變頻器OC故障跳閘停機(jī)的一個(gè)隱蔽原因
在對(duì)阿爾法小功率變頻器維修的過程中,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)行長短不一的一段時(shí)間。在以為已經(jīng)沒有問題的時(shí)候,又開始頻繁跳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,再過一陣子,接入電機(jī)還是跳OC故障。
該類故障的處理相當(dāng)棘手,可能在測(cè)試過程中故障已經(jīng)消除,致使查無所據(jù)。即使在故障頻繁發(fā)生的當(dāng)口,測(cè)試硬件電路(保護(hù)電路),卻怎么也檢查不出什么問題,搞不清此故障的來龍去脈,此故障困惑了我有兩個(gè)多月的時(shí)間。
硬件保護(hù)電路,主要由U22和U24兩片LM393雙運(yùn)放電路來完成,其信號(hào)又經(jīng)**反相器倒相后,送入CPU的16腳,U22和U24共輸入了兩路輸出電流信號(hào)、1路由逆變驅(qū)動(dòng)IC返回的過載OC信號(hào),一路直流電壓檢測(cè)信號(hào),分別加至4路運(yùn)放的輸入端,經(jīng)開環(huán)放大處理(運(yùn)放電路在這里實(shí)際上作為開關(guān)電路來應(yīng)用)后,將四路故障信號(hào)并聯(lián)在一起,再經(jīng)**倒相處理后,送入了CPU的16腳。我先是切斷了由逆變驅(qū)動(dòng)IC返回的過載OC信號(hào),后又切斷了倒相輸出的“總”故障信號(hào),但均無效,故障現(xiàn)象依舊。難道別處還有串入OC信號(hào)的途徑嗎?不可能!
可能電路存在說不清道不明的某種干擾,但干擾的來源與起因又很難查找。絞盡腦汁用盡了一切手段,在故障信號(hào)電路中,加裝電容、電阻濾波元件,以提高電路的抗干擾性能,但無效果。莫非是啟/停瞬間——逆變驅(qū)動(dòng)模塊的“加載和卸載”期間,導(dǎo)致了CPU供電的波動(dòng)而跳故障嗎?測(cè)量CPU供電為4.98V,很穩(wěn)定,滿足要求呀。
無來由地靈機(jī)一動(dòng),將4.98V調(diào)整為5.02V,再作起/停試驗(yàn),故障竟然排除了!
試分析和猜測(cè)故障原因如下:CPU外部或內(nèi)部靜態(tài)電壓工作點(diǎn)的設(shè)置不當(dāng)或偏低,恰在信號(hào)干擾電平的臨界點(diǎn)上,故易出現(xiàn)讓人摸不著頭腦的隨機(jī)性的跳OC故障的現(xiàn)象。將其5V供電略調(diào)高后,其工作點(diǎn)的電壓值也相應(yīng)抬高,避開了干擾電平的臨界點(diǎn),變頻器便由“神經(jīng)”變?yōu)?ldquo;正常”了。
機(jī)器在出廠時(shí),CPU供電調(diào)整值略高一點(diǎn)的,機(jī)器便能長時(shí)間正常運(yùn)行。調(diào)整值偏低一點(diǎn)的,或在使用過程中因某種原因(如元件變值、溫飄等)使5V略有下降,便出現(xiàn)頻繁跳OC的故障。在確保硬件保護(hù)電路無問題時(shí),調(diào)整5V供電,便能輕易解決問題了。不是出于一個(gè)偶然的因素,則此故障的隱蔽性之深,讓人很難將此一故障“調(diào)理”好。
阿爾法變頻器跳OC故障的又一個(gè)原因
一般來講,OC故障的來源有以下兩個(gè)方面:
1、當(dāng)逆變模塊運(yùn)行電流超大,達(dá)額定電流的3倍以上時(shí),IGBT管子的管壓降上升到7V以上時(shí),由驅(qū)動(dòng)IC返回過載OC信號(hào),通知CPU,實(shí)施快速停機(jī)保護(hù);
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)。
當(dāng)然,當(dāng)驅(qū)動(dòng)IC或電流采樣電路異常時(shí),變頻器會(huì)誤報(bào)OC故障。
小功率機(jī)種往往采用在輸出端直接串接分流電阻,來采集電流信號(hào),經(jīng)前級(jí)放大處理后,由光耦運(yùn)算放大器隔離后輸送至CPU。其前級(jí)放大器的供電取自驅(qū)動(dòng)IC的懸浮電源,這樣當(dāng)模塊損壞后(或拆除后),經(jīng)由逆變模塊連接的供電支路斷路,使得電流采樣電路輸出*高的負(fù)壓,CPU誤認(rèn)為有大電流信號(hào),而報(bào)OC故障。此種情況,變頻器一上電即跳OC故障,致使無法檢修驅(qū)動(dòng)IC電路是否能輸出六路正常觸發(fā)脈沖。
另外,驅(qū)動(dòng)IC的外圍電路異常或其本身損壞,也會(huì)誤報(bào)OC故障,因而在檢修時(shí)須區(qū)分是電流采樣電路還是驅(qū)動(dòng)IC報(bào)的故障,是電路損壞誤報(bào)還是模塊損壞,真的存在過流故障?并采取措施解除報(bào)警狀態(tài),以方便檢修。
但下面原因引起的跳OC故障往往不被人注意。檢修一臺(tái)阿爾法變頻器,因主直流回路電壓檢測(cè)電路損壞,使端子8腳電壓為0(正常時(shí)應(yīng)為3V左右),變頻器跳欠壓故障,不能投入運(yùn)行。將該端子人為送入+5V電壓時(shí),變頻器上電即跳OC故障。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,該電壓低于2.5V時(shí)跳欠壓故障代碼,電壓高于3.8V時(shí)跳OC故障,由此發(fā)現(xiàn)直流回路電壓過高時(shí)或直流檢測(cè)電路異常,是變頻器跳OC故障的又一個(gè)原因。
在檢修或作應(yīng)急處理時(shí),將接線排CN1的8腳取5V電壓用分壓電阻固定一個(gè)3V電壓,則變頻器能方便檢修或能應(yīng)急運(yùn)行。