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 对问题进行排查时从何处开始?(连载)

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海哥
侠圣

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楼主    2012-09-19 16:44:13
主题:对问题进行排查时从何处开始?(连载) 精华帖 
在对涉及电机的情况进行问题排查时, 大部分工作只是将问题分离出来。每当具有一台运转的电机时,就总会有一个负载,并且还有某种形式的电机控制器,而电机控制器正日益采用可调速驱动器 (变频调速控制器)。因此,当问题出现时,您如何才能确定问题是出在变频器、电机还是负载?下面是一些通过进行一些关键测量而有条不紊地快速解决问题的几个提示。
不平衡测量
一个很好的起点是对电机吸入的电流进行测量。我们这里所谈论的电机是指被视为工业发动机的三相电机。电机为平衡负载:它们在每相所吸入的电流应该大约相同(差别小于 10%,)。如果它们的各相不平衡,则原因可能存在于电机内部(例如,定子绝缘性能降低),或者可能是电压不平衡的结果
因此,如果存在电流不平衡问题就要在变频器处进行电压不平衡测量(应该要小于 3%)。电压和电流不平衡测量也应在驱动器的输入侧进行。变频器对电压不平衡十分敏感,甚至比电机还要敏感。变频器通过每相的峰值电压来为内部电容器组充电。 如果有一个相的电压哪怕低一点点,驱动器就很难从该相吸入电流。因此,电压不平衡将会引起电流不平衡。驱动器可能仍然运行,但电容器的充电周期以及它们在发生电压突降时的跨越时间 (ride-through time) 将会减少。
除不平衡测量以外,也应检查接头两端的电压降。这种测量可通过直接电压测量或使用红外温度计来完成。比环境温度高得多的读数或高于其它相的读数可能指示出接头松动已损坏。
拿素心待人,凭技术生存,靠实力发展,用事实说话。
海哥
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1楼    2012-09-20 09:19:59
精华帖  主题:回复:对问题进行排查时从何处开始?(连载)
下面再说说有关负载
大多数变频器与可变转矩或恒定转矩负载结合使用。可变转矩负载包括风机和旋转泵。从能量消耗的角度看,它们是目前为止的大多数负载。当将变频器与这些负载结合使用时,就可以实现显著能量节约。例如,一个在半速 (25 Hz) 下运行的风机在理想情况下其功率仅是在 50 Hz 下运行的相同风机的八分之一 (之所以说是在理想情况下,是因为总会有因变频器、电机系统中的低效率而产生的一些损耗)。从故障排查的角度看要认识到的重要方面是,这些可变转矩负载很少会引起驱动器的与过载有关的问题(假设负载规格设计正确)。这是因为它们要花费大量时间以较低速度(小于 50 Hz)运转并吸入较少电流。如果实际情况不是这样,也就是说,如果负载在大部分时间内需要以满转速(及转矩)运转,安装一个变频器就不存在经济合理性(即能量节约)。有时,这些负载在起动时会引起脱扣,但这通常指示出负载的规格设计与变频器没有正确匹配。或没有正确进行电机识别、调试。另外一个可能就是负载已经改变。例如,一个起动即卡住的轴承需要更大的初始转矩来使负载运动起来。
恒定转矩负载可能会带来更大问题。摩擦或重力负载为恒定转矩负载。理解这些负载的关键一点是,它们在较低转速下需要大约相同的电流。这对电机来说可能是危险的。电机通常由内置在转子中的风扇进行冷却;当电机转速放慢时,风扇的冷却能力也降低了。因此,就会产生过量热量。存在的危险是, 内置的电机过载电路通过间接测量电流来测量热量 (有些电机在其定子中嵌入了热量传感器, 但它们要明显昂贵得多)。此时就会产生一种低转速下的正常电流吸入可能会引起过热的情况。 常见的解决方法是安装一个用于冷却电机的外部供电风扇。(变频电机)
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2楼    2012-09-20 11:46:18
