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安邦信变频器OC故障维修实例
作者:兆富科技

 
    变频器是使用软件和硬件技术实现可调频电源的设备,变频器在运行过程中自动检测输出回路的电流、电压、IGBT模块温度、负载短路、过载、过热等故障。而OC(输出过流)故障在变频器的所有故障中出现的频率是最高的。变频器在起动过程中、运行中报警,甚至有些变频器上电就报过流警报“OC”,
    在安邦信变频器说明书中对OC故障的说明:
    OC:过流故障;
    SC:短路故障。
    英威腾安邦信变频器,会区别报出两个故障,而其它安邦信变频器,并不加以区别, 则只报出一个OC故障。OL1、OL2、OC都属于过流故障,前二者为轻度过流信号,但OC为重度过流信号,故障发生时需要最快的保护速度。说明书中,对 OC故障大致有以下几种解释:负载侧短路,运行电流大于两倍以上时跳OC故障。有的安邦信变频器不报OC故障,报出中文提示:安邦信变频器输出模块短路,安邦信变频器输出端短路,安邦信变频器过电流等。安邦信变频器OC故障的具体故障原因是:1、负载过重;2、加、减速时间太短;3、逆变模块损坏;4、驱动电路损坏等。
有的安邦信变频器并不告知你故障的类别,当有OC故障存在,开机会造成更大的危险时,则索性造成类似程序死机的表面现象,如英威腾的P9/G9系列机,当开机检测到模块故障时,操作面板便出现H:00字符,所有按键操作均被拒绝。不明内里的人会以为:程序死机了,是 CPU主板出了问题。
    有些安邦信变频器其他的故障原因(如过电压)会导致运行中的模块损坏时,或者说在此故障状态下模块运行具有潜在的危险时,即在停机状态,也会警示OC故障。如阿尔法ALPHA2000型机器,当直流回路电压检测电路损坏,CPU检测到危险的(高)电源电压信号时,好像来不及报过电压故障了,直接报OC故障得了,免得使用者对电源电压过高的提示不在意,或者运行即可导致逆变模块损坏!
    一台台安N2型小功率机型,上电即跳UL或UU故障,拒绝操作。检查三相电流互感器的信号,三路信号有严重偏差,起码是已经坏掉了两只。但查该说明书的故障代码表,无此两种故障代码,猜测这种代码是厂方维修人员才能破解的密码,不足为外人道的。是否也为间接地提示OC故障呢?
安邦信变频器电路(程序)设计者的初衷是这样的:当上电检测模块已坏掉,或运行中出现危及模块安全的因素甚至模块已损坏时,会及时报出OC故障。其起因大致是负载侧短路或过重负载导致了严重过电流,或安邦信变频器因驱动不良或模块本身损坏造成了过电流甚至短路现象,必须快速实施停护保护措施!
    综上所述,OC故障预警的实质是:快速停机保护模块,或运行有短路危险,或模块已经坏掉!不允许再开机运行。从保护上讲,模块在安邦信变频器的“价值比重” 如同显像管、液晶屏在彩电中的价值,是不言而喻的;就产生OC故障后强制运行的危险性而言,轻者有可能损坏模块,重者则有可能使设备爆炸造成严重的人身伤害!所以设计人员对模块故障不能不做第一位的考虑!
撇开检测电路损坏误报的OC故障不说,还有的安邦信变频器无“故障”,仅仅是电源电压有稍许难以意料的偏差,或是某种干扰,也会频报OC故障,而这种故障检修起来,就更是不能从一般意义上OC故障成因着手,来进行检修了。不“讲理” 地报OC故障,也应该以“不讲理”的思维方式,来破解OC故障背后的秘密了。
    大部分安邦信变频器是在启动信号投入时,跳OC信号,此种情况往往是模块并没有损坏,而只是驱动电路存在异常使IGBT不能被良好驱动;有的是上电即跳OC信号,则可能是模块或驱动电路本身故障,输出电路检测电路本身故障,或者是具有其它运行会危及模块安全的因素(如过电压),当具有这种因素存在时,有的安邦信变频器处理的措施是:操作显示面板能调看和修改参数,但不能进行运行操作;有的则是干脆拒绝所有操作,全面罢工算了。而在运行中报OC信号:则有以下三种可能:
