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DANFOSS 5000系列变频器的常见故障及维修

DANFOSS 5000系列变频器的常见故障及维修

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3.8 丹佛斯5006变频器面板显示时好时坏
变频器面板显示时好时坏,换控制板故障依旧,怀疑为电源接触不良,查各电源一切正常,测功率板到控制板之间的线排,发现有线接触不良,换新后重新上电一切正常。
3.9 整流桥损坏
丹佛斯5004变频器运行时前级保险烧毁,空开跳闸,并且听到变频器内部有异常响动,检查过程中,发现整流桥已损坏,炸出几条明显裂缝,测全桥已经短路,经查整流桥的型号为skb30/12参数是电流30a、耐压1200v完全符合技术要求,因变频器负载是拖辊、刀盘而且停车惯性大,且停车时有再生过电压现象,由于再生功率使直流电路电压升高,有时超过允许值,中间电压+再生电压超过整流桥耐压值,即为整流桥炸裂的原因。根据以上原因,我们对变频器个别参数进行调整,如减速时间(210)由原5s延长到10s,三相输出u、v、w加压敏电阻(接法为△连接、加压敏电阻的耐压为1000v)。通过以上改进变频器的故障率明显降低。
三相整流桥模块检测方法:将数字万用表拨到二极管测试档,用红、黑两表笔先后测r、s、t相与p、n极之间的正反向二极管特性,来检查判断整流桥是否完好。所测的正反向特性相差越大越好;如正反向为零,说明所检测的一相已被击穿短路;如正反向均为无穷大,说明所检测的一相已经断路。整流桥模块只要有一相损坏,就必须更换。
3.10 igbt的损坏
(1)igbt模块因散热不良导致其损坏
丹佛斯5006变频器在运转中突然发出爆炸声响,同时外接保险烧毁,拆机发现变频器的igbt模块损坏。经过对相关板卡的测试,发现igbt触发线路损坏,测量其他板块正常。在拆卸变频器板卡时发现其电源板和电流检测板上有很多的油污和灰尘。打开变频器的散热片风机,看到散热片上也粘满了油污和杂物,将变频器的散热通道完全堵死。由此推断变频器的igbt模块因散热不良导致其损坏。
● 维修过程:首先将变频器完全拆开,将散热通道的散热片拆下,用空压气体将散热片清理干净, 同时将变频器内部结构件和板卡全部清理干净。安装igbt模块,安装igbt模块时候要按照模块的要求,顺序安装,力矩适度。修理触发线路,然后依次安装其他器件。安装结束后进行静态的测试,静态测试结果良好后进行通电测试和带负载试验。带负载试验合格,顺利完成维修。
● 经验总结:综合不同型号和不同的使用环境中的数台丹佛斯变频器维修情况,总结出变频器igbt模块损坏的主要原因是使用环境的恶劣,使得门极驱动卡上电子元件损坏以及变频器的散热通道堵塞导致。最容易损坏的器件是稳压管及光耦。检查驱动电路是否有问题,可在断电时比较一下各路触发端电阻是否一致。通电开机可测量触发端的电压波形。但是有的变频器不装入模块不能开机,这时在模块p端串入假负载防止检查时误碰触发端或其他线路引起烧坏模块。
(2)igbt模块的简单测量方法
变频器输出电压不平衡表现为马达抖动,转速不稳,一般没有经验是很难判定是哪路驱动有问题,这时可启动变频器2hz,用万用表直流电压档分别测:p-u、p-v、p-w及u-n、v-n、w-n的电压值,这6路电压这时也会不一样,那一路偏高则这一路有问题,其原理大家可自己画图分析一下。对于igbt模块,我们介绍最简单的测量方法(专业不是这样测量)将数字万用表拨到二极管测试档,测试igbt模块c1、e1、c2、e2之间以及栅极g与e1、e2之间正反向二极管特性,来判断igbt模块是否完好。以六相模块为例。将负载侧u、v、w相的导线拆除,使用二极管测试档,黑表笔接p(集电极c1),红表笔依次測u、v、w,万用表显示数值为无穷大;将表笔反过来,红表笔接p,黑表笔測u、v、w,万用表显示数值为400左右。再将黑表笔接n(发射极e2),红表笔測u、v、w,万用表显示数值为400左右;红表笔接p,黑表笔測u、v、w,万用表显示数值为无穷大。各相之间的正反向特性应相同,若出现差别说明igbt模块性能变差,应予更换。

图6 ic408损坏引出的无显示故障

3.11 变频器检修顺序流程图
图7示出变频器检修顺序流程图。

图7 变频器检修顺序流程图

4 日常维护
操作人员必须熟悉变频器的基本工作原理、功能特点,具有电工操作基本知识。在对变频器日常维护之前,必须保证设备总电源全部切断;并且在变频器灯完全熄灭的5-30分钟(根据变频器的功率)后再进行。应注意检查电网电压,改善变频器、电机及线路的周边环境,定期清除变频器内部灰尘,通过加强设备管理最大限度地降低变频器的故障率。
(1)冷却风扇
变频器的功率模块是发热最严重的器件,其连续工作所产生的热量必须要及时排出,一般风扇的寿命大约为20kh-40kh。按变频器连续运行折算为3-5年就要更换一次风扇,避免因散热不良引发故障。
(2)滤波电容
中间电路滤波电容:又称电解电容,其主要作用就是平滑直流电压,吸收直流中的低频谐波,它连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加速其电解液的干涸,直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次,一般其容量减少20%以上应更换。
在保养的同时要仔细检查变频器,定期送电,带电机工作在2hz的低频约10min,以确保变频器工作正常。
(3)防腐剂的使用
因我公司的生产特性,各电气mcc室的腐蚀气体浓度过大,致使很多电气设备因腐蚀损坏(包括变频器)。
为了解决以上问题我公司专门安装了一套空调系统,用正压新鲜风来改善环境条件。为减少腐蚀性气体对电路板上元器件的腐蚀,我们还要求变频器生产厂家对线路板进行防腐加工,维修后也要喷涂防腐剂,有效地降低了变频器的故障率,提高了使用效率。

5 结束语
变频器的科技含量较高,是强电与弱电相结合的,但是如果使用不当或偶然事件也会造成变频器的损坏。要想使变频器正常的运行少出故障,这对维修人员技术水平要求极高,同时维修技术人员对现场环境、设备、工艺等的充分了解也是十分必要的。以上是本人在变频器使用与维修中的一点经验和心得,本文测试仪表均为fluke177型万用表,如用指针表个别参数可能不一样。希望与各位同行共同讨论希望能给大家提供一些参考,如有不妥之处,请批评指正。

作者简介
王俊坤 (1979-) 男 现在唐山三友集团兴达化纤股份有限公司专职自动化设备维修和研究工作。

参考文献(略)

作 者:唐山三友兴达化纤股份有限公司 王俊坤

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