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三菱变频器常见故障分析

2015-11-5 09:26| 编辑:电工学习网| 查看: 11228| 评论: 0

      三菱,在自动化领域应该是个相当有声誉的品牌,plc,人机界面变频器,伺服产品,以及自动化仪表等等都是三菱公司的优势产品,在各行业中也都赢得了良好的口碑。
      三菱变频器以其稳定的性能,丰富的功能,良好的力矩特性,以及较高的性价比,在变频器市场占据着重要的地位。并以其强大的品牌效应,在中国的市场份额逐年增长。 
       三菱变频器经过近20年的发展,产品质量和功能都相当稳定与完善。特别是随着功率器件以及IC芯片的不断改进,变频器产品也是不断地推陈出新,从早期使用分立元件的K系列,Z系列,到现在使用IPM,PIM模块的A系列,三菱变频器应该说又上了一个新台阶。我们应该提到的是在大功率模块的应用上,三菱变频器可能更有优势,因为三菱公司本身就是一个著名的半导体生产厂家,在功率器件的开发上更是走在了前端,特别是三菱公司的IPM模块,以其卓越的性能被众多变频器厂家所采用。现在的三菱变频器从应用来说主要可以分为以下几大类:1.通用型的A系列,较早有A200系列,以及经济型的A024,A044系列。2.风机水泵专用型的F系列,包括早期的F400系列,以及现在广泛使用的F500系列,3.经济型的E系列,和简易型的S系列。为了满足市场的需要,三菱变频器还开发了,应用于多种场合的选件卡,主要包括要求精确转速的PG反馈卡,用于精确定位的定位控制卡,用于压力控制的PI控制卡,以及用于扩展输出点的继电器和晶体管输出卡。对变频器功能的不断加强,和对选件卡的开发,使得三菱变频器更好地满足了不同用户的需要,也成为三菱变频器能够迅速壮大的动力。
以下我们就三菱变频器的一些常见故障在这里和广大使用者做一个探讨:
      由于三菱变频器进入中国市场较早,所以有些老的产品仍在使用,我们先就这些产品的故障做一分析。早期我们能碰到的产品主要包括Z系列和A200系列的变频器,小功率Z024系列变频器我们常见的故障现象有OC,ERR,无显示等,OC引起的原因主要有以下两种可能:1.驱动电路老化,由于较长年限的使用,必然导致元器件的老化,从而引起驱动波形发生畸变,输出电压也就不稳定了,所以经常一运行就出现OC报警。2.IPM模块的损坏也会引起OC报警,Z024系列的机器使用的功率模块不仅含有过流,欠压等检测电路,而且还包含有放大驱动电路,所以不管是检测电路的损坏,驱动电路的损坏,以及大功率晶体管的损坏都有可能引起OC报警。无显示故障的原因则多数是由于开关电源厚膜的损坏引起的。ERR故障是一个欠压故障,通常是由于电压检测回路电阻或连线出现问题而导致故障的产生,而不是实际输入电压真的出现欠电压。A200系列的OC故障多数是由于驱动电路的损坏而引起的,它的驱动电路采用了一块陶瓷封装的厚膜电路,这给维修带来了一定的困难,其厚膜电路主要是基于一块驱动光耦而设计的电路。此外我们还会碰到一些LV故障,欠压故障的出现也多半由于母线检测电路出现了故障,三菱变频器也为此设计了一块用于检测电压和电流的厚膜电路。开关电源脉冲变压器的损坏也是A200系列变频器的一个常见故障,由于开关电源输出负载的短路,或母线电压的突变而导致脉冲变压器初,次级绕组的损坏。
        目前市场上正在推广使用的就是A500系列,E500系列,和F500系列,以及S120系列。以下我们就A500和E500系列的常见故障和大家做一分析。对于A500系列我们有时会碰到UV(欠压)故障,我们可以检查一下整流回路,A500系列7。5KW以下变频器的整流桥内置一个可控硅,变频器在正常运行时用于切断充电电阻,内置可控硅的损坏会导致欠压故障的出现。开关电源损坏也是A500系列变频器的常见故障,而常见的损坏器件就是一块M51996波形发生器芯片,此芯片的损坏通常是由于工作电压的突变而导致的。此外,在平时维修中我们还是会经常碰到CPU板的损坏。常见的故障报警有E6,E7,而损坏器件也主要集中在CPU板的程序存储芯片,以及一些接口芯片上。对于E500系列变频器,我们碰到的常见故障有Fn故障,此故障主要由于风扇的损坏而引起的。但变频器在有报警的时候并不封锁输出。
应该说三菱变频器在使用中出现的故障还是多样性的,希望在以后能有更多从事变频调速行业的人加入到此行列中,更好地为广大用户解决一些难题。
E.UVT故障
欠压保护。故障描述:如果变频器的电源电压下降,控制回路可能不能发挥正常功能。或引起电机的转矩不足,发热的增加。为此,当电源电压下降到300V以下时,停止变频器输出。
如果P,P1之间没有短路片,则欠压保护功能动作。
    故障排除:根据故障的解释,发生故障有2个地方。
第一:当主回路电源电压下降到300V一下,或者是P,P1之间没有短接,导致变频器内部直流母线电压低,显示UVT故障。
第二:当变频器内部直流母线电压正常,但是检测回路损坏,也会显示UVT故障。
  该直流电压检测是以直接降压方式采样后,进入光耦隔离,后进入CPU处理。在维修时候会发现该光耦经常会损坏,更换光耦就可以修复。