    1、属于负载方面的异常:起动、运行、过程中都有可能报OC故障,一般为负载过重,负载有堵转现象,安邦信变频器功率容量不足;
    2、用户对安邦信变频器的运行参数调节不当,如对恒转矩负载错误设置为二次递减转矩负载,加、减速时间设置不当,尤其是对大惯性负载加、减速时间的设置。或者是对停机方式的处理不当。更有甚者,是对保护参数的误设,如对安邦信变频器或电机额定电流参数的误设(保护动作值小于额定电流值),使设备在额定电流以下竟出现频繁的过流报警停机,不能投入运行!
    3、属于安邦信变频器本身的故障原因:往往为驱动电路的电源供电电容失效造成驱动不足,使CPU接收到由驱动电路内部IGBT管压降检测电路报出的OC信号。
但三方面的原因可归纳为一点:运行状态中有严重过电流的情况发生,因而报出OC信号!
一般来讲,OC故障的来源有以下四个方面:
    1、IGBT管子已有或正在发生了短路性和开路性损坏,或IGBT性能不良导通内阻增大。由驱动IC检测到“极其异常的”管压降,当然IGBT开路时,C、E间会出现高达500V以上的管压降了。OC故障在启动过程中报出;
    2、当逆变模块运行电流超大,达额定电流的2倍以上时,IGBT管子的管压降上升到7V以上,由驱动IC返回OC过流信号,通知CPU,实施快速停机保护。OC报警在启动和运行过程中报出;
    3、从安邦信变频器输出端的三只电流互感器(小功率机型有的采用两只),采集到急剧上升的异常电流后,由电压比较器(或由CPU内部电路)输出一个OC信号,通知CPU,实施快速停机保护。信号在停机、启动或运行状态都有可能报出。停机状态下,当然没有输出电流信号,只能是电流检测电路本身故障,向CPU误报了一个“过流信号”;
    4、驱动电路不良,使IGBT不能被良好驱动,形成异常的管压降,驱动电路报出OC故障,此故障在启动过程中报出。
    上述第四种原因,其危害程度最大,可能导致逆变模块的炸裂。分析如下:
    驱动IC虽未损坏,但驱动电路的异常导致了模块异常的工作状态,驱动电路在此时报出OC信号,不但不算误报,而且是非常及时和可表扬的。驱动IC的供电常采用正负双电源的方式,其正电压提供IGBT导通的激励电流。其负电压为IGTB管子的截止提供助力,强制拉出IGBT结电容的电荷,使其更为可靠和快速地截止。当正电压滤波电容(往往采用47uF或100uF电容,大功率机型也有采用330uF的)的容量大为减小时,IGBT管子因激励不足,即使运行在额定电流以下,也呈现较大的管压降,经检测电路处理,CPU报出OC故障;此际的故障表现为:安邦信变频器空载或带有极轻负载时,运行正常,稍微加载即报 OC故障。
    如果说正电压滤波电容的失效会导致IGBT管子的激励不足,而促使驱动IC报出OC故障,IGBT管子尚不存在较大危险的话,那么负电压滤波电容的失效,则就危险得多了。在某一相上臂管子开通的同时,会将主回路正电压跳变到下管的C极上,如果负压钳位不足(或负压回路断路),管子的结电容瞬时吸入电流有可能造成下臂管子的误导通,其后果是两只共通的管子对530V直流电源造成了短路!在此种情况下模块极易炸裂!当触发端子开路,IGBT的触发端子开路时,危害则更为直接,接受启动信号,模块非炸了不可。
 
 
 

【 2014-11-3 15:49:23 】 【 打印本稿 】 【 关闭窗口
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