记忆深刻,德国伦茨变频器的一例特殊故障维修!维修员值得拜读!
近日维修一例:客户是珠海的,伦茨是用在冶金设备上卷取作用。具工厂电气管理人员说,该变频器是在工作中跳闸的。以前坏过很多台,寄到几个公司,都说不能维修,拿过来是抱着试试看能否修复。既然几家单位都说不能维修,那我也不免有点担心,毕竟行业高人无数,广州的自动化维修公司见多识广,人家也不是吃素的。但既然来之则安之,首先将主控板单独拆下来,给+24v直流电,显示正常,主控板没坏,一般来说,难度不大。于是继续监测,发现电源烧毁比较严重,模块烧毁。
拆下模块,先对照图纸维修电源,电源烧毁一般充电陶瓷片也会烧坏,这个陶瓷片是伦茨专用,市面上很难买。这个陶瓷片有三个作用:1.作充电电阻,开机为电容充电,起缓冲作用;2. 平衡上下电容容量;3.作为启动电源供电电阻。一个小时修复电源,小心翼翼的插上主控板,插上操作面板。上电显示正常,测试个电压稳定,关机继续修复驱动部分。将下桥驱动地与n级连接,用示波器测试除非,跳变正常。在加载测试霍尔动态波形,也正常。于是装上50安耐压1200伏的模块(型号bsm50gd120),开机,显示完全正常了,浏览记录了一下原机参数。为了保证安全,还在P级和模块间串了灯泡。心里想,原来也没这么难!于是插上端子空载启动。就在启动的一瞬间,驱动板一声响,所有380供电跳闸,模块直接炸了。
这样的情况自己以前还真没遇见过,启动就炸机,是维修大忌,为成本,也为自己的粗心付出了代价。沮丧的取下模块,重新检测,重新换件。这样整整花了一个下午,客户等不及,先回去了。这期间想了很多种可能,程序问题,应该不会,电流反馈电路问题,空载无电流,况在启动的一瞬间就发生了,根本不可能。最后觉得还是驱动的可能性更大,将驱动原件直接代换。这次不敢直接装模块了,用igbt管做了一路桥臂试机,上电正常,但启动的瞬间一声响,又直接炸了!这下心里发怵了,也明白了电工说的坏了就修不好了的说法。但我并不死心,当天不搞了,第二天继续。
第二天修好了驱动,这下决定不带模块空载启动驱动,(伦茨是可以空载启动的,并不会报警),一边用示波器监视波形,当检测到u相的上桥驱动波形时,忽然发觉脉宽是连滞的,继续观察,w相也同样。恍然之间,问题找到了,原来是主板的问题。变频器驱动波形是三相六个桥臂交替驱动的,启动的瞬间是下桥臂需先导通,这台伦茨变频器u/w相上桥pwm波形连滞,就相当于上桥直接接通,下桥臂一导通,那还不相当于p、n直接短路,当然炸模块了!于是这才维修主板。最后代换数模转换ic后,驱动波形正常。装上模块带载试机,一切正常。至此,这台让我吃了苦头的变频伺服器修复。
尾声:所以说,经验并不能决定一切,修工控设备,特别是功率设备,明知道应该尽量多想几步,多推理几个故障出现的可能。但有时过于相信自己的经验,造成不必要的失误,还是不可避免的。这个故障的难点就在于大家都没有对主板引起重视,在驱动板上兜了圈子。功率设备维修,烧模块是很让人后怕的,一个是模块价值高昂,另一个是对心里的打击,要知道接连烧两三个模块,估计好多维修人员都会选择放弃。
后记:伦茨虽然是进口工控产品,但技术资料在市场上还是很齐全了的,刚开始进入工业自动化行业的时候,资料全是英文且不全面,搞得我很抓狂。伦茨之所以难修,主要是集成度比较高,(陶瓷基板再加上印刷电路,德国产品很喜欢这样设计)这让很多没有经验的修理人员无从下手。我的经验是:将一些关键厚膜的图纸跟出来,遇到维修时,该改的可以改,该代换的可以代换,只要你把原理吃透了,维修后性能还是如原机一样的可靠。
伦茨Ev93系列是市场上保有量最多,性能最稳定的产品。整机结构是这样的:控制板(cpu板)电源是单独设计的,控制板的电源由驱动电源上的+24v供电。这样,即使驱动电源烧坏了,也不会连带烧毁控制板的(国产工控产品所具有的弊病),主板上有n个存储芯片,注意在拷贝程序时别焊接错了。伦茨驱动产品之所以优秀,不简单是硬件设计不错。伦茨在软件应用上也独树一帜,用户使用体验上可能相对要麻烦一点,但功能之强大,性能之稳定,属于行业内的翘楚之作。所以在维修时,最好先将用户程序备份或上传到面板里,维修测试完成后再拷贝回去,以免设备修复了,用户数据却弄丢了,造成无法继续使用。
伦茨93系列有矢量控制变频器,也有伺服控制器,这点在维修时请注意区分,比如ev9324ev和925pe。尾缀为ev系列的就是普通矢量控制变频器,维修完工后,微修改一下参数就可以直接带载试马达。尾缀为pe的为定位型伺服控制器,在伺服控制器中都属于高端机种。带ep尾缀的是修改参数都无法试机的(需连接配套电机的旋转变压器才能试机)。
从个人的维修经验看,伦茨驱动产品烧毁最多的是电源和驱动电路,特别是伦茨82系列矢量变频器,由于设计的原因,使用一定的年限以后,电源电容失效引起震荡厚膜供电异常,烧毁开关电源,造成pcb板夹层短路。我的办法是改动电源走线修复,修复后性能一样可靠,这点是伦茨pcb基板牛叉的地方。9300系列的驱动也容易烧毁,伦茨的驱动看是简单,上桥的供电是一路单独是震荡电源,经隔离变压器整流滤波供给,下桥由电源板的一路负电源供给,通过功率模块共地。9300系列不管是矢量变频还是有凸轮曲线的伺服控制器,都没有直接相位电压检测电路(这点和日本和欧洲的产品很不一样),伦茨的输出相位位置完全是靠两相电流传感器提供,所以电流取样电路非常非常的重要,直流分量,交流分量的大小都很可能炸模块的故障。
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