入CPU的59腳,以供運(yùn)行電流顯示及故障報(bào)警之用。因?yàn)椴捎昧薎PM,使得保護(hù)電路大為簡(jiǎn)化,電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)潔。
6路逆變脈沖信號(hào)由CPU經(jīng)CN1的6個(gè)端子輸入到模塊內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路。U、V、W輸出端子上并接的C11、C12、C133只電容器,為驅(qū)動(dòng)電路的自舉電容,當(dāng)其失容時(shí),會(huì)因不能良好地驅(qū)動(dòng)IGBT而頻報(bào)OC、SC故障。
變頻器開關(guān)電源電路的供電取自直流回路的+、-端,為直流280V左右。開關(guān)電源為單管自激振蕩電路,R1、R2為起動(dòng)電路,提供開關(guān)管VT1上電時(shí)的起振電壓。R5、C4等元件形成正反饋支路,控制VT1的截止和飽和導(dǎo)通。VD3、VS1又構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)壓支路,除加速VT1的截止外,利用VS1的電壓擊穿特性,可使振蕩電路完成工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換(VS1的擊穿電壓點(diǎn),即VT1由飽和導(dǎo)通到進(jìn)入放大區(qū)與截止區(qū)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)),以此來(lái)控制電路達(dá)到穩(wěn)壓輸出的目的。二次繞組輸出的工作電源還要經(jīng)后級(jí)穩(wěn)壓電路處理后,才作為控制電源??刂贫俗拥碾娫碫c1由VD4、C7整流濾波得到,因采用IPM的原因,逆變電路不再需要外部4路相互獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電源,這使得電源電路也大為簡(jiǎn)化。Vc1提供變頻器控制端子的操作電源。VD5、C10整流濾波得到的VD電源,專供逆變模塊內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電路的供電。VD6、VD7整流電路提供控制電路所需的正、負(fù)電源。除控制端子的操作電源外,其他電源都是共“地”的,與直流回路的-端同電位。電路板上的各路供電,與“強(qiáng)電”有通路,這一點(diǎn)必須注意!檢修時(shí)應(yīng)用隔離220V交流電源供電,避免電擊!

二 、CPU 主板電路
下圖為CPU主板電路之一—CPU的基本電路,也即滿足CPU基本工作條件所需的電路構(gòu)成。由+5V供電電路、復(fù)位電路、晶振電路、外接存儲(chǔ)器電路、操作顯示面板的數(shù)碼顯示電路和鍵盤電路組成。

下圖為CPU主板電路之二—數(shù)字/模擬信號(hào)控制端子電路,是處理變頻器的控制端子輸入、輸出的數(shù)字與模擬信號(hào)的。10、11控制端子輸出變頻器的狀態(tài)(運(yùn)轉(zhuǎn)或故障)開關(guān)量信號(hào)。RP1輸入面板頻率指令信號(hào)。2端子輸入控制端子輸入的模擬電壓信號(hào)—頻率指令信號(hào)。輸入信號(hào)的切換由IC4(BU4066BCK)雙向模擬開關(guān)來(lái)控制。

下圖為CPU主板電路之三—數(shù)字控制端子電路。電路處理的都是數(shù)字開關(guān)量信號(hào)。用戶用外接按鈕、開關(guān)等,通過(guò)數(shù)字控制端子,控制變頻器的啟停和故障復(fù)位等。3~9端子為控制信號(hào)輸入端子,控制信號(hào)經(jīng)光耦合器輸入到CPU引腳。繼電器K1輸出變頻器的工作狀態(tài)信號(hào),是無(wú)源觸點(diǎn)輸出。VT2、PC2、運(yùn)算放大器IC6等電路,是將CPU76腳輸出的PWM脈沖信號(hào),經(jīng)光電隔離、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、低通濾波成模擬電壓信號(hào),供外接電壓表來(lái)顯示運(yùn)行頻率的。電路傳輸?shù)膶?shí)際也為開關(guān)量信號(hào)。




2、焊盤6條線短接:


3、IGBT板、CPU板、IO板、面板組合、散熱器NTC插好(4.7K電阻)、X203\X204插頭插好:


4、DC+、DC-端子加530VDC(也可以在L1-L2螺桿處接入380VAC):

5、靜態(tài)門極負(fù)壓-4.6VDC,運(yùn)行@30Hz門極PWM電壓7.8VAC:


由于無(wú)法識(shí)別電壓、相數(shù)、繞組參數(shù),因此接線錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)很高,可能導(dǎo)致接錯(cuò)電壓燒毀線圈,三相繞組接線錯(cuò)誤引發(fā)短路、漏電。
從業(yè)多年的資深電工總結(jié)出一套標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)操方案,僅憑萬(wàn)用表、基礎(chǔ)工具,三步即可完成無(wú)銘牌電機(jī)判別與接線,區(qū)分單相 / 三相電機(jī)、定位繞組、匹配電壓、調(diào)試轉(zhuǎn)向,全程安全可控,一次接線成功。
接線的首要工作,是判定電機(jī)類型。單相電機(jī)多用于小型民用、輕載設(shè)備,三相電機(jī)是工業(yè)主力設(shè)備,二者接線邏輯、配件、電壓完全不同,區(qū)分錯(cuò)誤會(huì)直接造成故障。 我們可以結(jié)合引線數(shù)量、外觀結(jié)構(gòu)、配件、萬(wàn)用表檢測(cè)四種方式綜合判斷,30 秒即可得出結(jié)論,具體對(duì)比如下表:
| 判別維度 | 單相電機(jī)(小功率 / 民用) | 三相電機(jī)(大功率 / 工業(yè)) |
|---|---|---|
| 引出線數(shù)量 | 常規(guī) 2~4 根,4 根為主(主繞組 + 副繞組) | 常規(guī) 3 根或 6 根,工業(yè)電機(jī)以 6 根居多 |
| 應(yīng)用場(chǎng)景 & 體積 | 體積小巧,多用于風(fēng)扇、洗衣機(jī)、小型水泵,功率普遍<1.5kW | 體積偏大,多用于風(fēng)機(jī)、工業(yè)水泵、機(jī)床設(shè)備,功率普遍≥2.2kW |
| 配套配件 | 絕大多數(shù)配備啟動(dòng)電容(圓形 / 方形) | 無(wú)啟動(dòng)電容,依靠三相相位差實(shí)現(xiàn)啟動(dòng) |
準(zhǔn)備數(shù)字萬(wàn)用表,調(diào)至通斷蜂鳴檔,斷電狀態(tài)下檢測(cè)所有引線:
安全提示:所有檢測(cè)操作必須完全斷電;若電機(jī)剛停止運(yùn)行,繞組會(huì)殘留余電,需先對(duì)引線放電,再進(jìn)行測(cè)量,避免萬(wàn)用表讀數(shù)異?;蛴|電。
單相電機(jī)依靠主繞組運(yùn)行、副繞組 + 啟動(dòng)電容完成啟動(dòng),電容容量、繞組接線順序是重中之重。電容選配不當(dāng)、繞組接反,會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)無(wú)力、轉(zhuǎn)速異常,嚴(yán)重時(shí)直接燒毀副繞組。
數(shù)字萬(wàn)用表(調(diào)至 200Ω 電阻檔)、匹配規(guī)格啟動(dòng)電容、絕緣膠帶、記號(hào)筆。
三相電機(jī)是工業(yè)場(chǎng)景主流設(shè)備,無(wú)銘牌時(shí)最大難點(diǎn)是判定額定電壓與區(qū)分星型(Y)、三角型(△)接法。3 根引線與 6 根引線的接線方式不同,需分開測(cè)試,全程優(yōu)先采用低壓短時(shí)試機(jī),杜絕全壓直接試機(jī)。
這類電機(jī)出廠已固定星型或三角型接法,僅需判定適配電壓(220V 三相 / 380V 三相):
6 根引線可分為三組獨(dú)立繞組,支持星型、三角型兩種接法,380V 工業(yè)用電環(huán)境下兩種接法扭矩、電流差異較大,需分步測(cè)試:
某車間 6 引線舊水泵電機(jī),無(wú)銘牌,三組繞組電阻均為 5Ω。
無(wú)論單相還是三相電機(jī),接線前、接線中、試運(yùn)行階段,都必須遵守以下三條準(zhǔn)則,兼顧人身安全與設(shè)備壽命:
切斷上級(jí)電源并懸掛 “禁止合閘” 警示牌,使用萬(wàn)用表 2500V 絕緣檔,檢測(cè)繞組與電機(jī)外殼之間的絕緣電阻。絕緣電阻≥0.5MΩ方可接線;若絕緣不達(dá)標(biāo),說(shuō)明繞組受潮、破損,需先維修再使用。作業(yè)時(shí)佩戴絕緣手套,配備漏電保護(hù)器。
所有無(wú)銘牌電機(jī),第一次通電必須拆除負(fù)載,做到 “空載試機(jī)”。觀察運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、聆聽異響、觸摸外殼溫度,一旦出現(xiàn)異常,第一時(shí)間斷電排查,將故障損失降到最低。
接線調(diào)試完成后,使用記號(hào)筆或紙質(zhì)標(biāo)簽,在電機(jī)外殼標(biāo)注關(guān)鍵參數(shù):電機(jī)相數(shù)、額定電壓、接線方式、電容規(guī)格(單相電機(jī))。后續(xù)再次使用、檢修時(shí),無(wú)需重復(fù)檢測(cè),提升工作效率。
Danfoss FC302變頻器故障和報(bào)警原因,以及應(yīng)對(duì)方式的詳細(xì)說(shuō)明。
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端子排布:+10V、AI1、AI2、AGND、AO1、AO2