E.GF故障
输出侧接地故障过电流保护。故障描述:当变频器的输出侧(负荷侧)发生接地,流过接地电流时,变频器停止输出。
故障排除:根据故障的解释,发生故障点主要在2方面。
第一:输出电机侧对地短路,当有电流输出时候,变频器检测到三相电流之和不为零,变频器停止输出,显示接地故障。
第二:变频器内部电流检测故障。该电流检测线路是经过霍尔检测及采样后,进入控制卡处理。维修只要将先检测霍尔元件,如果霍尔元件是好的情况下,可以先更换控制卡,就基本上可以解决问题。
E.OC1,OC2,OC3故障
加速、恒速、减速中过电流故障。故障描述:当在加速、恒速、减速过程中,当变频器输出电流超过额定电流的200%时,保护回路动作,停止变频器输出。
故障排除:
第一:负载是否发生急剧变化,或者是负载太重。
第二:输出是否短路,包括电机侧有没有短路,如果电机侧没有短路,那么变频器输出是否短路?
第三:变频器内部硬件故障,包括电流检测,IGBT模块,驱动线路损坏等。
出现这些问题就要逐步的排除,首先要检测IGBT模块,后测试驱动线路,然后再检测电流检测部分线路。这些就是维修中经常要遇到的问题。
E6,E7故障
CPU故障,故障描述:如果内置CPU周围回路的算术运算在预定时间内没有结束,变频器自检判断异常,变频器停止输出。
故障排除:出现此类故障先检测控制卡和电源卡之间的连接线是否牢固。如果连接线没有问题的话,那么就是可能是1、电源卡上集成电路1302 H02损坏.2、电源卡上隔离光耦损坏以及CPU损坏。出现此类故障CPU损坏的几率比较大。
E.LF故障
  输出欠相保护,故障描述:当变频器输出侧(负荷侧)三相(U,V,W)中有一相断开时,变频器停止输出。
  故障排除:
1、检测电机侧接线是否正常,如果正常就是变频器的问题。
2、变频器缺相,检查变频器输出电压是否平衡。如果输出电压平衡,那么就是电流检测出现问题。检查霍尔元件以及输出状态检测线路。就可以找到问题。
三菱变频器维修案例1:
型号:FR-E024-0.75K
故障:开机无法启动
检修:此机无提供任何症状信息,通电开机显示后要启动马达时显示屏显示“E.THT”错误。查看说明书是指输出电流已经超过额定电流的150%,变频器处于电子过流保护状态,停止变频器输出保护住其它电路,初步判断为电流检测电路中出现的故障。检测霍尔电流侦测器时无发现任何坏件,更换同一型号的侦测器后发现该机不但可以启动,并能使马达顺利的运转起来,查看输出电流时显示0.8A属正常状态。拆开坏的侦测器后发现该电路板两面都附有油污,首先用酒精清洗干净电路板上的油污后并吹干,重新装回功率控制基板后启动,故障已经消除,
评论:此类故障通常是由于平时保养不善所造成的。因此,加强变频器的日常维护,胜于损坏后再维修。
三菱变频器维修案例2:
型号:A100系列
故障:开机无显示
检修:拆机后发现电源基板的部分铜膜已被烧毁,无任何电压输出。经过检查发现开关管已击穿,厚膜集成电路内IC(M51996)的Va脚与GND已经短路,振离器的10.11同样短路,拆下IC后检查发现已坏,并导致烧坏开关管,使该电源电路无法工作。在更换上述配件后故障消除。
评论:开关电源是维修中常见的、较为简单的故障,学习如何快速修复开关电源,对提高变频器维修水平会起到很大的帮助。
三菱变频器维修案例3:
型号:风机水泵型15KW
故障:接通电源无反应
检修:测量电源各路输出均基本正常,且电源连接良好。拆下CPU板后发现里面杂物较多。清洗电路板吹干后试机,有显示但一闪一闪不正常,继而分析为清洗不彻底所致,便逐个把元件焊下用天那水将其引脚擦干净,然后重新安装试机,已一切正常。
评论:作者维修修调悉力让人惊讶,维修本为逻辑推理占大头的思维方式,但作者能够把抽象的思维方式引进到维修方面来,其创新精神值得学习,真给人拔开云雾见明月的清爽感觉。
三菱变频器维修案例4:
型号:通用型11KW
故障:接通电源无任何反应(别人未能修好的机器)
检修:检查开关后发现已被更换,但性能良好。M51996的VCC端无电压,尽管此时直流母线已建立560V高压,测其供电电阻正常。滤波电容亦良好,更换二次整流三极管D1后VCC端能达到15V但无法起振,查一启遍外围元件发现无损坏后,确认M51996损坏。更换M51996后通电试机,屏幕已有显示,+5V输出亦正常,但维持不到3秒,M51996再次损坏,同时损坏的还有负反馈电阻等。由于之前检测过尖峰电压吸收电路以及负载均无问题,故分析开关变压器已经损坏。鉴于开关变压器的资料数据欠缺,在没有相同型号对比情况下,用电感表并不能确定其好坏,决定将其用新铜线绕一遍。装上绕好的变压器及更换其它损坏元件后试机一切正常。
评论:又是一起少见的开关电源故障,居然烧了开关变压器。作者能够成功,可以说是耐心把开关电源原理图绘画出来有很大关系,原理图对于难以判断的故障是一贴良方,养成绘画电路图的习惯,对理清思路、增强逻辑方面的锻炼也会起到很大的帮助,建议以后维修时多绘画电路图。

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