从五个方面搞定直流调速器故障

2021/7/14 1:22:04 人评论 次浏览 分类:调试维修  文章地址:/tech/3887.html

进线、励磁、反馈、电枢和通讯这五个部分是直流调速器运行的必备条件,直流调速器故障分析也将从这五个部分对应的硬件和软件展开的,欧宝娱乐登入仪表将直流调速器故障归纳五种类别,逐一分享相关故障处理经验。

在分享直流调速器故障处理经验之前,先说说工控欧宝娱乐登入维修的题外话:仅通过几篇技术文章就熟悉一类工控驱动欧宝娱乐登入,肯定是不现实的,弄懂一种驱动设备,最直接的办法是,认真的看一遍厂家提供的用户手册。不同的品牌手册肯定不一样,但工作方式都大同小异。

工控维修也是玩烙铁,没有所谓的秘籍可言,真要说修工控类欧宝娱乐登入,能给点什么关于工控维修建议的话,两点很重要:

1、明白这个设备的作用,设备是干什么的?
2、明白这个设备的工作通路,就是怎么工作的?

这两条硬道理适合所有的维修工作,工控欧宝娱乐登入的设计诉求其实是很单一的,功能远不如计算机或娱乐欧宝娱乐登入复杂。打个比方,一个小小的手机,里面装多少个APP软件●!应用之多,范围之广,恨不得无所不能。


工控设备呢,越高级的功能越单一,而直流调速器主要功能就是驱动直流马达。


通过把交流电转换成直流电,去控制直流马达的转速,道理很简单。调速器复杂的地方在于,怎么让交变的弦波电源变成可以精确调整的直流阈值去控制马达,这点很难。干维修的工作,我们如果去追求代码,就显得有点钻牛角尖了。那些理论上的东西,困难是很困难,但那些困难是留给科学家们去解决的●!搞维修的工程人员,只需要知道,这设备有这个功能,能干什么事。真坏了,我们能让它恢复就行了●!


调速驱动硬件坏了,N多个理由闹罢工,找故障变得千头万绪。笔者把直流调速器的问题归纳成五个部分,每一个部分,对应硬件和软件来做分析。五个部分加在一起,就是直流调速器运行的必备条件。找故障嘛,套用一句中医的话说就是:通则不痛,痛则不通。先弄懂调速器工作的必要条件,再结合故障代码,判断出的故障,准确率基本就八九不离十了。

西门子6ra70系列调速器
西门子6ra70系列调速器(市场上,很多扩容欧宝娱乐登入都源自于这个系列的调速器)


1、直流调速器进线类故障判断

直流调速器必须有三相进线检测,这是调速器工作的必备条件之一。作用就是保证调速器可控硅同步触发的。这个电路在三相进线处取样,然后分两路,一路判断进线缺相,用光耦隔离变成一个数字信号。电路原理,可以参考变频器的进线检测电路。另一路上了控制板上,经过芯片换算,整形,得到同步脉冲。这个取样电路,不管是电源变压器的,还是用电阻直接降压的,原理都是一样的。的笔者经验是:ABB的调速器喜欢采用电阻降压设计;西门子的调速器(包括像安萨尔多Ansaldo)喜欢采用变压器隔离取样设计电路。管他直接电阻取样还是用变压器降压取样,目的都是相同的:得到三相进线同步头。

我们知道三相交流电是交变的,也有相位差,怎么确认,肉眼是看不到的,只能交给电路去完成。电路设计原理大致是这样:一个比较器芯片,假设工作电源是5V,我们在比较器负端,稳定一个3V电压,比较器的正端,引入5V左右的交流信号,当交流信号幅度超过3V时,输出端就可以得到一个同步头●!根据这个同步信号的先后次序,控制板逻辑电路导通相应的驱动信号(调制过的脉宽信号),控制对应的GTO晶闸管。


早年的模拟型直流调速器,要求不但要识别同步信号,还要识别相序●!所以早年的调速器,就有输入相序错误的报警。随着技术的进步,现在的数字直流调速器,三相进线你爱怎么接就怎么接,因为它可以自动识别相序。


进行没有或者进线错误,调速器是工作不起来的●!


