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運動控制

a.b變頻器常見故障及維修

2025China.cn   2015年05月08日

  美國a.b羅克韋爾(Rockwell Automation)是全球領(lǐng)先的工業(yè)自動化設(shè)備供應(yīng)商??偛课挥诿绹箍敌侵菝軤栁只小N覈膽?yīng)用商都習(xí)慣叫a.b品牌。A.b是創(chuàng)始人艾倫–布拉德利Allen-Bradley的縮寫字母。

  在工控領(lǐng)域,a.b代表著美國品質(zhì),品牌高端,價格昂貴。Ab產(chǎn)品在傳動領(lǐng)域中最常見的產(chǎn)品。變頻器有PowerFlex 40系列,PowerFlex 400系列;PowerFlex 70系列,PowerFlex 700系列,PowerFlex 700s系列,更新的型號如PowerFlex 753系列;高壓變頻器PowerFlex 7000系列;AB-1336PLUSII系列。軟啟動MSC-3系列;ab150-B135NBDA系列等。

  一.A.B400系列變頻器維修

  PowerFlex 400系列產(chǎn)品是專門針對風(fēng)機和水泵應(yīng)用的,由臺達(dá)電子代工生產(chǎn)的,功率等級用從2.2kw-260kw/三相交流480v。2.2kw-37kw/單相交流220v。既然是針對風(fēng)機水泵的,主要功能有:PID控制,防共振頻率跳變,曲線運行降壓模式,休眠功能,斷電自動重啟功能,rs485功能等。

  1.a.b400變頻器用戶程序簡單實用,小功率的只有驅(qū)動板和控制板,大功率的有風(fēng)扇電源板,驅(qū)動板和主控板組成。羅克韋爾的產(chǎn)品,在濾波干擾部分還是舍得下本錢的,笨重的電抗器也加重了本機的分量,實際實用中對電網(wǎng)的干擾也的確小一些,比較適合于電壓不很穩(wěn)定的環(huán)境實用。

  2.說說ab400的風(fēng)機電路,大功率的變頻器散熱尤為重要,臺達(dá)的風(fēng)機還是有獨到之處的,復(fù)式風(fēng)葉設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜,風(fēng)量特大。Ab400為散熱部分的供電單獨設(shè)計了一個電源,和溫度檢測電路設(shè)計在一起的,這個電路也是ab400系列變頻器的故障高發(fā)典之一。

  3.驅(qū)動電路,ab400系列大功率變頻器的驅(qū)動采用獨立供電的結(jié)構(gòu),讓三相六個橋都單獨電源,取消了光耦隔離模式進(jìn)而采用了變壓器的耦合模式,算是比較獨特的設(shè)計之一。這種電路杜絕了,光電耦合元件容易老化的物理特性,提高了使用壽命,缺點是增加了成本,復(fù)雜了電路。使驅(qū)動單元的維修變得復(fù)雜化。

  4.電源,總體來說,ab400系列變頻器的電源很少出故障,由于將耗電大戶風(fēng)扇獨立了出去,同時放大了供電電流余量(看電源開關(guān)變壓器就知道,變壓器的大小和功率是成正比的),在實際維修中,靜聽如果電源有間歇的叫聲,一般為驅(qū)動供電有短路所致。上電無顯示,可能是進(jìn)線保險都燒斷了了,因為ab400一般都采用交直流的供電。交流供不上,當(dāng)然整機無電。

  5炸模塊,是變頻器都會發(fā)生炸模塊的故障,炸模塊的故障一般是電流過大引起。如果模塊沒有破裂開,模塊驅(qū)動級也沒有短路(斷路),那你可以檢測一下三個霍爾的動態(tài)輸出是否平衡,是否模塊自然損壞,負(fù)載是否過載。如果模塊炸的四分五裂,就應(yīng)該考慮后級是否有短路,大功率的變頻器,測驅(qū)動電路輸出是否是數(shù)字波形,霍爾(特別只有兩個霍爾的)是不是損壞。一般大功率的驅(qū)動都做得比較復(fù)雜,目的就是保證輸出驅(qū)動脈沖,上下沿絕對的陡峭,響應(yīng)速度足夠快,保護(hù)盡可能的完善。

