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变频器和周边(外围)产品维修集

1 引言

  随着变频器技术的发展,其产品的性能不断提高,大规模生产让产品价格逐步下降。变频器与plc、触摸屏等产品组成的调速控制系统。具有优越的性价比和方便的操作方式,及可靠的运行工况。目前被大量普及使用。

  当设备使用到一定程度时,会发生一些故障。下面就笔者近几年所维修相关产品的故障作简单叙述。文中电路板图为维修过程中实际测绘下来的(因文中多次涉及同一电子器件,电路板图示未按照顺序排列,论述问题涉及到的部分电路,请参照相关电路板图),仅代表个人意见,供大家在维修时参考。

2 丹佛斯变频器维修

  2.1 一般故障

  丹佛斯2800系列小功率(1.5~5.5kw)变频器基本上都是电子板上灰尘太多导致打火。以致开关电源坏;模块整流部分损坏;模块逆变管部分损坏。

  对于只损坏整流部分:可用单独整流桥vuo2616n拼装使用。

  对于损坏逆变管:一般只能整体更换(原模块型号为:df25f1200t、df15f1200t:可用bsm25gp120、bsm15gp120代)。

  电源损坏:一般应详查相关电路的元器件(丹佛斯2800系列小功率1.5~5.5kw基本原理图如图1所示)。以下论述的相关问题亦参照该电路图。

  2.2 维修实例

  (1)维修实例1

  2800-4kw变频器的开关电源不工作。

  检查ic1:11.12脚无工作启动电压;再查ic1:11.12脚对地(n)脚接近短路(正常应是几k以上);ic1损坏。电路板+p与变压器之间连线在夹层处烧断。

  更换ic1:uc2844d及重新连接断线处后试机运行正常。

  (2)维修实例2

  2800~5.5kw变频器的电源不工作。

  故障1:检查ic1已损坏,r13阻值变大(100变300)。

  故障2:更换上述元件后初次通电源电路电压基本正常。第二次通电10秒,电源电路烧坏严重。电容c2:爆开;ic1:uc2844;电阻:r9、r10、r11、r12;二极管;d1、d2;三极管q1:buh517、q2:bsp373损坏;高频变压器t1,高压绕组烧断。

  据现象分析:应是电源电路瞬间失控引致该部分大面积元器件损坏。

  将反馈取样ic2:tl431;反馈光耦ic3:cny17-2;以及上述损坏之元器件全部更换(部分为拆板旧件)后。试机启动运行正常。

  (3)维修实例3

  2800~1.5kw变频器无显示。

  检查整机未见明显异常之元器件。

  原机使用通讯口控制(改参数可以使用端子或面板启动运行)。按说明书连接端子启动运行。面板频率显示(在加、减速时)与实际输出(电机转速)有明显的停顿和滞后现象。

  将整机电路板清洗及喷漆后试机运行未见异常(各项监测功能正常)。

  使用计算机与该机通讯,该机485通讯口无法与计算机连接。主板通讯口电路损坏。

  试图维修该板通讯口电路(将其它故障坏板的通讯口电路之元器件安装到该板),试机还是原故障。cpu部分功能损坏引致该故障。

  更换主板并恢复出厂值后试机正常。送客户(将同型机参数复制到本机后)使用正常。

  (4)维修实例4

  丹佛斯3006~5.5kw变频器客报无显示,无法起动。

  故障1:检查电源部分,基板炭化严重;部分连接铜箔烧断。

  用同型机板对照。处理炭化基板和对接烧断的铜箔后电源恢复正常。

  故障2:装回主板试机,主板显示不正常。主板坏。

  更换主板。将主板(参数001)回到出厂设置(详细操作请参照说明书)。用户将同型机参数重新写入本机后正常。

3 普传变频器p168型--15kw

  客报:自动降速

  带1.1kw电机运行未见异常,带7.5kw电机运行到10a电流时报oc过流故障。10a以下时,电压、电流检测、监测值准确,三相平衡。

  据现象分析故障产生的可能:

  (1)干扰导致误报警。但试机现场无明显产生干扰源的设备。考虑到本机载波频率太高亦可能产生干扰,逐将载波频率调低。试机---故障情况未见改善。

  (2)驱动电路变值,导致反馈不平衡报警。驱动电路主要由ic:mc33153;光耦a4504、p521及阻容元件组成。

  检测ic:mc33153;光耦:a4504有少许不平衡(数值)现象。其余未见异常。更换全部mc33153、a4504后正常。

4 abb变频器acs550--22kw

  故障现象:电源指示有时不正常,且无规律(有一定的随机性)发生故障。在正常时操作运行正常。用户曾多次维修未能解决故障。

  检查电源部分(图2所示)电路。大部分均压帖片电阻出现变值(从原来的82k变大到100~500k不等),r1、r2贴片电阻从原来的56k变为142k和296k,当a-n点电位低于180v(正常时为270v)电压时,经r1、r2、r3、r4降压、c1滤波后通过d1向电源振荡ic--vcc脚提供的工作电压就不足令电源正常起动并工作。

  均压电阻表面温度较高,考虑贴片电阻温度的升高对自身的性能下降(阻值变大或开路烧坏),将均压电阻全部改为100k/3w的金属电阻;r1、r2换成原值,送客户使用约1年未再发生该故障。

