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丹佛斯变频器常见维修和解决方法案例

时间:2018-07-17
丹佛斯变频器常见案例维修和解决方法(丹佛斯变频器维修)
 
一、丹佛斯变频器维修引言
 
 
丹佛斯变频器作为欧洲享有盛誉的品牌,早在1968年就开始大批量生产变频器,和30多年前的产品相比,如今的丹佛斯变频器功能更加强大,性能更优越,调试和运行也更简单。丹佛斯变频器从进入中国市场以来已被广大用户所接受,并被广泛应用于纺织、印染、灌装生产线、烟机、楼宇以及供水等行业。
 
丹佛斯变频器类别齐全,能为各行业提供最优的解决方案,产品主要有通用型的vlt5000系列,风机水泵专用的vlt6000系列,简易型的vlt2800系列,专用于恒压供水的vlt7000系列,适用于水行业的vlt8000aqua系列,适合于腐蚀性环境中使用防护等级为ip66的fcd300系列变频器,此外还有变频器和电机一体化的fcm300系列,以及专用于提升行业的vlt5000flux系列变频器,除了致力于变频器的开发和应用外,丹佛斯公司还提供mcd3000系列软启动器。同时由于各行业一些特殊功能的需要丹佛斯公司还提供各种选件卡,主要包括用于同步以及定位的同步同位卡,用于纺织,造纸等行业的卷绕卡,以及用于化纤行业的摆频卡,现场总线控制的profibus卡等。
 
丹佛斯变频器早期象vlt3000系列,vlt3500系列采用的是vvc电压矢量控制并加上了对负载和转差的补偿,所以变频器在负载变化时输出特性更加稳定。而vlt5000系列在vvc控制的基础上发展为vvcplus控制方式,使得变频器在低速(0-10hz)范围内动特性得到了改善,速度精度也得到了提高。
 
二、丹佛斯变频器常见故障分析与解决手段
 
 
1、 alarm29—过热
 
过热,也是我们平时会碰到的一个故障。那我们首先会想到散热风扇是否运转,丹佛斯在风扇控制上采用了on/off控制方式,通过温度传感器采样温度信号,用斩波电路调整输出电压达到控制风扇转速的目的,即省了电,又延长了风扇的寿命。其次我们也要检查散热通道是否畅通,有无堵塞现象。对于大功率45kw以上的变频器在安装上一定要注意机器必须安装在平整,垂直无间隔物的表面,原因在于丹佛斯变频器出厂时不提供背板,所以风道是敞开的,不利于散热,我们发现很多丹佛斯变频器过热都是由于安装问题而导致的。
 
2、 限流运行
 
在平时运行中我们可能会碰到变频器提示电流极限。对于一般的变频器在限流报警出现时不能正常平滑的工作,电压(频率)首先要降下来,直到电流下降到允许的范围,一旦电流低于允许值,电压(频率)会再次上升,从而导致系统的不稳定。丹佛斯变频器采用内部斜率控制,在不超过预定限流值的情况下寻找工作点,并控制电机平稳地运行在工作点,并将警告信号反馈客户,依据警告信息我们再去检查负载和电机是否有问题。
 
3、 alarm8—欠压故障
 
欠压故障,当出现欠压故障时,我们首先应该检查输入电源是否缺相,假如输入电源没有问题那我们就要检查整流回路是否有问题,丹佛斯小功率37kw以下的变频器采用的是单个的全桥不可控整流器,而45kw以上的变频器则采用了半控全桥整流,整流桥缺相可能导致欠压报警。对于小功率机器预充电回路接触器有问题也有可能导致欠压报警。
 
4、开关电源损坏
这是众多变频器最常见的故障,通常是由于开关电源的负载发生短路造成的,丹佛斯变频器采用了新型脉宽集成控制器uc2844来调整开关电源的输出,同时uc2844还带有电流检测,电压反馈等功能,当发生无显示,控制端子无电压,dc12v,24v风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。
5、 alarm 37—igbt模块损坏
igbt模块损坏,这也是变频器损坏的常见故障之一,电机抖动,三相电流,电压不平衡,有频率显示却无电压输出,这些都是igbt模块损坏的常见现象。igbt模块损坏的原因有多种,首先是外部负载发生故障而导致igbt模块的损坏如负载发生短路,堵转等。其次驱动电路老化也有可能导致驱动波形失真,或驱动电压波动太大而导致igbt损坏,在驱动电路的设计上丹佛斯应该是做的相当优秀的,每一路驱动电路丹佛斯都使用了独立的带变压器隔离的电源,控制信号也是通过门极驱动变压器提供,所以可靠性相当高。
 
