ABBACS510系列变频器常见故障分析.pdf

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PWM控制技术,调压调频的工作在逆变桥完成,所以在低频段输入
缺相时仍可以正常工作,但因输入电压,输出电压低,造成异步电
动机转速低频率上不去。
ACS510系列变频器出现OVERCURRENT过流报警显示时,首先检查加
速时间参数是否太短,力矩提升参数是否太大,然后检查负载是否
太重。如果没有这些现象,可以断开输出侧的电流互感器和直流侧
的霍尔电流检测点,复位后运行,看是否出现过流现象。如果是,
很可能是IPM模块出现故障,因为IPM模块内含有过压过流,欠
压,过载、过热,缺相、短路等呵护功能,而这些故障信号都是经
模块控制引脚的输出Fn引脚传送到控制器的。在控制器接收到故障
信息后,一方面封锁脉冲输出,另一方面将故障信息显示在面板
上。应更换IPM模块。
ACS510系列变频器出现过压故障,显示为OVERVOLTAGE过压报警,
一般是雷雨天气,由于雷电串入变频器的电源中,使变频器直流侧
的电压检测器动作而跳闸,这种情形,通常只需断开变频器电源1
分钟左右再上电即可,另一种情况是变频器驱动大惯性负载,而出
现过电压现象。这种情况下,一是将减速时间参数加长或增大制动
电阻(制动单元);二是将变频器的停止方式设置为自由停车方
式。
,变频器显示过载报警
如果ACS510系列变频器出现MOTOVERTEMP电机过热报警,对于已
经投入运行的变频器,必须检查负载状况,对于新装置的变频器出
现这种故障,很可能是V/F曲线设置不当或电机参数设置有问题,
此时必须正确设置好各种参数,另外,电机在低频的工作时散热性
能变差,也会出现这种情况,这时就需加装散热装置。电机发热,
主要是基于变频器估算值或温度反馈值。这种报警信息标明电机过
载故障,跳闸即将发生,应该对电机的过载情况以及温度传感器进
行检查。
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二、变频器控制盘上显示的故障诊断分析
(直流欠压)故障的诊断
ACS510系列变频器出现DCUNDERVOLT故障代码时,暗示变频器处
于欠压故障状态。主要原因有输入电源过低或缺相、变频器内部电
压检测电路异常、变频器主电路异常。通用变频器电压输入范围在
320V~460V,在实际应用中变频器满载运行时,当输入电压低于
340V时可能会出现欠压呵护,这时应提高电网输入电压或变频器降
额使用;若输入电压正常,变频器在运行中出现DCUNDERVOLT故
障,则可判断为变频器内部故障;若变频器主回路正常,出现DC
UNDERVOLT报警的原因大多为电压检测电路故障,一般变频器的电
压检测电路为开关电源的一组输出,经过取样、比较电路后给CPU
处理器,当超出设定值时,CPU根据比较信号输出故障封锁信号,
封锁IGBT,同时显示故障代码。同时,也要对外回路进行检查,比
方供电电源缺相、熔断器熔断、主电源欠压等。
(直流过压/过流)故障
的诊断
ACS510系列变频器出现DCUNDERVOLT/OVERCURRENT故障显示时,
暗示变频器在减速中出现过压或过流故障,主要原因为电机过载、
减速时间过短、负载回馈能量过大未能及时被释放。若电机驱动惯
性较大的负载时,当变频器频率(即电机的同步转速)下降时电机
的实际转速可能大于同步转速,这时电机处于发电状态,此部分能
量将通过变频器的逆变电路返回到直流回路,从而使变频器出现过
压或过流呵护。现场处理时在不影响生产工艺的情况下可延长变频
器的减速时间,若负载惯性较大,又要求在一定时间内停机时,则
要加装外部制动电阻和制动单元,ACS510系列变频器22kW以下的
机型均内置制动单元,只需加外部制动电阻即可,电阻选配可根据
产品说明中尺度选用,对于功率22kW以上的机型则要求外加制动单
元和制动电阻。
DCOVERVOLT/OVERCURRENT故障一般只在变频器减速停机过程中才
会出现,如果变频器在其它运行状态下出现该故障,则可能是变频
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器内部的开关电源部分,如电压检测电路或电流检测电路异常而引
起等。
(电流丈量)故障的诊断
ACS510系列变频器出现CURRMEAS故障显示时,暗示电流检测故
障,通用变频器电流检测一般采取电流传感器,通过检测变频器两
相输出电流来实现变频器运行电流的检测、显示及呵护功能,输出
电流经电流传感器输出线性电压信号,经放大比较电路输送给CPU
处理器,CPU处理器根据分歧信号判断变频器是否处于过电流状
态,如果输出电流超出呵护值,则故障封锁呵护电路动作,封锁
IGBT脉冲信号,实现呵护功能。
ACS510系列变频器出现CURRMEAS故障显示时,主要原因为电流传