數(shù)字量輸入端子范圍:10–18 號(hào)端子包含引腳:+24V、GND、DCOM、DI1~DI6。
核心分兩種接法:PNP 型(高電平觸發(fā))、NPN 型(低電平觸發(fā))

由變頻器內(nèi)部24V 電源作為觸發(fā)源,電流從 24V 流出接入 DI 端子(如 DI1 接 13 號(hào)端子)。變頻器內(nèi)部 DI 與 DCOM 導(dǎo)通,外部再將 DCOM 與 GND(11 號(hào)端子)短接,形成完整信號(hào)回路。


把變頻器 **+24V 與 DCOM 公共端短接 **,24V 接入 DCOM 后,內(nèi)部連通對(duì)應(yīng) DI 端子。外部通過(guò) NPN 開關(guān)器件連接 DI 端子,最終回流至 GND(11 號(hào)端子)形成回路。




五、主電路380V輸入輸出接線


變頻器直流側(cè)預(yù)留 B+、B- 專用端子,直接對(duì)應(yīng)連接制動(dòng)電阻,實(shí)現(xiàn)停機(jī)快速制動(dòng)、能耗泄放

ABB ACS510變頻器無(wú)顯示故障維修,通過(guò)上海津信標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)流程,發(fā)現(xiàn)變頻器的功率卡和整流模塊故障,經(jīng)過(guò)清理和維修,順利通過(guò)負(fù)載測(cè)試,故障修復(fù)。
]]>偉肯VACON NXP水冷系列為高端工程型變頻器,主要特點(diǎn)是體積小、功率密度高、散熱效率高、適合惡劣工況和空間狹小又需要大功率變頻器的場(chǎng)景,在冶金、船舶、礦山、造紙、海工等重工業(yè)場(chǎng)景有廣泛應(yīng)用.
由于偉肯NXP變頻器采用極致散熱與緊湊模塊化設(shè)計(jì),同時(shí)依賴水循環(huán)散熱,因此,水循環(huán)散熱失效是其最常見的故障原因。優(yōu)先排查水冷板堵塞、漏水、結(jié)垢、密封老化、循環(huán)泵故障,鎖定散熱隱患后再檢修主電路。
]]>地處東南亞的印尼,常年高溫高濕,沿海地區(qū)的鹽霧侵蝕的特殊工況,再加上工業(yè)園區(qū)高強(qiáng)度的生產(chǎn)節(jié)奏,對(duì)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定性提出了極高要求。
近日,上海津信接到印尼某工業(yè)園區(qū)客戶的緊急求助,其生產(chǎn)線上的變頻器突發(fā)故障,導(dǎo)致整條生產(chǎn)線受到影響。作為丹佛斯變頻器中國(guó)核心代理及授權(quán)專業(yè)技術(shù)服務(wù)中心,上海津信始終以客戶需求為核心,第一時(shí)間啟動(dòng)海外應(yīng)急搶修機(jī)制,遠(yuǎn)赴印尼為客戶解決故障難題,踐行“值得信賴的變頻器專家”的承諾。
作為深耕變頻器領(lǐng)域二十余年的高新技術(shù)企業(yè),上海津信擁有國(guó)內(nèi)最具規(guī)模的專業(yè)變頻器維修服務(wù)中心,儲(chǔ)備了大量各類品牌、各型號(hào)的變頻器配件,更有一支經(jīng)驗(yàn)豐富、精通多品牌變頻器維修調(diào)試技術(shù)的工程師團(tuán)隊(duì),常年處理各類復(fù)雜工況下的故障案例,這為此次印尼搶修工作的高效推進(jìn),奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
經(jīng)過(guò)多小時(shí)的連續(xù)奮戰(zhàn),搶修工作順利完成。變頻器運(yùn)行平穩(wěn),各項(xiàng)數(shù)據(jù)正常,停滯的生產(chǎn)線終于重新恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。此次印尼項(xiàng)目變頻器故障搶修,上海津信用“快速響應(yīng)、精準(zhǔn)預(yù)判、專業(yè)維修、貼心服務(wù)”,為全球客戶的項(xiàng)目順利推進(jìn)保駕護(hù)航。
未來(lái),上海津信將繼續(xù)深耕工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,精益求精,不斷提升技術(shù)實(shí)力和服務(wù)水平,以更專業(yè)的能力、更高效的響應(yīng)、更貼心的服務(wù),回饋每一位客戶的信任,與客戶攜手,共赴海外發(fā)展新征程,在“一帶一路”的合作浪潮中,書寫中國(guó)智造與中國(guó)服務(wù)的新篇章。