三、丹佛斯变频器维修案例
 
1、一台FCM300变频器上电不运行的故障及其维修
 
丹佛斯FCM300以及FCD300系列变频器是变频器家族中比较特殊的成员。它们是背包式变频器—变频器与电机甚至减速机组合在一起的,做到变频器与电机的完美结合。它们有着众多的优点:防护等级比较高,可以降低维护工作量,同时也无需为控制器预留安装空间;电机电缆没有长度的限制;安装灵活及简便;在性能方面速度精度比较高,启动力矩也比较高。它们有标准RS485串行通讯来控制,可扩展PROFIBUS DP现场通讯总线。
 
外接FCM300专用远程液晶操作面板以后,上电观察到具体故障现象如下:
 
变频器上电以后,远程操作面板显示变频器处于上电自检状态,然后黒屏,没有任何显示,变频器也无法运行。
 
通常怀疑这样的故障是由于变频器控制电源异常或变频器内部控制板与功率板交互通讯有故障引起的。因此首先检查面板的供电电源是否正常,用示波器测量,控制电源稳定在+5V,这是控制板工作的正常电压,24V、15V和-10V辅助控制电源电压也正常,说明此故障并不是由于工作电源不稳定而导致的;然后检查控制板和功率板之间的通讯芯片,结果发现此组芯片和辅助线路也工作正常。
 
最后经仔细检查发现,真正的故障原因为控制板E2PROM数据丢失,导致MCU上电自检时发生错误,自检无法通过。找一台好的丹佛斯变频器,拷贝了里边的芯片数据,更换芯片以后,变频器工作恢复正常。
 
2、VLT5011变频器运行中显示alarm4 故障及其维修
 
丹佛斯VLT? 5000 变频器系列功能强大、运行稳定。广泛应用于许多领域,如:食品、饮料、印刷、造纸、石化、纺织、钢铁、机械、起重、电梯、建材以及暖通空调等等。
 
(1)检查过程: VLT5011变频器分为书本型和紧凑型2种,该机器属于书本型。检查该变频器的流程是:先拆操作面板,然后拆上盖板、侧板,知道可以看见变频器的电源卡,测试电源卡发现:其上整流模块,逆变模块,电解电容,开关电源,驱动线路工作正常。说明该机器主要部件并未受损。
 
(2)故障原因分析: 根据ALARM 4故障解释,导致变频器显示故障的原因可能有三个,a、主电源缺相,b、整流模块损坏,c、电解电容损坏。由于检查变频器时候已近排除了整流模块和电解电容损坏的可能性。因此可以怀疑输入电源是否缺相。仔细检查结构件,发现整流模块到底板(BOTTOM COVER)的连接线底板侧有一插头(S插头)打火痕迹,将输入端子插入插头后,S插头插不到位,导致电源松动后缺相。与客户取得了联系获得的现场使用情况是:由于接入不当该机器曾出现过输入端子烧坏,更换输入端子重新接线后运行中显示ALARM 4故障。因此我们可以判定:由于输入侧端子(S端子)没有拧紧,导致输入端子和插头打火,把输入端子烧坏,插头处打火氧化,无法插到新的插头,导致变频器跳故障。
 
(3) 维修过程: 更换变频器输入侧插头,依次安装好变频器的电源卡,底板,侧板,控制卡,上盖板,操作面板等。测量变频器的二极管特性及对地绝缘,符合送电的标准。将变频器送电,自检通过后,测量输入侧电源电压,开机输出电压平衡。带负载测量输入和输出电流平衡,变频器修复。
 