感器故障或电流检测放大比较电路异常,前者可通过更换传感器解
决,后者大多为相关电流检测IC电路或IC芯片工作电源异常,可
通过更换相关IC或维修相关电源解决。
(接地故障)故障的诊断
ACS510系列变频器出现EARTHFAULT故障显示时,暗示逆变模块
IPM、IGBT故障,主要原因为输出接地短路、变频器至电机的电缆
线过长(超出50m)、逆变模块或其呵护电路故障。现场处理时先
拆去电机线,丈量变频器逆变模块,观察输出是否存在短路,同时
检查电机是否对地短路及电机线是否超出允许范围,如上述均正
常,则可能为变频器内部IGBT模块驱动或呵护电路异常。一般
IGBT过流呵护是通过检测IGBT导通时的管压降动作的。
当IGBT正常导通时其饱和压降很低,当IGBT过流时管压降VCE会
随着短路电流的增加而增大,增大到一定值时,检测二极管DB将反
向导通,此时反向电流信号经IGBT驱动呵护电路送给CPU处理器,
CPU封锁IGBT输出,以达到呵护作用。如果检测二极管DB损坏,
ACS510系列变频器出现EARTHFAULT故障显示,现场处理时可更换
检测二极管以排除故障。
ACS510系列变频器出现EARTHFAULT故障显示时,可能在电机或电
机电缆处检测到了接地故障。在变频器运行或停止的时候ACS510系
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列变频器都能监控接地故障,变频器在停止的时候接地故障监测灵
敏度更高,而且能够陈述发生故障的位置。当ACS510系列变频器出
现EARTHFAULT故障显示时,还应当做好如下工作:
1)检查排出进线接地故障;
2)检查变频器至电机的电缆长度没有超出允许的最大长度;
3)如果输入电源是三角形连接,而且输入功率电缆的电容很大,则
可能导致运行停止情况下的接地故障的误发,这种接地故障的误发
可以通过设置将其退出。
(过热)故障的诊断
ACS510系列变频器出现DEVOVEHTEMP故障显示时,暗示变频器过
热,可能的原因主要有:风扇故障、空气流通受阻、散热器积尘、
环境温度过高、散热风扇损坏不转电机负载过大以及温度检测电路
异常。现场处理时先判断变频器是否确实存在温度过高情况,如果
温度过高可先按以上原因排除故障;若变频器温度正常情况下出现
DEVOVEHTEMP报警,则故障原因为温度检测电路故障。ABB22kW
以下机型采取的七单元逆变模块,内部集成有温度元件,如果模块
内此部分电路故障也会出现DEVOVEHTEMP报警,另一方面当温度检
测运算电路异常时也会出现同样故障现象。
三、变频器的外部回路罕见故障的分析
变频器的外部回路大体上可以分为两大部分,一部分是负责变频器
启/停操纵的控制回路;另一部分是负责变频器信号传递的信号回
路,现就以ACS510系列变频器的外部回路常为例对变频器见故障进
行了分析。
变频器控制回路一般分就地和远方,所谓的就地操纵就是控制变频
调速电机启/停由变频器自带的控制功能来实现,不要通过接触器实
现启/停。这一部分主要靠变频器内部来实现,因此这里不做分析。
另一部分是远方操纵,远方操纵又可以分为变频器柜面操纵和上位
机远程操纵。变频器柜面操纵不克不及实现变频器的启/停时,首先
要检查变频器柜面的启/停按钮,按钮的故障比较多一点,其次就是
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对柜内的端子排接线和继电器进行检查;如果是上位机不克不及实
现远程操纵时,应在端子排上找出实现上位机远程启/停操纵的端
子,将其短接。如果短接后变频器能够实现启/停,则说明上位机或
者连接上位机与变频器柜之间的电缆故障,要逐步检查排出;否则
就要对柜内的端子排接线和继电器进行检查,以实现变频器的远程
操纵。
变频器的信号回路是传递变频器与上位机之间信号的回路,如果信
号回路故障,将导致信号的丢失或信号的错传,都将影响变频器的
正常运行,由于信号回路大多都是4-20mA的弱电流信号,极容易接
错线且不容易发现。例如曾将变频器的电流量上传信号与频率量上
传信号接错造成运行人员的误判断,遇到这样的故障,只能认真分
析电流量及电流量上传信号与频率量及率量上传信号的变更情况,
核对电缆以及回路编号,确认无误后将其改正;上位机与变频器之
间还有一个给定量和反馈量的信号传递,如果将这两个量接反,变
频器将不克不及实现远程操纵,如果遇到这样的故障,首先要从端
子排中找出给定量和反馈量信号的端子,将其打开,然后用有源信
号发生器分别给回路中加入4-20mA的电流信号,如果加入信号后变
频器上能显示对应的频率量,说明此回路是上位机对变频器的给定
量的信号回路;如果加入信号后上位机上能显示对应的频率量,说
明此回路是变频器对上位机的反馈量的信号回路。
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