整理 | 安川变频系统UNBC故障排除

最近公司设备出现UNBC故障(变频器电流不平衡),搜索网络收集以下两篇文章和素材,整理记录如下:

 

一、微课 | 安川变频器常见故障分析 Unbc故障(来自上港集团培训中心)

安川电控系统是专门为港口机械设计的,特别是H5/DC5、FSD系列的变频驱动系统在岸桥控制中占据了必不可少的地位,作为工程维修人员除了掌握设备逻辑控制方面的原理,更要在实际生产中善于排除故障。本系列微课针对安川变频器常见故障, 以变频驱动原理结合实践维修案例,为大家分析故障原因,提出维修对策,以便日常工作中及时、顺利地对设备进行检查与排故。

安川变频器常见故障分析 之 Unbc故障

Unbc 故障是岸桥变流器及逆变器最为典型的故障,也是出现频率最高的故障。三相电源中有电流异常时会出现该故障,电抗器的三相保险丝烧坏通常会报 Unbc 故障

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课程案例中的实践经验为大家提供了快速判断故障功率单元的方法。

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二、论文 | 安川变频系统UNBC故障的查找及处理方法

作者:广 州 港 集 团 新 沙 港 务 有 限 公 司 东 莞 集 装 箱 分 公 司 吴 哲

在集装箱装卸机械的交流驱动系统中,安川的 产品应用广泛,比较有代表性的配置是将能量回馈 装置与变频器组合使用。能量回馈装置(又称变流 器)在系统中,将电网的交流电源整流成直流电,为 变频器提供驱动电源,由变频器将直流电逆变成交 流电来驱动交流电动机。当电动机带位能性负载处 于下降状态或处于制动状态时,能量回馈装置能根 据直流母线的电压变化自动将能量逆变成与电网同 幅值、同相位、同频率的正弦交流电回馈到电网,同 时可以稳定直流母线电压,节能效果十分明显。

656DC5系列变流器一般是由3组或4组独立 的功率单元组成,每组功率单元的功率为200 kW, 使用单独的IGBT驱动板,同时这些功率单元共用 一块主控板;676H5系列的变频器为港口机械专用 的变频器.同656DC5 一样,也是由几组功率单元组 成。这样的优点是更换方便,但是缺点是故障的查 找比较困难,而简称为UNBC的故障(指功率单元 之间或功率单元输出相间的电流不平衡)是 656DC5和676H5出现频率比较高的故障。这种故 障通常在驱动电机高速运行而且带重载时出现,不 带负载运行时出现UNBC故障的几率相对较小。故 障的原因一般是因为未能根据使用手册要求每5年 左右即更换驱动板,IGBT的驱动板老化,导致光耦 PC929以及PC817导通不良⑴。因IGBT损坏或其 他硬件(如滤波电容)问题导致该故障的出现的几 率相对较低。出现该故障之后,因为不能及时判断 出故障是由哪一个功率单元引起的,只能将它们一 组一组地拆解下来更换驱动板来测试,所以耗时长, 工序繁杂。下面介绍几种查找及处理该故障的方 法:

(1)对于轻微的组间电流不平衡可以选择调整 参数处理。在默认设定下,UNBC故障的检出是指 组间的电流差距在10%以上,且持续了 2 s,10%和 2 s这两个值分别由两个隐藏的参数Pl -05和P1 -06给出。在遇到轻微的UNBC故障时可以选择 将Pl -05由10调整到25.即可以容忍组间的电流 差距在25%以内(为了避免引起其他大的故障,一 般不建议调整Pl -06参数或者将Pl -05调整到 25以上)。由于这两个参数都是隐藏参数,需要将 656DC5变流器的Al -01和Al -04参数设置到 656的值之后,Pl -05和PJ -06才是可见的。对于 676H5变频器,则需要将Al -01和Al -04参数设 置到676。