直流调速器进线故障代码有:

◆ABBdcs400系列的F9\F10\F11;
◆西门子6ra70系列的F008 F009等报警;
◆安萨尔多系列的报警P-0
……
西门子6ra70调速器控制板
一代神机西门子6ra70调速器控制板


2、直流调速器励磁类故障判断

只要辅助电源输入(为电路板提供工作电压),面板显示不报警,我们就认为自检通过,直流调速器在匹配正确的状态下,就可以启动了。对修理人员来说,上电显示正不正常,是判断故障的分水岭:上电就不正常,称为静态故障;启动才出现故障,称为动态故障。

励磁的工作原理是:上电待命,启动先有输出,在马达上建立起励磁磁场,电枢才开始输出。


励磁故障一般属于动态故障,不工作是不会跳故障代码的。励磁电路是否正常,是调速器工作的必要条件。同样,励磁电路也是直流调速器最容易发生故障的地方。既然励磁输出是为了先给直流马达建立起磁场,原则上,这个电流电压越恒定越好。励磁除了本机给定,还可以外部给定,也可以用通讯控制外部专用?楦ā4蠖嗍魉倨鳎寄衔净鸥ā


励磁电路是有反馈检测的,有的品牌只有电流取样,有的品牌还有电压取样。所以在维修直流调速器时,需要花点时间把励磁电路弄懂,这样维修效率才会事半功倍。励磁为什么报的警,和直流马达也有密切关系,怎么能快速的判断励磁是电路的问题还是马达的问题?我的建议是这样,如果调速器支持外置励磁控制,维修时,先切换到外置励磁,同时通过工具,监测外置励磁的,电流,电压,静态,动态变化,如果是马达的问题,这个电流会逐渐加大,马达温升很快就出现异●!


如果调速器不支持外部励磁激励(比如abbDCS400系列调速器),这样的机型就要多花点心思了,首先我们先判断:是启动就报励磁故障,还是在运行一段时间再报励磁故障。启动就报,无非是励磁失控和没有输出。失控嘛,多半是?榛鞔魉倨骰姑辉诵校诺缪咕鸵丫⒘恕6收媳ň丛右坏悖话阄侍獬鲈诶趴刂频缏泛头蠢∪⊙缏贰


直流调速器励磁故障的报警:

◆abbdcs400品牌故障F12 F13;
◆西门子6RA70故障有F005;
◆安萨尔多的故障有P-5
……
现场维修中更换?槭歉龃蠊こ

现场维修中更换?槭歉龃蠊こ

3、直流调速器反馈类故障判断

直流调速器的反馈环路,除了电流反馈,构成电流环,还需要电压反馈●!

电压反馈的作用:

①显示电枢输出电压;
②用来测速。是的,就是测速●!直流调速器的转速,和电压成绝对比例的,电压越高转速越快。电枢电压即使很低,程序允许电枢电流增加来提升转矩,最高达电流设定值。调速器的电流取样元件在进线侧,一般用耦合变压器,经整流滤波,得到实际的电流值。

由此我们知道,从电枢输出的电压,可以用来做速度反馈的,调速器软件把这个参数组归纳在速度环。这个参数组很重要,掌控着调速器反馈选择。

调速器的电压反馈:

◆EMF反馈;
◆模拟测速发电机反馈;
◆enc编码器反馈。出厂时默认的EMF反馈,就是电枢电压反馈。

什么是模拟测速发电机?测速发电机就是在直流马达的屁股上同轴一个小发电机(交流或者直流),马达旋转,发电机就发电●!转速越高,输出电压越高;


什么是Enc?Encoder当然就是指编码器了,也是用来测速的●!关于用什么测速反馈,市场上默认电枢电压反馈。有的品牌自身就带多种反馈接口,也不需要另外去加装PG测速卡。


你也可以这样理解,只要是直流调速器,都需要速度环路的,也是调速器正常工作的必需条件。沿着这个思路向后反推,就可以得出:假如这个取样电路出了故障?调速器会出什么问题?●!参考测速反馈的故障,肯定是过速啦●!所以调速器一启动,“嗡”的一声速度就达到最大。不用着急,先看看调速器参数中,用的是什么方式做反馈,然后试着改一种反馈方式,再启动●!如果换一种方式就正常了,证明问题就出现在相应的电路上。


直流调速器反馈故障的报警:

