你家的變頻器哪里生病了?——華高染色電腦
隨著染色電腦、染色集中控制等自動(dòng)化設(shè)備的使用,印染廠對(duì)變頻器的使用也越來(lái)越多,要面對(duì)的變頻器故障也越來(lái)越多。人食五谷雜糧,加上個(gè)人的生活習(xí)慣,因而人們生病的時(shí)候,病狀也各有不同。同樣,變頻器發(fā)生故障的時(shí)候,我們也要結(jié)合實(shí)際情況綜合分析,才能技到障除!而OC故障在變頻器的所有故障中出現(xiàn)的頻率中,是此次,我們就來(lái)把把變頻器的脈,看看最常見(jiàn)的變頻器OC故障有哪些“病因”!
在變頻器說(shuō)明書(shū)中對(duì)OC故障的說(shuō)明,OC:過(guò)流故障;SC:短路故障。英威騰變頻器,會(huì)區(qū)別報(bào)出兩個(gè)故障,而其它變頻器,并不加以區(qū)別,則只報(bào)出一個(gè)OC故障。
OL1、OL2、OC都屬于過(guò)流故障,前二者為輕度過(guò)流信號(hào),但OC為重度過(guò)流信號(hào),故障發(fā)生時(shí)需要最快的保護(hù)速度。說(shuō)明書(shū)中,對(duì)OC故障大致有以下幾種解釋?zhuān)贺?fù)載側(cè)短路,運(yùn)行電流大于兩倍以上時(shí)跳OC故障。有的變頻器不報(bào)OC故障,報(bào)出中文提示:變頻器輸出模塊短路,變頻器輸出端短路,變頻器過(guò)電流等。
變頻器OC故障的具體故障原因是:1、負(fù)載過(guò)重;2、加、減速時(shí)間太短;3、逆變模塊損壞;4、驅(qū)動(dòng)電路損壞等。
有的變頻器并不告知你故障的類(lèi)別,當(dāng)有OC故障存在,開(kāi)機(jī)會(huì)造成更大的危險(xiǎn)時(shí),則索性造成類(lèi)似程序死機(jī)的表面現(xiàn)象,如英威騰的P9/G9系列機(jī),當(dāng)開(kāi)機(jī)檢測(cè)到模塊故障時(shí),操作面板便出現(xiàn)H:00字符,所有按鍵操作均被拒絕。不明內(nèi)里的人會(huì)以為:程序死機(jī)了,是CPU主板出了問(wèn)題。
還有的變頻器則更為有趣,當(dāng)別的故障原因(如過(guò)電壓)會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行中的模塊損壞時(shí),或者說(shuō)在此故障狀態(tài)下模塊運(yùn)行具有潛在的危險(xiǎn)時(shí),即在停機(jī)狀態(tài),也會(huì)警示OC故障。如阿爾法ALPHA2000型機(jī)器,當(dāng)直流回路電壓檢測(cè)電路損壞,CPU檢測(cè)到危險(xiǎn)的(高)電源電壓信號(hào)時(shí),好像來(lái)不及報(bào)過(guò)電壓故障了,直接報(bào)OC故障得了,免得使用者對(duì)電源電壓過(guò)高的提示不在意,或者運(yùn)行即可導(dǎo)致逆變模塊損壞!
一臺(tái)臺(tái)安N2型小功率機(jī)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(hào),三路信號(hào)有嚴(yán)重偏差,起碼是已經(jīng)壞掉了兩只。但查該說(shuō)明書(shū)的故障代碼表,無(wú)此兩種故障代碼,猜測(cè)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?
變頻器電路(程序)設(shè)計(jì)者的初衷是這樣的:當(dāng)上電檢測(cè)模塊已壞掉,或運(yùn)行中出現(xiàn)危及模塊安全的因素甚至模塊已損壞時(shí),會(huì)及時(shí)報(bào)出OC故障。其起因大致是負(fù)載側(cè)短路或過(guò)重負(fù)載導(dǎo)致了嚴(yán)重過(guò)電流,或變頻器因驅(qū)動(dòng)不良或模塊本身?yè)p壞造成了過(guò)電流甚至短路現(xiàn)象,必須快速實(shí)施停護(hù)保護(hù)措施!