精华帖  主题:回复:对问题进行排查时从何处开始?(连载)
下面说说大家最关心的有关变频器的问题
以下举例都是以西门子MM4系列变频器为例,在排除以上有关电机、负载方面的可能原因之后,讲述故障排查思路。
变频器在通常使用中最常遇到的问题,大致包括以下方面:上电不亮、过电流(F0001)、过电压(F0002)、欠电压(F0003)、控制输入/输出I/O、无报警、故障停机、以及其他方面的有报警、故障脱口等问题。
上电不亮,较多原因出自变频器内部的开关电源不工作,也有可能是因为控制线接线错误、EMC干扰等外部原因导致I/O端口、主控板烧毁所致。
一般首先用万用表测量整流桥有无损坏,其次测量各I/O端口有无电压,初步判断故障区域。采用更换I/O板、主控板的简单办法排除这两部分的可能。如果有维修经验和维修能力,进而可以有条不紊的进行下一步的排除。
http://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/post.aspx?b_id=10&a_id=1015231&s_id=0&num=23#anch
对照主控板上40针功能图,便能很快找到问题所在。如果所有针脚都没有电,就是开关电源没工作。如果是个别针脚没有电,证明开关电源已经工作,顺着路子查下去,找到这路电源没有的真正原因。



上图是‘C’型尺寸的开关电源板图,图中红线标出了经常出问题最多的点。
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4楼    2012-09-26 14:50:45
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不好意思,前两天出差!
下面再说说变频器有关‘过电流’(F0001)的问题。
过电流(F0001),是变频器在调试、使用中最常出现的故障。其原因可能出于变频器内部的硬件损坏和参数不正确设定等外部原因两个方面。
1、 变频器本身存在问题
接插件接触不良。使用时间长了,接插件存在氧化、锈蚀、松动等,将电机和变频器脱开,如果变频器还能正常启动、运行,给变频器施加振动力(有可能出现接触不良的部位),如:用力敲打变频器的壳体,I/O板,主控板以及触发板等部位时,过流故障(F0001)便会出现,则基本上可以判定是接触不良问题。多次反复寻找最可能有问题的部位,确定以后再动手处理,避免将问题搞复杂化,尽量一次将问题部位找准!
问题出现慨率最多的地方是触发板和IGBT功率组件。一般来讲,首先要用万用表初步IGBT功率组件是否完好,如果IGBT功率元件已经损坏,那么触发板很可能也损坏了,这时,不能盲目、简单的将IGBT更换送电、启动变频器,这样很可能将IGBT功率元件再次烧毁,造成不必要的经济损失。先要将IGBT模块下掉,将触发版通过示波器测量触发输出波形正确无误的情况下,再将IGBT功率模块装好。如果输出波形不对,要将触发版修好,直到输出波形完全正确,这样才能万无一失。
除此之外,主控板损坏、I/O板损坏也可能引发(F0001)故障,有条件的情况下,可以用好的板子替换,这是最便捷、快速的寻找问题方法。
2、 参数设置方面,加速时间过短、控制方式不对、电机识别不正确(P3900)、优化没做好(P1910、P1960)、变频器选型不正确、负载机械方面存在阻力过大、不正常等,都有可能在启动、运行中出现过流(F0001)。一般在启动加速的过程中比较常见,这时,首先要检查机械部分,看有无异常。其次要根据负载性质,正确地选择控制方式(P1300),根据负载的机械惯量,正确的设置加速时间(P1120),做好电机的识别和优化。相信此类问题就不会再出现。
对任何产品而言,设计、制造方面存在技术差别,使用方面同样存在技术差别。正确、合理的应用也是需要技术的,这就是‘应用技术’。‘应用技术’和‘设计、制造技术’是两个技术范畴,其区别在于:‘设计、制造技术’是以理论为主要支撑,只要理论‘功底’扎实,实施起来相对较快。而‘应用技术’是以经验为主要支撑,实施起来相对慢一些,它的‘功底’主要体现在处理问题的‘思路’。也就是本文的主题‘对问题排查时从何处开始’,各人的思路是不一样的。工作效率也因此有所不同!
