李佑元

經(jīng)編機變頻調(diào)速系統(tǒng)故障一般診斷方法是充分利用計算機自診斷功能，根據(jù)CRT（或觸摸屏）的報警內(nèi)容，結(jié)合變頻器（或其他單元）的狀態(tài)顯示和故障代碼，初步判斷故障是外部原因還是變頻器自身原因。先排除外部原因，再分析變頻調(diào)速系統(tǒng)原理圖，綜合運用控制單元接口信號分析法、信號追蹤法、脫開法等方法，對故障進行綜合分析和診斷。

1.KARL MAYER新一代RSE4-1高速經(jīng)編機變頻調(diào)速系統(tǒng)（圖 1）

圖1 KARL MAYER新一代RSE4-1高速經(jīng)編機變頻調(diào)速系統(tǒng)原理

電子送經(jīng)變頻調(diào)速系統(tǒng)（EBA）主要由測速裝置（經(jīng)軸表面直接測速和編碼器間接測速）、控制單元（MC或EBA6、EBAAS等）、變頻器和電機組成，變頻器集成PID控制算法?？刂茊卧獙斎氲南嚓P(guān)工藝參數(shù)進行初始化并計算電機目標轉(zhuǎn)速，作為控制信號（0～DC+/-10V）傳送給變頻器，變頻器據(jù)此向電機輸出一定的電壓和頻率，使電機按目標轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，經(jīng)減速齒輪箱帶動經(jīng)軸轉(zhuǎn)動。經(jīng)軸編碼器測定經(jīng)軸表面紗線的實際線速度并反饋到控制單元，控制單元計算實際線速度與目標線速度的差值后得出新的目標轉(zhuǎn)速，并發(fā)送給變頻器，變頻器繼續(xù)改變輸出電壓和頻率，不斷使電機實際轉(zhuǎn)速與目標轉(zhuǎn)速趨于一致。

2.通用變頻器常見故障

（1）參數(shù)設(shè)置故障。變頻器參數(shù)設(shè)置通常從以下方面考慮：①電機額定參數(shù)（功率、電流、電壓、頻率、轉(zhuǎn)速等）。②變頻器采取的控制方式（速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、PID控制等）。③設(shè)定變頻器的啟動方式（面板、外部端子、通信方式等）。④給定信號的選擇（面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通信方式給定等）。正確設(shè)置這些參數(shù)，變頻器基本可以正常工作，如要獲得更好控制效果，則需根據(jù)實際情況反復(fù)調(diào)試和修改相關(guān)參數(shù)。一旦發(fā)生參數(shù)設(shè)置類故障，變頻器均不能正常工作，一般可根據(jù)說明書修改參數(shù)。若不見效，最好將所有參數(shù)恢復(fù)出廠值，然后按上述步驟重新設(shè)置參數(shù)。

（2）過壓故障。集中表現(xiàn)在直流母線的支流電壓，正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值。若以380V計算，則平均直流電壓Ud=1.35UL=513V，發(fā)生過電壓時，直流母線的儲能電容將被充電，當電壓上升至約760V時，變頻器過電壓保護動作。常見過電壓種類：①輸入交流電源過電壓。主要是電源側(cè)沖擊過電壓，如電壓瞬間波動大、雷電引進過電壓、補償電容切換形成的過電壓等。②發(fā)電類過電壓。當變頻器拖動大慣性負載時，若減速時間設(shè)定較小，在減速過程中，變頻器輸出速度較快，而負載本身阻力減速比較慢，使負載拖動電機的轉(zhuǎn)速高于變頻器輸出頻率所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，此時電機處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量回饋單元，導致變頻器支流直流回路電壓升高，超出保護值。處理這種故障可增加再生制動單元或修改變頻器參數(shù)，將變頻器減速時間設(shè)定的長一些。

（3）過流故障?？煞譃榧铀?、減速、恒速過電流，過流故障產(chǎn)生的外部原因：①電機負載突變。②電機繞組和連接電纜相間開路或短路或接地。③與電機漏抗、電纜耦合電抗有關(guān)，因此一定按要求選擇電機及電纜。④測速編碼器速度反饋信號丟失或異常，應(yīng)檢查編碼器及其電纜。變頻器自身原因：①參數(shù)設(shè)定不合適。如加減速時間過短，PID調(diào)節(jié)器參數(shù)不合理，超調(diào)過大造成變頻器輸出電流振蕩。②模塊擊穿或驅(qū)動電路故障。③變頻器電流檢測電路存在問題，屬于“假過流”。④連接插件不緊、不牢。如電流或電壓反饋信號線接觸不良，會出現(xiàn)過流故障時有時無的現(xiàn)象。