◆ABBDCS400调速器有F16 F17 F18故障;
◆西门子6ra70系列有F042故障;
◆安萨尔多调速器故障有P-6 ,
……

4、直流调速器电枢部分故障判断

电枢才是调速器的功率转换部分。直流调速器的额定功率,取值于GTO晶闸?榈娜萘浚绦蜃门有个电枢参数组,就是用来调试与电枢相关数据的。作为维修人员,需要注意的是:调速器驱动和变频器是不一样的,变频器用的是IGBT?椋粲诘缪骨停恢绷鞯魉倨鞯腉TO晶闸管?椋粲诘缌髑汀K灾绷鞯魉倨鞯那话阌酶衾氡溲蛊鞯髦仆瓿桑缪共桓叩缌鹘洗蟆

电枢的作用就是功率转换,出问题的几率是最高的。电枢电路有了故障,严重的会炸?椋嵛⒁坏愕(比如脉冲丢失),以驱动变压器为中心,向两边找,肯定能够揪出坏元件。还有一点就是,调速器输出的是直流电,换向就比较复杂●!必须增加一组驱动和?槔赐瓿桑布杀靖吆芏唷J谐∩系牡魉倨鳎С忠桓龇较蛐模壮2Q欧宝娱乐登入,不能换向;有正反转功能叫4Q欧宝娱乐登入,两者价格是不一样的。


判断直流调速器是单向还是双向的机型,除了看设备铭牌外(默认双数可逆单数不可逆),目测方法是:如果电枢驱动有6个驱动变压器+3个GTO?樽槌桑褪堑ハ颍蝗绻缡嗲12个驱动变压器+6个GTO?樽槌桑褪强梢哉菏涑龅摹2还苁强赡婊故遣豢赡娴牡魉倨鳎薹椒ǘ际且谎W艿睦此担魉倨鞯缡嗟缏吩砑虻ィ收先醋畈缓门卸希蛭蠊β实牡魉倨鳎岣涸厥涑鍪保苣讶啡先嗍涑鍪欠裾●!比如丢脉冲,?樾阅懿涣肌


既然大功率调速器带小功率马达测试,很难发现故障,维修怎么进行呢?


那就想办法让电枢工作在重载状态。让电枢工作在重载状态业界普遍采用的办法:

◆调整电枢电流参数,与测试马达匹配。
◆取消励磁输出。(这招维修ABBdcs400系列行不通,因为该型号不支持励磁关闭,卸掉励磁线,调速器会直接报警)。
◆锁住马达主轴。完成以上步骤,启动调速器并加速(从零速开始)。由于马达轴被锁住,电流会持续上升,最后到达设定值。这时用示波器测试电枢输出,就可以监视出标准的直流脉冲波形。

电枢电路报警故障有:

◆abbDCS550调速器F502 F503故障;
◆西门子调速器跳F004 F036 F037故障;
◆ct艾默生调速器跳AOC故障等等
……
欧陆590直流调速器
欧陆590直流调速器。市场占有率超大,天下谁人不识君


5、直流调速器通讯/辅助故障判断

通讯故障:分本地故障和网路通讯故障。先说本地故障,主控板和操作面板无法交互,主板数码管如果显示正常,故障可能发生在操作面板部分,或连接线材。主板数码管显示也不正常,这种情况就可能是调速器控制主板故障,属于比较严重的故障。如果是硬件电路损坏,维修的三大招就是:电源,晶振,复位电路●!修主板这三板斧永不过时。当然也有软件引起的故障。记得有一次,笔者维修一张ABBdcs550驱动板,修复上电,程序提示作型号选择,然后就死机了,最后还是刷固件程序解决了问题。干维修这件破事情上,怪事连年有,有时真的莫名其妙。

再说网路通讯,大概率就是通讯不上的问题,一般发生在联动应用的场合,比如钢铁延扎生产线。出现这样的通讯故障,排除起来非常耗时间的,硬件上除了找扩展卡,线材,接头这些容易出现问题的地方,一般只能采用代换法排除。


高档的工程型直流调速器(例如ABBdcs500/600系列,西门子6ra70/80系列),都必须定义一些I/O口,作为外部辅助功能的检测点,功能用途如风机起控,急停,温控……。在维修中,都需要根据程序读出定义来进行屏蔽,直流调速器才能顺利的启动。

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