變頻器OC故障跳閘停機的一個隱蔽原因
在對阿爾法小功率變頻器維修的過程中,發現該變頻器有一個通病——容易跳OC故障。其表現為:多在啟、停操作過程中跳故障,但有時也在運行中跳故障;有時候莫名其妙地又好了,能運行長短不一的一段時間。在以為已經沒有問題的時候,又開始頻繁跳OC故障;空載時用表筆測量U、V、W輸出電壓時,易跳故障,但接入電機后起動運行,又不跳了,再過一陣子,接入電機還是跳OC故障。
該類故障的處理相當棘手,可能在測試過程中故障已經消除,致使查無所據。即使在故障頻繁發生的當口,測試硬件電路(保護電路),卻怎么也檢查不出什么問題,搞不清此故障的來龍去脈,此故障困惑了我有兩個多月的時間。
硬件保護電路,主要由U22和U24兩片LM393雙運放電路來完成,其信號又經**反相器倒相后,送入CPU的16腳,U22和U24共輸入了兩路輸出電流信號、1路由逆變驅動IC返回的過載OC信號,一路直流電壓檢測信號,分別加至4路運放的輸入端,經開環放大處理(運放電路在這里實際上作為開關電路來應用)后,將四路故障信號并聯在一起,再經**倒相處理后,送入了CPU的16腳。我先是切斷了由逆變驅動IC返回的過載OC信號,后又切斷了倒相輸出的“總”故障信號,但均無效,故障現象依舊。難道別處還有串入OC信號的途徑嗎?不可能!
可能電路存在說不清道不明的某種干擾,但干擾的來源與起因又很難查找。絞盡腦汁用盡了一切手段,在故障信號電路中,加裝電容、電阻濾波元件,以提高電路的抗干擾性能,但無效果。莫非是啟/停瞬間——逆變驅動模塊的“加載和卸載”期間,導致了CPU供電的波動而跳故障嗎?測量CPU供電為4.98V,很穩定,滿足要求呀。
無來由地靈機一動,將4.98V調整為5.02V,再作起/停試驗,故障竟然排除了!
試分析和猜測故障原因如下:CPU外部或內部靜態電壓工作點的設置不當或偏低,恰在信號干擾電平的臨界點上,故易出現讓人摸不著頭腦的隨機性的跳OC故障的現象。將其5V供電略調高后,其工作點的電壓值也相應抬高,避開了干擾電平的臨界點,變頻器便由“神經”變為“正常”了。
機器在出廠時,CPU供電調整值略高一點的,機器便能長時間正常運行。調整值偏低一點的,或在使用過程中因某種原因(如元件變值、溫飄等)使5V略有下降,便出現頻繁跳OC的故障。在確保硬件保護電路無問題時,調整5V供電,便能輕易解決問題了。不是出于一個偶然的因素,則此故障的隱蔽性之深,讓人很難將此一故障“調理”好。
阿爾法變頻器跳OC故障的又一個原因
一般來講,OC故障的來源有以下兩個方面:
1、當逆變模塊運行電流超大,達額定電流的3倍以上時,IGBT管子的管壓降上升到7V以上時,由驅動IC返回過載OC信號,通知CPU,實施快速停機保護;
2、從變頻器輸出端的三只電流互感器(小功率機型有的采用兩只),采集到急劇上升的異常電流后,由電壓比較器(或由CPU內部電路)輸出一個OC信號,通知CPU,實施快速停機保護。
當然,當驅動IC或電流采樣電路異常時,變頻器會誤報OC故障。
小功率機種往往采用在輸出端直接串接分流電阻,來采集電流信號,經前級放大處理后,由光耦運算放大器隔離后輸送至CPU。其前級放大器的供電取自驅動IC的懸浮電源,這樣當模塊損壞后(或拆除后),經由逆變模塊連接的供電支路斷路,使得電流采樣電路輸出*高的負壓,CPU誤認為有大電流信號,而報OC故障。此種情況,變頻器一上電即跳OC故障,致使無法檢修驅動IC電路是否能輸出六路正常觸發脈沖。
另外,驅動IC的外圍電路異常或其本身損壞,也會誤報OC故障,因而在檢修時須區分是電流采樣電路還是驅動IC報的故障,是電路損壞誤報還是模塊損壞,真的存在過流故障?并采取措施解除報警狀態,以方便檢修。
但下面原因引起的跳OC故障往往不被人注意。檢修一臺阿爾法變頻器,因主直流回路電壓檢測電路損壞,使端子8腳電壓為0(正常時應為3V左右),變頻器跳欠壓故障,不能投入運行。將該端子人為送入+5V電壓時,變頻器上電即跳OC故障。經實驗證明,該電壓低于2.5V時跳欠壓故障代碼,電壓高于3.8V時跳OC故障,由此發現直流回路電壓過高時或直流檢測電路異常,是變頻器跳OC故障的又一個原因。
在檢修或作應急處理時,將接線排CN1的8腳取5V電壓用分壓電阻固定一個3V電壓,則變頻器能方便檢修或能應急運行。