綜上所述,OC故障預(yù)警的實(shí)質(zhì)是:快速停機(jī)保護(hù)模塊,或運(yùn)行有短路危險(xiǎn),或模塊已經(jīng)壞掉!不允許再開(kāi)機(jī)運(yùn)行。從保護(hù)上講,模塊在變頻器的“價(jià)值比重”如同顯像管、液晶屏在彩電中的價(jià)值,是不言而喻的;就產(chǎn)生OC故障后強(qiáng)制運(yùn)行的危險(xiǎn)性而言,輕者有可能損壞模塊,重者則有可能使設(shè)備爆炸造成嚴(yán)重的人身傷害!所以設(shè)計(jì)人員對(duì)模塊故障不能不做第一位的考慮!
撇開(kāi)檢測(cè)電路損壞誤報(bào)的OC故障不說(shuō),還有的變頻器無(wú)“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(huì)頻報(bào)OC故障,而這種故障檢修起來(lái),就更是不能從一般意義上OC故障成因著手,來(lái)進(jìn)行檢修了。不“講理”地報(bào)OC故障,也應(yīng)該以“不講理”的思維方式,來(lái)破解OC故障背后的秘密了。
大部分變頻器是在啟動(dòng)信號(hào)投入時(shí),跳OC信號(hào),此種情況往往是模塊并沒(méi)有損壞,而只是驅(qū)動(dòng)電路存在異常使IGBT不能被良好驅(qū)動(dòng);有的是上電即跳OC信號(hào),則可能是模塊或驅(qū)動(dòng)電路本身故障,輸出電路檢測(cè)電路本身故障,或者是具有其它運(yùn)行會(huì)危及模塊安全的因素(如過(guò)電壓),當(dāng)具有這種因素存在時(shí),有的變頻器處理的措施是:操作顯示面板能調(diào)看和修改參數(shù),但不能進(jìn)行運(yùn)行操作;有的則是干脆拒絕所有操作,全面罷工算了。而在運(yùn)行中報(bào)OC信號(hào):則有以下三種可能:
1、屬于負(fù)載方面的異常:起動(dòng)、運(yùn)行、過(guò)程中都有可能報(bào)OC故障,一般為負(fù)載過(guò)重,負(fù)載有堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象,變頻器功率容量不足;
2、用戶(hù)對(duì)變頻器的運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng),如對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載錯(cuò)誤設(shè)置為二次遞減轉(zhuǎn)矩負(fù)載,加、減速時(shí)間設(shè)置不當(dāng),尤其是對(duì)大慣性負(fù)載加、減速時(shí)間的設(shè)置?;蛘呤菍?duì)停機(jī)方式的處理不當(dāng)。更有甚者,是對(duì)保護(hù)參數(shù)的誤設(shè),如對(duì)變頻器或電機(jī)額定電流參數(shù)的誤設(shè)(保護(hù)動(dòng)作值小于額定電流值),使設(shè)備在額定電流以下竟出現(xiàn)頻繁的過(guò)流報(bào)警停機(jī),不能投入運(yùn)行!
3、屬于變頻器本身的故障原因:往往為驅(qū)動(dòng)電路的電源供電電容失效造成驅(qū)動(dòng)不足,使CPU接收到由驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部IGBT管壓降檢測(cè)電路報(bào)出的OC信號(hào)。
但三方面的原因可歸納為一點(diǎn):運(yùn)行狀態(tài)中有嚴(yán)重過(guò)電流的情況發(fā)生,因而報(bào)出OC信號(hào)!