]]>根據(jù)上海津信長(zhǎng)期以來(lái)服務(wù)不同客戶的經(jīng)驗(yàn),變頻器炸機(jī)主要原因可以分為外部工況、部件老化、操作不當(dāng)三大類。
一、外部工況異常
這是最常見的導(dǎo)致變頻器炸機(jī)的直接因素,變頻器一般在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都會(huì)保持正常運(yùn)行,突發(fā)炸機(jī)往往都和外部工況變化有關(guān)。當(dāng)然這個(gè)因素也往往要和部件老化結(jié)合起來(lái)分析,比如外部電網(wǎng)的影響,在機(jī)器比較新的情況下,模塊能夠耐受比較高的電壓電流波動(dòng),但是隨著模塊逐漸老化,其炸機(jī)風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)隨之提高。
1、電網(wǎng)電壓劇烈波動(dòng)
極端天氣、變壓器投切、大功率設(shè)備啟停都可能會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)壓,導(dǎo)致直接擊穿整流橋或 IGBT 模塊。尤其是多雷雨地區(qū)或電網(wǎng)不穩(wěn)定的企業(yè)更容易發(fā)生。
2、負(fù)載側(cè)故障
3、惡劣環(huán)境
當(dāng)變頻器長(zhǎng)期在高溫(超過(guò) 50℃)、高濕(濕度>85%)、多粉塵、腐蝕性氣體環(huán)境運(yùn)行時(shí),根據(jù)上海津信的經(jīng)驗(yàn),變頻器炸機(jī)故障率會(huì)明顯提高:
最常見的導(dǎo)致變頻器炸機(jī)的元器件是IGBT模塊,整容模塊和電解電容的老化。
1、模塊老化
變頻器IGBT 模塊、整流模塊是變頻器的核心元器件,一般使用壽命 10-12 年,在環(huán)境惡劣的情況下壽命還會(huì)縮短,一旦超期服役,元器件內(nèi)部芯片疲勞、焊層脫落,都可能導(dǎo)致變頻器突發(fā)故障。
2、電容老化
直流母線電容是負(fù)責(zé)穩(wěn)壓濾波的核心元器件,一般使用壽命為8-10年,超過(guò)該期限,會(huì)導(dǎo)致電容耐壓不足,一旦電容容值降到85%以下,將導(dǎo)致母線電壓波動(dòng)劇烈,引發(fā) IGBT 模塊頻繁過(guò)壓沖擊,最終擊穿。
1、參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤
2、接線錯(cuò)誤
1、定期維護(hù)和保養(yǎng):根據(jù)運(yùn)行環(huán)境、行業(yè)應(yīng)用和使用年限,對(duì)變頻器進(jìn)行定期科學(xué)維護(hù)和保養(yǎng)、一方面可以延長(zhǎng)變頻器的使用壽命,另一方面盡早發(fā)現(xiàn)和排除變頻器隱患,保證變頻器可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。
2、預(yù)防性更換:變頻器的電解電容,PCB板卡、模塊、風(fēng)機(jī)、線纜都有壽命限制,應(yīng)該根據(jù)不同部件的設(shè)計(jì)壽命,進(jìn)行預(yù)防性更換,以防止變頻器炸機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。
3、在電網(wǎng)電壓和負(fù)載劇烈波動(dòng)的場(chǎng)合,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,選擇加裝穩(wěn)壓器、電抗器和制動(dòng)電阻等選件,以保證設(shè)備正常運(yùn)行。
4、閑置變頻器超過(guò)半年不使用,再次使用前,需要進(jìn)行安全啟動(dòng)預(yù)充電后,方可使用。
丹佛斯變頻器A13報(bào)警代表的是過(guò)電流故障。
產(chǎn)生原因是因?yàn)樽冾l器檢測(cè)到實(shí)際的一個(gè)輸出電流, 超出了峰值檢測(cè)電流,在持續(xù)一段時(shí)間之后, 就會(huì)出現(xiàn)變頻器跳閘報(bào)警 ,并在這個(gè)時(shí)候切斷變頻器的輸出。也有可能是由于變頻器在沖擊負(fù)載時(shí)加速時(shí)間過(guò)快導(dǎo)致。
丹佛斯變頻器A13報(bào)警具體的應(yīng)對(duì)方式詳見視頻。
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