  二.A.B700系列變頻器維修

  Ab700系列分為很多種用途,在羅克韋爾驅(qū)動控制家族中擁有較多的成員。Ab753-755系列可以看做PowerFlex 400的升級版。Ab70是緊湊型,占用空間小,適合空間要求緊湊的場合。Ab700額定功率范圍廣,控制方式普通的轉(zhuǎn)速控制到嚴(yán)苛的轉(zhuǎn)矩控制,都可以從容應(yīng)付。封裝設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,模塊化,可選件,用途十分廣泛。Ab700s是ab700的升級版,相當(dāng)于伺服控制變頻器,為應(yīng)對更加嚴(yán)苛的使用條件而開發(fā)了,其軟件功能,故障報警提示等都有很大差別,價格更昂貴。Ab700L是帶水冷功能的變頻器,功率和使用效率都得到了提高,但使用場合配套更復(fù)雜。Ab700H適合于低速高轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用場合,使用ATEX 認(rèn)證的選件,具備防爆功能,適合于有潛在爆炸危險的環(huán)境中使用。

  1,整流電路。羅克韋爾公司喜歡玩橋式可控硅整流,但也有他的長處,可控硅整流就是先給一個啟動電源供電。電源工作了之后根據(jù)檢測三相交流電的動態(tài)波形,經(jīng)過運算倍頻,軟啟動的方式輸出一個pwm脈寬信號,驅(qū)動可控硅進(jìn)行橋式整流,給蓄能電容充電。這樣的設(shè)計好處是不用接觸器和大功率啟動電阻,提高整流效率,減少接觸器故障。缺點是整流電路復(fù)雜,整流炸模塊后,觸發(fā)驅(qū)動電路維修麻煩或者干脆無法修復(fù)。Ab700系列采用的就是這種方式。(值得注意的是,ab700大功率變頻器都采用單獨啟動電源供電方式,也就是說需要單獨接一個560v的直流電源,給整機供上電,控制電路啟動整流電路,功率電源得電待機。

  2.電源電路。Ab700小功率只有一個電源。這個電源給控制板,通訊板,驅(qū)動板分別供電。大功率的電源除了主板通訊板供電外,還有一個驅(qū)動也是獨立電源。一般來說,ab700系列的直流母線檢測電路,采用開關(guān)電源脈寬檢測的方式進(jìn)行。這和很多歐美的直流母線檢測電路不一樣,如西門子,倫茨等,都采用從母線上直接取樣降壓的方法,這一點維修的時候要注意。

  3.驅(qū)動電路。Ab700變頻器的驅(qū)動設(shè)計,采用光電耦合隔離,六個橋臂單獨供電。根據(jù)驅(qū)動功率大小的不同設(shè)計略有不同。小功率的特點上下驅(qū)動并聯(lián)設(shè)計,同相互鎖。同相上橋高電頻時下橋鎖定,下橋高電平的時候上橋鎖定,以保證正確的導(dǎo)通角。在實際維修中,遇到炸模塊的情況,應(yīng)反向推理一到二個步驟,判斷問題的誘發(fā)原因。

  4.維修實例。一臺從陜西郵寄過來的ab700s,客戶反映報警報警f31 (PrechargeError)預(yù)充電錯誤。這是小功率ab700s變頻器常見故障。上電,監(jiān)測參數(shù)查看,發(fā)現(xiàn)無560V母線電壓。用萬用表測主板模擬檢測電壓數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)為0伏,正常應(yīng)3伏以上。繼續(xù)測電源上的電壓檢測ic16足,供電正常,示波器看2足pwm脈寬輸入正常,,采用干擾法,7足輸出端無變化。換一個同型號的ic,監(jiān)測直流母線560v正常。改動參數(shù)試機,故障排除。

  三.A.B1336系列變頻器維修。

  1336PLUS II變頻器已經(jīng)停產(chǎn)的機型,是羅克韋爾公司推向市場的高端變頻器系列。更改參數(shù)設(shè)定,從簡單的速度控制到矢量轉(zhuǎn)矩控制功能一應(yīng)俱全。具有噪聲小,控制精度高,過載能力強的特點。是目前市場上保有量最大的高端機型之一。 1336 PLUS II變頻器在冶金,礦業(yè),水泥建材,造紙,水處理等行業(yè)均用應(yīng)用。銘牌型號如1336F-B030-AA-EN-HAS2 ;1336F-BP300-AA-EN ;1336e-r800-an-en等等。

  1.控制主板。Ab1336變頻器控制板型號較多,如1336f系列,1336e系列,1336s系列等,不同的主板軟件版本和應(yīng)用均有差異,維修代換尤其要弄明白。Ab1336主控板做得體積龐大,擴(kuò)展接口,跳線,都集成在一張大板上,通過設(shè)定跳線,可以用面板操作試機,非常的方便,通過拆除跳線使用tb3接口板,可以輕松的實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,編碼器的連接。值得一提的是,羅克韋爾1336PLUS II主控板在顯要的位置都預(yù)留了維修測試點,出故障時可以方便的進(jìn)行測試分析。