一般來(lái)講,OC故障的來(lái)源有以下四個(gè)方面:
1、當(dāng)逆變模塊運(yùn)行電流超大,達(dá)額定電流的2倍以上時(shí),IGBT管子的管壓降上升到7V以上,由驅(qū)動(dòng)IC返回OC過(guò)流信號(hào),通知CPU,實(shí)施快速停機(jī)保護(hù)。OC報(bào)警在啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中報(bào)出;
2、從變頻器輸出端的三只電流互感器(小功率機(jī)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(nèi)部電路)輸出一個(gè)OC信號(hào),通知CPU,實(shí)施快速停機(jī)保護(hù)。信號(hào)在停機(jī)、啟動(dòng)或運(yùn)行狀態(tài)都有可能報(bào)出。停機(jī)狀態(tài)下,當(dāng)然沒(méi)有輸出電流信號(hào),只能是電流檢測(cè)電路本身故障,向CPU誤報(bào)了一個(gè)“過(guò)流信號(hào)”;
3、IGBT管子已有或正在發(fā)生了短路性和開(kāi)路性損壞,或IGBT性能不良導(dǎo)通內(nèi)阻增大。由驅(qū)動(dòng)IC檢測(cè)到“極其異常的”管壓降,當(dāng)然IGBT開(kāi)路時(shí),C、E間會(huì)出現(xiàn)高達(dá)500V以上的管壓降了。OC故障在啟動(dòng)過(guò)程中報(bào)出;
4、驅(qū)動(dòng)電路不良,使IGBT不能被良好驅(qū)動(dòng),形成異常的管壓降,驅(qū)動(dòng)電路報(bào)出OC故障,此故障在啟動(dòng)過(guò)程中報(bào)出。
上述第四種原因,其危害程度最大,可能導(dǎo)致逆變模塊的炸裂。分析如下:
驅(qū)動(dòng)IC雖未損壞,但驅(qū)動(dòng)電路的異常導(dǎo)致了模塊異常的工作狀態(tài),驅(qū)動(dòng)電路在此時(shí)報(bào)出OC信號(hào),不但不算誤報(bào),而且是非常及時(shí)和可表?yè)P(yáng)的。驅(qū)動(dòng)IC的供電常采用正負(fù)雙電源的方式,其正電壓提供IGBT導(dǎo)通的激勵(lì)電流。其負(fù)電壓為IGTB管子的截止提供助力,強(qiáng)制拉出IGBT結(jié)電容的電荷,使其更為可靠和快速地截止。當(dāng)正電壓濾波電容(往往采用47uF或100uF電容,大功率機(jī)型也有采用330uF的)的容量大為減小時(shí),IGBT管子因激勵(lì)不足,即使運(yùn)行在額定電流以下,也呈現(xiàn)較大的管壓降,經(jīng)檢測(cè)電路處理,CPU報(bào)出OC故障;此際的故障表現(xiàn)為:變頻器空載或帶有極輕負(fù)載時(shí),運(yùn)行正常,稍微加載即報(bào)OC故障。
如果說(shuō)正電壓濾波電容的失效會(huì)導(dǎo)致IGBT管子的激勵(lì)不足,而促使驅(qū)動(dòng)IC報(bào)出OC故障,IGBT管子尚不存在較大危險(xiǎn)的話(huà),那么負(fù)電壓濾波電容的失效,則就危險(xiǎn)得多了。在某一相上臂管子開(kāi)通的同時(shí),會(huì)將主回路正電壓跳變到下管的C極上,如果負(fù)壓鉗位不足(或負(fù)壓回路斷路),管子的結(jié)電容瞬時(shí)吸入電流有可能造成下臂管子的誤導(dǎo)通,其后果是兩只共通的管子對(duì)530V直流電源造成了短路!在此種情況下模塊極易炸裂!當(dāng)觸發(fā)端子開(kāi)路,IGBT的觸發(fā)端子開(kāi)路時(shí),危害則更為直接,接受啟動(dòng)信號(hào),模塊非炸了不可。
上述都是報(bào)OC故障的“顯現(xiàn)象”,還有報(bào)OC故障的“隱現(xiàn)象”和似是而非的報(bào)OC現(xiàn)象,往往不被人注意。如下三例:
1、檢修一臺(tái)阿爾法變頻器,CNN1端子的第8腳為主回路直流電壓檢測(cè)信號(hào)輸出腳,正常時(shí)應(yīng)為3V左右,當(dāng)因電路損壞造成4V以上的“信號(hào)輸出”(相當(dāng)于三相交流輸入電壓達(dá)700V以上了)時(shí),CPU認(rèn)為危及模塊運(yùn)行的安全了,于是不報(bào)過(guò)電壓故障,而是上電即警示OC,以引起用戶(hù)的注意。
