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论伺服和变频器维修及保养

2015/3/22            
关键字:变频器  交流伺服  机床  
交流伺服和变频器是用于位置,速度,转矩控制的新型交流调速装置,在机床,自动生产线,纺织,包装等众多行业得了广泛的应用,伴随着应用越来越广,变频器的使用量也越来越大,因为价格相对较高,特别是进口品牌的伺服和变频器,那么对使用中损坏的伺服和变频器的维修就显得尤为重要。

  摘要:交流伺服变频器是用于位置,速度,转矩控制的新型交流调速装置,在机床,自动生产线,纺织,包装等众多行业得了广泛的应用,伴随着应用越来越广,变频器的使用量也越来越大,因为价格相对较高,特别是进口品牌的伺服和变频器,那么对使用中损坏的伺服和变频器的维修就显得尤为重要,伺服和变频器结合了强电,弱电技术,技术含量相对较高,对维修技术员的能力要求也相对较高,不仅要懂强弱电,而且对软件的应用也要有一定的了解,对一些国外品牌的伺服和变频器,因为应用菜单为英文,维修技术人员还需有一定的英文基础。

  本人先后在国内国外变频器企业从业十多年,一直从事变频器相关硬件开发,维修及生产设备维护工作,对伺服和变频器的维修及保养总结了一些心得和体会,望能通过自己工作中的心得和体会对维修工作起到一定的帮助作用。

  关键词:望,闻,问,切。

  对于一个变频器维修人员,要具备一定的电工学,电子学的理论基础,能看懂图纸,能够熟练操作万用表,示波器,电烙铁等常用维修工具。

  在从事变频器维修之前,首先要了解变频器的工作原理及构造,变频器是一种用来改变交流电频率的电气设备。此外,它还具有改变交流电电压的辅助功能。过去,变频器一般被包含在电动发电机、旋转转换器等电气设备中。随着半导体电子设备的出现,人们已经可以生产完全独立的变频器。变频器主要是由主电路、控制电路组成。

  主电路主要有整流电路,滤波电路及逆变电路构成,整流电路的器件主要是整流二极管或可控硅组成,功能是将输入的交流电转化为直流电,滤波电路的器件主要是由电解电容组成,将直流电路中的交流成分滤除掉,逆变电路主要是由IGBT组成,功能是将直流电转化为交流电。参见附图1

驱动电路

  控制电路是给主电路提供控制信号的回路,它有频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电动机的“位置和速度检测电路”,将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”,以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。参见附图2

驱动电路

  对一台送修的变频器,问题的诊断采用的是和医生给病人看病同样的流程,通过望,闻,问,切来了解伺服和变频器损坏的部位或具体电路,然后针对具体部位和电路再进行修理,如上面所说,伺服和变频器是由许多电路组合而成,如不判断具体故障,对维修来讲就无从下手。

  拿到一台坏的伺服和变频器,通过望和闻,观察变频器外壳有无明显破损现象,内部线路板有无撞击损坏现象,线路板有无缺少元器件,有无明显得器件烧毁现象,有无烧焦的味道,在实际维修案例中,有相当一部分伺服和变频器在安装运输过程中操作不当导致受到外力撞击而使外壳受损,线路板元器件脱落,这种情况通过观察可以有针对性的维修,通过更换外壳,补焊元器件解决问题,而有的伺服和变频器是因为电网电压不稳定,谐波成份较高而导致变频器输入电路的压敏电阻和陶瓷滤波电容炸毁,这种情况对于线路板损坏不严重的情况可以通过更换压敏电阻和电容解决,如果压敏电阻和电容炸毁时损坏了其它电路,这时要就具体故障现象而维修,后面有就具体故障而维修的分析。另外一种线路板烧毁的情况是由于客户粗心或者线束标识不当接错线而导致线路板烧毁,常见的是主控制板烧毁现象,由于主控板基本上都是弱电,接口端子常见输入电压以DC24V为主,客户如果接入强电或者在不接电压的端口接入电压,这样极易烧毁线路板,通过望和闻,上述这些情况能很快判断机器的故障部位。

  对一台外观与线路板表面现象良好,无明显的损坏的变频器,这时先可以通过对客户的询问以了解变频器的故障现象,对于终端客户而言,由于技术水平的限制,通常只能告知你设备的现象或变频器故障显示内容,这时你就要通过这些现象和故障显示内容而大概判断变频器故障部位。比如,电梯用变频器开机只能上行而不能下行,这时侯你就得考虑变频器是否制动出现了问题,因为电梯在下行时处于发电状态,回馈的能量如无法反馈给电网那就需将能量消耗在制动电阻上,如果制动电路损坏,回馈的能量无法消耗,这样就会导致变频器报警而强制性的关断变频器,在维修时可以有针对性的对制动电路进行检测。如果客户反映电机每次运行一段时间后就停机,你就得考虑是不是因为变频器过热而过热保护,这时侯就要检查散热器灰尘是否过多,风扇运转是否良好,控制风扇运转的电路是否有问题。

  如果以上信息都没有,那就通“切”的手法来了解原因,这里的“切”是指通过辅助工具万用表,示波器等来人为诊断故障原因及修理,一台损坏的变频器在你手里,如果通过外在的观察和客户那里无法了解损坏信息,那就得通过上电来了解,在变频器上电之前,得先测量变频器主回路是否良好,变频器内部功率模块工作时因为要时刻承受着高电压,大电流,所以是容易损坏的部件,这种损坏也包括主回路相与相之间短路或相与地之间短路,如果不测量就给主回路上电,有可能会引起爆炸而使变频器内部故障扩大,在测量正常后,可以给主回路上电,在现实操作中,如果担心直接上AV220或AC380会出现意外情况的话,可以在电源侧加限流器或调压器,这样都可以避免因上电导致主回路故障扩大的举措。一台变频器如不能上电,则要检查主回路电路,如上电没显示,则要检查开关电源电路,面板显示电路。如上电显示正常则要通过伺服和变频器故障记录菜单及带载测试来了解损坏的部位,,厂家生厂的变频器通常都具有故障记录菜单,有的具备几个历史故障代码的记录,通常可以打开故障记录了解当前变频器故障损坏的原因,比如,如果变频器最后一个故障记录显示编码器故障,这时候可以查速度反馈回路,如故障记录显示过流,则检查电流检测回路等等。如果没有故障信息,则要带上电机进行负载测试来了解故障,先判断伺服和变频器具体损坏部位,再就具体电路进行检测和分析。

责任编辑:陈浩
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