  2.驅(qū)動板。1336 PLUS II大功率變頻器驅(qū)動板同樣設(shè)計出色。電源分為主電源和驅(qū)動電源。這電源負(fù)責(zé)上電啟動預(yù)充電電路,電流傳感器供電,主板供電和驅(qū)動供電。驅(qū)動電源的任務(wù)是將主供電送過來的28v直流電源變成驅(qū)動所需的六個橋臂的供電電壓。單獨給驅(qū)動放大模塊供電。Ab1336的驅(qū)動除了驅(qū)動IGBT模塊工作,同時具有故障檢測功能。在離線檢測時應(yīng)注意屏蔽測試,不屏蔽無法驅(qū)動。

  3.預(yù)充電電路。Ab1336的預(yù)充電電路設(shè)計得非常復(fù)雜,這個電路和西門子,ABB等品牌均不一樣。原理是這樣的,上電由二極管d12/d14/d17組成的整流給工作電源供電,電源正常后主控板工作。主控板開始檢查直流母線電壓和三相供電電壓,發(fā)現(xiàn)三相備妥給cpu一個 5v高電平,于是CPU發(fā)出一個應(yīng)答的高電平,脈寬控制電路以軟啟動的方式工作,功率電容正式充電待機。直流母線檢測出母線電壓,如果未檢出電壓或者充電電路出現(xiàn)問題,就報警f19(預(yù)充電電路錯誤),當(dāng)然,炸IGBT后燒斷熔斷器也會報同樣的故障。1336PLUS II 大功率變頻器預(yù)充電板昂貴且難購買,在實際維修中,也可采用別的pmw控制板代換,性能一樣穩(wěn)定可靠。但要注意的是,有的pwm脈寬控制板帶熱地,有的要求冷地,如果要求冷地的電源板,必須重新取一路工作電源。否則就會燒主控板,那就得不償失了。

  四.A.B150b系列軟啟動器維修

  Ab軟啟動器有很多系列,常見的有a.b150b系列,a.b150f系列等。常常聽見很多工控維修的大蝦不屑一顧的說,什么,軟啟動器!沒什么技術(shù)含量啦。筆者也承認(rèn),很多軟啟動器的啟動功能真的很簡單。A.b軟啟動器電路板芯片采用了pgda封裝,要真的處理芯片壞了,維修起來還是有一定難度的,首先芯片難買,另焊接工藝要求也非常高(當(dāng)然你有執(zhí)錫臺那就沒問題的事)。國際上的一線品牌工控廠商在軟啟動設(shè)計上還是花大力氣的。軟啟動器要求過載能力很強,這也不僅僅是增大功率可控硅就能解決的問題。

  A.b smc150軟啟動器采用輔助電源供電、控制,多少造成了一些不方便:如啟動端口沒有經(jīng)過隔離控制,直接使用的話,常常有觸電的感覺。A.B smc150軟啟動除了旁路觸點,也有測速輸入檢測,溫度輸入檢測等功能。

  1.a.b smc150b系列軟啟動器的工作原理是這樣。接通輔助電源,輔助電源是軟啟動器的工作電源,單相220v。這個電源經(jīng)過11/12端子接入,整流濾波后,由開關(guān)電源得到所需的各路工作電壓,使整機正常工作。

  2.三相交流連接上電后,先經(jīng)過相位檢測確定,溫度檢測無異??烧樱瑔訒r電流檢測開始工作并顯示實際負(fù)載電流(根據(jù)參數(shù)設(shè)定),如果電流在設(shè)定的數(shù)據(jù)之內(nèi),根據(jù)設(shè)定的時間,旁路接觸器導(dǎo)通,切換到工頻工作狀態(tài)。

  3.電流檢測的同時會比較三相電流,是否平衡?如輸出嚴(yán)重不平衡時故障停機。2,a.b smc150系列軟啟動有最小輸出電流限制。在臨場試機的時候,如果啟動電流小于最小電流,軟啟動器也報警停機。這時,只要重新設(shè)置對應(yīng)的電流參數(shù)就可以正常啟動。

  4.維修實例,一臺a.b cms150f系列(220kw)用戶送修,客戶說有時無法啟動,但無報警顯示。根據(jù)用戶所說試機,注意啟動時聽繼電器的聲音,發(fā)現(xiàn)無法啟動時,繼電器聲音也無。初步判斷故障應(yīng)該是數(shù)字輸入未給定到控制板。經(jīng)過靜態(tài)測試,發(fā)現(xiàn)一顆hpcl3700光電轉(zhuǎn)換能力弱,換新元件后,試機正常。

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