這個(gè)OC實(shí)質(zhì)上是OU過(guò)電壓故障,以O(shè)U代OC,出于軟件設(shè)計(jì)者的考慮(和硬件電路結(jié)構(gòu)所限),只在上電瞬間報(bào)出。運(yùn)行中報(bào)出的OC和OU,則恢復(fù)本來(lái)面目。
2、在對(duì)阿爾法小功率變頻器維修的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)該變頻器有一個(gè)通病——容易跳OC故障。其表現(xiàn)為:多在啟、停操作過(guò)程中跳故障,但有時(shí)也在運(yùn)行中跳故障;有時(shí)候莫名其妙地又好了,能運(yùn)行長(zhǎng)短不一的一段時(shí)間。在以為已經(jīng)沒(méi)有問(wèn)題的時(shí)候,又開(kāi)始頻繁跳OC故障;空載時(shí)用表筆測(cè)量U、V、W輸出電壓時(shí),易跳故障,但接入電機(jī)后起動(dòng)運(yùn)行,又不跳了,再過(guò)一陣子,接入電機(jī)還是跳OC故障。
最后查出故障原因竟然為5V供電偏低!CPU誤報(bào)OC故障。OC故障和+5V供電高低扯了上關(guān)系,實(shí)在是不多見(jiàn)啊。
3、修理一臺(tái)P9型英威騰機(jī)器時(shí),檢查發(fā)現(xiàn):上電,操作面板顯示H.00,所有操作全無(wú)效,CPU拒絕所有操作。測(cè)量故障信號(hào)匯集處理電路U7-HC4044的4、6腳的過(guò)流信號(hào),皆為負(fù)電壓,而正常時(shí)靜態(tài)應(yīng)為6V正電壓。順電流檢測(cè)電路往前查找,測(cè)電流信號(hào)輸入放大U12D的的8、14為0V,正常;U13D的14腳為-8V,有誤過(guò)流信號(hào)輸出。將R151焊開(kāi),斷開(kāi)此路過(guò)流故障信號(hào),操作面板的所有參數(shù)設(shè)置均正常。故障原因?yàn)樯想姾髾z測(cè)到有過(guò)流信號(hào),于是拒絕所有操作,出現(xiàn)“程序卡住”現(xiàn)象。
該機(jī)型以“程序卡住”、拒絕操作的方式,提示變頻器有OC故障存在!
從上文看來(lái),好多電路和好多方面的原因都能使變頻器報(bào)出OC故障,但哪個(gè)故障檢測(cè)電路所報(bào)的OC信號(hào)更具有優(yōu)先權(quán)呢?就故障檢測(cè)電路來(lái)說(shuō),故障示警有沒(méi)個(gè)預(yù)警層次呢?從保護(hù)角度而言,數(shù)方面的因素只要是危及了模塊的安全,都會(huì)報(bào)出OC故障,正如上文所言。但在“報(bào)警行為”實(shí)施過(guò)程中,也可以看出一些預(yù)警層次。
1、驅(qū)動(dòng)IC返回的OC信號(hào)是第一位的,如從J316的6腳、PC929的11腳、IPM模塊的OC信號(hào)檢出腳報(bào)出的信號(hào)。因是直接檢測(cè)模塊狀態(tài)的,所以只要CPU接收信號(hào),CPU立即封鎖三相觸發(fā)脈沖的輸出,報(bào)出OC信號(hào);
2、由三相輸出電流互感器報(bào)出的OC信號(hào)。此信號(hào)的報(bào)出有一個(gè)梯級(jí)過(guò)程:當(dāng)有過(guò)流現(xiàn)象發(fā)生時(shí),對(duì)輕度過(guò)流,經(jīng)長(zhǎng)延時(shí)處理和降低頻率等處理后,報(bào)過(guò)電流但不會(huì)報(bào)OC。對(duì)中度過(guò)流,經(jīng)較短時(shí)間延時(shí)和其它處理無(wú)效后,報(bào)過(guò)電流,仍不報(bào)OC。只有出現(xiàn)變化劇烈且幅值極大的電流檢測(cè)信號(hào),則不經(jīng)延時(shí),直接報(bào)出OC信號(hào);
3、有些機(jī)型對(duì)過(guò)、欠壓的檢測(cè)處理也按類(lèi)似于電流檢測(cè)一樣的梯級(jí)報(bào)警層次:如先報(bào)過(guò)電壓,并且伴有延時(shí)處理環(huán)節(jié)。當(dāng)檢測(cè)到極高電壓值時(shí),才直報(bào)OC或OU;
4、英威騰P9/G9型機(jī),間接顯示OC的過(guò)程,也有梯級(jí)報(bào)警層次:上電檢測(cè)到模塊或電流信號(hào)異常,拒絕所有操作;只檢測(cè)到溫度異常,可設(shè)參數(shù)值,但不能起停操作。