(4)、 维修经验总结: 使用变频器一定要注意将变频器输入输出线拧紧,安装要符合丹佛斯标准。平时要多注意维护保养。
 
3、丹佛斯变频器VLT8000变频器报“ALARM
 
VLT8500是丹佛斯大功率变频器的柜式机器,该机器的封装等级是IP54,直接安装在空调间。现场有一台VLT8500变频器报"ALARM29"报警,将变频器的两扇柜门打开,检查变频器的主回路,发现主回路的整流模块,逆变模块特性良好。由于变频器显示故障之前还在运行中,因此不怀疑主回路损坏。然后检查变频器的控制回路和散热回路,依次拆下变频器的POWER。CARD、GATEDRIVE CARD、CONTROL CARD、SOFTCHARGE CARD。测试发现该变频器的POWER CARD 上风机控制回路线路损坏,并且有明显的线路打火的痕迹,POWER CARD 到自藕变压器之间的快速熔断器损坏,同时发现变频器的风机损坏二个。其它板卡完好。
 
(1)、故障原因分析: 变频器的损坏器件分别是风机、快速熔断器、POWER CARD。因此仔细检查风机,发现损坏的散热风机上有很多的石灰附着在散热叶片上,而没有损坏的风机散热片上没有石灰。从现场的工作人员得知,该变频器的顶部房屋天花板上装修时间不长,推测是施工时候将石灰不慎掉到变频器的散热风机上。因此导致变频器损坏的原因就是:散热风机叶片上有石灰,破坏了风机的动平衡。风机在运行中振动就会增加,从而大大的缩减了风机的轴承使用寿命,从而导致风机损坏。由于丹佛斯变频器的风机是智能控制的,风机损坏也容易引起POWER CARD上的控制回路损坏。
 
(2)、 维修过程: 首先打开顶部风机盖板,取出顶部4个散热风机,露出散热片,用空压气体清理散片。将散热片清理干净后,更换两个损坏的风机同时将剩下的两个散热风机也清理干净。安装好风机后,盖好风机盖板。将好的SOFTCHARGE CARD 、GATEDRIVE CARD安装好,换上新的快速熔断器和POWER CARD。最后将CONTROL CARD装好。变频器安装完毕。再次检查变频器的各个部分器件好坏,检查变频器的外围线路,确认满足变频器送电条件。给变频器送电,发现变频器散热风机运行正常,开机输出电压平衡,带负载运行正常。变频器成功修复。
 
(3)、 维修经验总结:该机器出现ALARM 29(散热器温度过高)故障,基本上风机损坏或者是风机的散热通道不良导致。因此要保证变频器的正常运行,一定要多注意变频器运行环境,千万不要有异物掉入变频器的散热通道。同时需要给变频器做定期的维护保养工作。
 
4、VLT5302变频器行时前级空开跳闸,并且听到变频器内部有异常响动处理方法
 
检查过程中,依次拆下变频器的CONTROL CARD ,INTERFACE CARD ,POWER CARD,GATEDRIVE CARD,电容箱2组后,发现变频器的IGBT模块损坏,原本固定在IGBT模块上的IGBT吸收板已经炸毁。经过对相关板卡的测试,发现GATEDRIVE CARD损坏,测量其他板块正常。
 
  在拆卸变频器板卡时发现其POWER CARD 和DRIVE CARD上有很多的油污和灰尘。打开变频器的散热片风机,看到散热片上也粘满了油污和杂物,将变频器的散热通道完全堵死。由此可以推断:变频器的IGBT模块无法散热导致损坏。
 
  维修过程如下:首先将变频器完全拆开,将散热通道散热片拆下,用空压气体清理散片,将散热片清理干净,同时将变频器内部结构件和板卡全部清理干净。安装IGBT模块,安装IGBT模块时候要按照模块的要求,顺序安装,力矩适度。然后依次安装连接电抗器的结构件和HF卡,IGBT吸收电容,连接端子的结构件。接下来要安装电容箱2组,POWER CARD,GATEDRIVE CARD, INTERFACE CARD,CONTROL CARD 。安装结束后进行静态的测试,静态测试结果良好后进行上电测试和带负载试验。带负载试验合格,顺利完成维修。
 
经验总结:综合不同的送修单位和不同的使用环境中数台丹佛斯大功率P407结构机型变频器维修情况,总结出变频器IGBT模块损坏的主要原因是:使用环境的恶劣,使得门极驱动卡上电子元件损坏以及变频器的散热通道堵赛。


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