  该机的均压不平衡引致电源不稳定工作产生了本故障。

  注意事项:当p-a点电位过高时对并联在p-a二端的主滤波电容产生损坏的可能。

5 西门子s7-200- plc维修

  西门子plc(s7-200)系列电源部分结构图如图3所示:

  由:br1、c1构成整流、滤波电流。将交流电变成直流电。

  ic1:top246内部包括振荡、稳压、检测、开关管等电路。和t1、r8等相关电路将直流电压在t1的1、2端产生交变的(高频)电动势。

  t1:高频变压器

  vr1、d1:为抑制电路。以限制t1的1、2端产生过高的电动势损坏其它电路。

  r8:限流电阻。当过流时烧断以保护ic1等元件。

  r10、r11:降压电阻。将直流高电压(约120v~280v)降压(经ic1内部稳压电路)成ic1的工作电源。

  d3、c2、cc3将t1(3、4端)的交变电势整流、滤波成+25v供plc各元器件电源使用。

  d4、u2、i6、r1、r2、r5、r6、r7、c5、c8等组成取样、检测、反馈电路。向ic1:1脚提供调整基准电压源,以保证+25v输出的稳定。

  ic2:电源管理器件。向i/0板和端子24v端口提供+24v的工作电压。

  ic3、ic4:电源管理器和稳压电路。向主控板(cpu板)提供+24v和+3.3v(一般为cpu用)的电压。

  下面对笔者维修过程中遇到的几例故障进行分析(分析电路时参考图3元器件之编号及型号数值)。

  维修实例1

  电源指示灯正常,端子+24v电压为0v,检查+25v正常,ic2:ts4141损坏,更换后试机正常。

  故障分析:应是外围电路短路引致ic2过电流损坏。

  维修实例2

  端子+24v正常,全部指示灯熄。全部i/0端口不工作。

  拆开检查i/0板有进水痕迹。ic3:ts4141、ic4;l4978d无输出电压。已损坏。清理及更换后正常。

  故障分析:i/0板进水后形成短路导致ic3、ic4损坏。

  维修实例3

  整机不工作,+25v无输出。

  检查vr1短路损坏,d1、r8、ic1、ic5等正常。更换vr1后正常。

  故障分析:t1的1、2端瞬间产生过较高的电动势,导致vr1击穿保护。

  维修实例4

  整机不工作,+25v输出只有约+8v左右。

  故障分析:开关电源能工作输出电压偏低。应是取样、检测回路变值所致。

  检查r6开路,其余阻、容元件正常。更换后+25v输出上升到+15v。再将u2:光耦pc817、ic6:lm431更换后恢复正常。

  维修实例5

  整机不工作。

  检查发现电源部分损坏严重。f1、br1、ic1、r8、c1均烧坏。更换后恢复正常。

  故障分析:电网电压过高(超出极限值)或误接到380v的电源网络上。

  维修实例6

  模拟量模块,电源指灯不亮,整机不工作。

  检查+24v电源输入端子保险开路,稳压管短路。

  用0电阻、27v/5w稳压管代用后正常。

  故障分析:应是供电电源+24v过高或短时过高造成保护电路动作。

  维修实例7

  扩展模块(6se7031-7ee85-0aa0),整机不工作。

  检查整机有4个一样电路结构(部分电路如图4),f1、d1均损坏。

  由于无法购买到原型号元件,结合电路特点。f1用250v/7a保险丝;d1用27v/5w稳压二极管代。试机正常。

6 abb软起动器--55kw无显示维修

  拆机检查电源部分(图5)的ic1:top249y、vr1、r3、c5均已损坏。

  更换上述元器件后恢复正常。

7 西门子电源-75kw(6se7031-7ee85-0aa0)

  采用直流共母线技术供电的变频器系统(框图见图6),这个方法可以最大限度地减少变频直流电压过高引起的变频器故障,具有较强的稳定性,同时还可以使负载在变频器直流侧进行一定程度的再次分配(如变频器1产生过压可以通过直流母线由变频器2吸收后使用)。在一定程度上可以减少电能资源的浪费。

  部分机型(如西门子6se70系列)变频器自身不带整流电路,可以大大减少变频器体积。但必须与直流电源配套使用。

  故障现象:整机不工作(无直流电压输出),报警灯亮。

  图7为外接24v输入电压变换为驱动板所需的各种工作电压的电路。

  检查-14v为0v,其余正常,dc-dc变换电路损坏。由于该部分电路部分元器件参数不详,给修复带来一定的困难。逐改用一个外接dc-dc变换组件(24v输入,+15v、-15v输出)代用原来的+14v、-14v产生电路。

  试机正常,使用约2年未再发生故障。

  注:驱动板接通+24v后其绿灯应亮,其他(报警)灯都不亮。自检正常后输出一个启动信号,接通km1(主电源接通)。dc输出从零伏逐渐加到最大值。延时(约2秒)后全压输出供给各变频器使用。

8 结束语

  各项技术的高速发展,在各种产品和设备的广泛应用和普及。我们必须不断学习、吸收新的知识,对各种产品的原理、性能以及使用调试方法都必须了解。这样,在设备发生故障时就能快速准备地判断出故障的部位及原因。减少修复过程和处理的时间。降低设备故障造成的损失和不良影响。

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