由此看來(lái),據(jù)危害程度的不同,報(bào)各類(lèi)故障的時(shí)間也有所差異。CPU對(duì)OC信號(hào)的檢測(cè)是直接停機(jī)保護(hù)或拒絕操作,越快越好,無(wú)時(shí)間延時(shí)處理;對(duì)其它危害程度較輕的故障信號(hào),則有檢測(cè)、延時(shí)、預(yù)報(bào)警、報(bào)警停機(jī)保護(hù)和配合頻率調(diào)節(jié)以使過(guò)流現(xiàn)象消失等幾個(gè)環(huán)節(jié)。此為OC信號(hào)與其它故障信號(hào)在處理上的不同之處。
因而對(duì)變頻器的保護(hù)來(lái)說(shuō),OC故障信號(hào)的預(yù)警級(jí)別當(dāng)為紅色級(jí)。為最高故障保護(hù)級(jí)別。具有對(duì)其無(wú)條件執(zhí)行的最高優(yōu)先權(quán)。
因變頻器軟件編寫(xiě)者的思路不同,而報(bào)警方式不一。當(dāng)變頻器“拐著彎兒”報(bào)警時(shí),我們要靜下心來(lái),配合故障信號(hào)處理電路的狀態(tài)檢測(cè),找到故障代碼背后的“東西”,從而解決問(wèn)題和排除故障。
不管是變頻器還是染色電腦、PLC、染色電腦、PLC、觸摸屏、工控板、儀器儀表、定型機(jī)控制器等設(shè)備在遇到故障的時(shí)候,我們都要靜下心來(lái),結(jié)合實(shí)際情況分析考慮,或者選擇具有專(zhuān)業(yè)檢測(cè)維修設(shè)備的企業(yè)進(jìn)行維修。比如,有著13年印染控制經(jīng)驗(yàn),擁有一批技術(shù)過(guò)硬的高素質(zhì)工程師,配有進(jìn)口集成電路在線(xiàn)檢測(cè)儀、示波器等先進(jìn)檢測(cè)儀器的華高自動(dòng)化設(shè)備有限公司維修部,無(wú)異是企業(yè)設(shè)備維修最明智的選擇。
華高自動(dòng)化設(shè)備有限公司分別在浙江、山東、江蘇及福建設(shè)有辦事處,專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)印染控制設(shè)備,染色機(jī)電腦,定型機(jī)紅外線(xiàn)布邊追蹤裝置,染料助劑自動(dòng)配料輸送系統(tǒng),定型機(jī)助劑自動(dòng)配送系統(tǒng),計(jì)算機(jī)輔助稱(chēng)料系統(tǒng),染色助劑自動(dòng)稱(chēng)量系統(tǒng)。維修各類(lèi)進(jìn)口/國(guó)產(chǎn)染色機(jī)電腦、定型機(jī)紅外線(xiàn)布邊追蹤系統(tǒng)以及各種控制器,可承接各類(lèi)染缸改裝工程以及加裝染色機(jī)中央監(jiān)控系統(tǒng)。
華高自動(dòng)化設(shè)備有限公司,其產(chǎn)品面向全球印染行業(yè),服務(wù)國(guó)內(nèi)外超過(guò)3000家客戶(hù)。產(chǎn)品以提供精準(zhǔn)控制經(jīng)驗(yàn),降低能源損耗,提高生產(chǎn)利潤(rùn)為核心,結(jié)合優(yōu)質(zhì)的售后維修保障服務(wù),讓每一個(gè)客戶(hù)買(mǎi)的放心,用的安心。
13年來(lái),華高自動(dòng)化設(shè)備有限公司始終堅(jiān)持以“科技創(chuàng)新、誠(chéng)信求實(shí)”的企業(yè)理念和 “技術(shù)為本,客戶(hù)至上”的服務(wù)理念,為國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化行業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)更多、更高品質(zhì)的高科技產(chǎn)品而不斷努力的。
用科技改變未來(lái),用服務(wù)贏得滿(mǎn)意,我們相信,在我們的共同努力之下,印染行業(yè)將會(huì)逐漸成為一個(gè)綠色的可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)。我們期待著新老客戶(hù)進(jìn)一步加強(qiáng)合作,共創(chuàng)美好未來(lái)。
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