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7楼    2012-09-28 14:14:40
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关于过流(F0001),根据经验,我再补充两点:
1、之所以用了变频器以后为什么电流这么大?工频运行电流就小!那是因为变频运行在50Hz以下时,输出电压并没有380V,频率越低,输出电压也越低,特别在15Hz以下,因为你调试的风机是新的,各方面的摩擦力、阻力相对较大,需要的功率并没有按比例减小,功率=电压x电流,输出电压只有380V的几分之一,那么电流可想而知是不是要成倍的增加才能够‘功率’所用!
2、M430变频器默认的控制方式(P1300=2)是平方转矩控制方式,运行曲线决定了:在频率较低时输出电压要比‘V/F‘控制方式还要低一些,这主要是从节能方面考虑的。但是,针对新设备的摩擦阻力大的特点,我一般在新设备调试时,先用V/F控制方式(P1300=0)运行一段时间,然后再改为平方转矩(P1300=2)控制方式。
3、离心式风机有个特点:出风口敞开越大,电流越大,如果将出风口缩小或关闭,电流就会很小。比如:锅炉的鼓风,因为新锅炉内部都是空的,相当于风机的出风口全部敞开,电流自然就相当大了。如果你将来正常生产时,锅炉内是有东西的,电流自然就小了,没有问题!不用担心!(前提是设计能力是正确的)新的厂房,中央空调系统,道理是一样的。空空荡荡,门窗大开,电流自然很大,等以后正常使用了,房子里摆满了东西占用了很大一部分容积,门窗也关闭了,电流自然就降下来了!
这是我的经验,和大家分享一下。
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15楼    2012-10-11 09:48:49
精华帖  主题:回复:对问题进行排查时从何处开始?(连载)
下面分析一下关于直流母线过电压(F0002)故障的处理思路
1、 变频器上电,在不启动、不运行的情况下就出现(F0002)故障显示。并且不能复位!
首先,观察参数(r0026=?)。如果r0026=540V左右,(对于输入电源380V的变频器而言)并且比较稳定,说明直流电压检测电路没有问题。我也曾遇到过变频器上电后,直流母线电压不稳定的情况,不断上升或不断下降,高的时候到600v 以上,于是就报(F0002)故障了,也遇到过直流母线电压(r0026)显示1000V以上的。总之,用万用表测直流端子的电压应该和(r0026)显示的值一样才对,如果相差很多,说明直流电压检测电路元器件出了问题,需要送修。
这是我曾经维修的一例:
http://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/post_elite.aspx?b_id=10&a_id=762320
2、 变频器上电时正常,运行中时常报过压。
一般这种情况比较头疼!当你站在变频器旁边等它出现的时候,它就是不出现,一旦你离开变频器很可能它就报(F0002)故障停机了。用万用表检测母线电压也算正常,许多客户经常反应这个问题。经研究发现,P0210这个参数是供电电压,但是,你修改了这个参数的值(比如=440V),当实际供电电压=430V的时候,变频器还是经常报故障。岂不知,修改这个参数的同时必须将(P1254=0)才可以使得修改过的供电电压起作用。否则是不起作用的!
大家可以注意看一下(r1242)这个参数以及它下面的说明,当你将(P1254=0)时,改变(P0210)的值,(r1242)的值才会跟着变化,如果(P1254=1),改变(P0210)的值,(r1242)的值是不会跟着变化的。
大家知道:西门子变频器的额定输入电压是380V-----480V/AC,为什么在输入电压一般偏高在430V/AC左右时,变频器就会时常报(F0002)过压故障呢?这是因为:当(1254=1,出厂默认)时,(r1242)便记住了变频器第一次送电时的输入电压,并自动计入了(r1242)里面,当输入电压以后有所变化时,(r1242)的值并不会随之改变。
比如:变频器第一次安装调试时,如果在白天供电电压相对正常时(380V/AC),那么,到了夜里,供电电压有可能超过(420V/AC),而(r1242)的值并没变化,这时就可能发生(F0002)故障停机。如果按照上面的方法,将(P1254=0,P210=输入电压全天变化的中间值),可能(F0002)的问题就不会出现了。

http://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/post_elite.aspx?b_id=10&a_id=735327
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