(2)使用多个电流表同时测量。这是比较简单 的判断方法,针对故障检出的最根本条件进行判断. 使用多个钳表,测量变流器或变频器各功率单元的 同一相的电流值(直流端或者交流端均可),待电流 稳定之后比较各电流表的读数即可找出与其他功率 单元或其他相电流相差较大的组别,进而排除故障。 其优点是快捷、实用.缺点是UNBC故障的检出需要 时间,有时好几分钟甚至几十分钟才出现一次,观察 者又需要同时观察三四个钳表,这样就影响了判断 的准确性。针对这个特点,可使用多路电流记录仪 来进行测量,自动记录出现故障时的电流值,通过对 比分析就能很快判断出故障源了。

(3)根据主板故障灯来判断。主板右下角有5 个指示灯,从上到下分别是(SL3) DS5、( SL2) DS4、 ($口)D$3、(1«)口52、0)口51,除了(1«)口51 是红色 的之外,其他的指示灯均为绿色。正常运行时只有 (M)DS2指示灯是亮的。以下为各指示灯的意义:

(SL3)DS5亮:正对功率单元从左往右数第4 组有故障;

(SL2)DS4亮:正对功率单元从左往右数第3 组有故障;

(SL1)DS3亮:正对功率单元从左往右数第2 组有故障;

(M)DS2亮:正常运行中不亮,系统未运行或正 对功率单元从左往右数第1组有故障;

(M)DS1亮:系统出现严重故障。

例如:第3组出现故障,则DS1亮,DS2和DS3 不亮,DS4亮;第1组出现故障,则DS1亮.其他指示 灯都不亮。

由于UNBC故障时通常组与组之间电流有差 别,所以依靠故障灯来判断出现故障的组并不十分 准确,但是可以用来缩小排查的范围,同时对不带负 载运行时出现UNBC故障的排查以及其他故障(如 缺相、过流等)的判断比较准确。

(4)随机切除一组功率单元,使用剩下的几组 功率单元进行驱动测试,如果使用剩下的几组功率 单元能够正

常驱动,没有故障检出,则切除的那组为 故障源。具体操作步骤如下⑵:

①断开主电源,随机拆除一组功率单元驱动板 的通讯线和电源线。例如切除第3组功率单元时, 需要拆除第3组功率单元驱动板上面的通讯线和电 源线,同时拆除主控板从下至上第3组通讯线,以及 电源板从下至上第3组电源线。并将其他组的通讯 线和电源线按照顺序重新排列,即将第4组功率单 元接在主控板和电源板上的通讯线、电源线插到原 来第3组的位置,合上主电源。

②修改变频器或变流器。2-04参数。02-04 参数代表的是功率单元的组数,如果有4组功率单 元则须将02 -04的值置为84,有3组功率单元则 02-04的值为83,故切除一组功率单元之后要将 02-04的参数做出相应的修改。

③如果是变流器出现故障.则还需要调整D2 - 05参数,D2 -05参数代表的是整流之后直流母线 上的电压。将原660的数值调整到680。

④在PLC程序里面适当降低变频器的最高频 率给定.试机。如果没有故障出现.便说明切除的那 一组功率单元为故障源,更换该功率单元的驱动板 之后恢复之前的线路和设置即可正常作业。如果依 然有故障报出,即说明切除的那一组可能没有问题, 这时重复步骤①,切除另一组功率单元便可以找出 故障源了。

长时间用这种处理方法会有一些气味出现,虽 然不会对元件造成损害,但是会对维修人员造成心 理压力,所以不建议长时间试机,如果需要长时间试 机,则可考虑拆除功率单元的输出端或输入端。

上面的4种查找和处理方法都不是独立的,4 种方法之间都可以互相参考以增加判断的可靠性° 这些方法虽然是针对UNBC故障的,但是对于其他 故障的查找和处理同样有借鉴意义。

参考文献

[1]咸庆信.变频器使用电路图集与原理图说[M].北京: 机械工业出版社.2009.

[2]龙向阳.浅谈安川VS -676H5变频器UNBC故障的查 找方法[J].科技资讯,2006(9)/5 -16.

吴哲:523147,广东省东莞市麻涌镇

收稿日期:2011 -01 -05

DOI10.3963/j. issn:1000 - 8969.2011.03.0

附原文下载:下载地址
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