（4）過載故障。包括變頻器過載和電機過載，可能是加速時間過短、直流制動量過大、電網(wǎng)電壓過低、負載過重等原因引起。一般可采取延長加速和制動時間、檢查電網(wǎng)電壓等措施。負載過重不能拖動負載，若是電機和變頻器原因，必須更換大功率電機和變頻器，若是機械潤滑引起，則要檢修生產(chǎn)機械。

（5）其他故障。①欠壓。主要原因是電網(wǎng)電壓波動引起，需要提高供電質(zhì)量。其次是變頻器內(nèi)電壓檢測電路有問題，屬于“假欠壓”，需要檢修檢測電路。②溫度過高。如電機有溫度檢測裝置，檢查電機散熱情況，如變頻器溫度過高，檢查變頻器通風情況。

3.經(jīng)編機變頻調(diào)速系統(tǒng)維修實例

例1 RSE4-1高速經(jīng)編機故障。

故障1 經(jīng)編機觸摸屏顯示“主驅(qū)動故障”,主變頻器（SP-3402-KM）報警OI.AC（輸出過流）。

故障處理 檢查主電機對地短路燒壞，更換新購電機，機器運行幾分鐘，變頻器交替閃爍顯示正常信息和OU.LD（過載），輸出電流超過電機額定電流，機器速度由2000r/min下降到1200r/min。檢查機械負載正常，更換電機編碼器和變頻器，故障依舊。檢查電機接線盒，確認是將Y接法錯接為△接法，電機電流增大1.73倍，引起過載報警。將電機改為Y接法后，機器運行正常。

故障2 經(jīng)編機安裝完畢通電試機，經(jīng)軸B1和經(jīng)軸B2均慢速自轉(zhuǎn)。

故障處理 測量MC有75mV信號輸出到B1和B2變頻器（CT-Unidrive-2.2k）。計算機沒有啟動輸入信號，而有輸出信號，只能是編碼器反饋干擾信號輸入造成。拔掉B1、B2測速羅拉編碼器插頭，故障依舊。拔掉B1、B2經(jīng)軸編碼器反饋信號輸入口的XTR-12插頭，B1、B2不轉(zhuǎn)。拆開XTR-12插頭，發(fā)現(xiàn)電纜屏蔽層未處理好，屏蔽線碰到插頭上的信號線針腳，計算機有反饋干擾信號輸入，從而有微弱的電壓信號輸出到變頻器，造成經(jīng)軸電機慢速自轉(zhuǎn)。接好屏蔽線，并用絕緣膠帶包扎好，經(jīng)軸自轉(zhuǎn)現(xiàn)象消失。

故障3 經(jīng)編機顯示報警“經(jīng)軸變頻器3故障”，電控柜門打開，故障次數(shù)減少。

故障處理 檢查發(fā)現(xiàn)輸入到MC的信號IX2.8（經(jīng)軸變頻器3正常）指示燈亮，說明經(jīng)軸變頻器3工作正常?；Q經(jīng)軸B3與經(jīng)軸B2變頻器及編碼器，故障依舊，與另一臺同型號經(jīng)編機互換計算機I/O板，故障轉(zhuǎn)移，確認I/O板有問題。檢查發(fā)現(xiàn)I/O板上對應(yīng)IX2.8集成塊性能不良，受溫度影響，盡管輸入信號燈亮，但計算機CPU并未接收到該信號，誤判斷存在故障。更換不良集成塊，裝上I/O板，試機正常。

例2 MRES33經(jīng)編機工作一會兒電機聲音異常，隨后電機不運轉(zhuǎn)，三菱FR-A540-3.7k變頻器顯示“E.OC2”（恒速時過電流）。

故障處理 斷開變頻器與電機連線，變頻器報警消失。檢查電機V相端子線燒壞，導致U、V兩相電流加大，引起變頻器過流報警。重接V相線路，電機工作正常。

例3 MRES41經(jīng)編機啟動，三菱FR-A540-5.5k變頻器顯示“E.UVT”（欠壓）。

故障處理 測量變頻器輸入端電壓正常。檢查整流回路，使用萬用表分別測量三相R、S、T輸入端與直流端（+）極之間電阻，三相阻值明顯不一致，說明整流回路存在問題。三菱A500系列7.5kW以下變頻器的整流橋內(nèi)置1個可控硅，在變頻器正常運行時切斷充電電阻，該可控硅損壞會導致欠壓故障出現(xiàn)。更換整流橋，裝好變頻器，工作正常。

例4 MRGSF31/12SU經(jīng)編機控制計算機顯示“主變頻器故障”，主變頻器（三菱 FR-A220-5.5k）顯示“E.OC1”（加速時過電流）。

故障處理 先檢查變頻器的電源、電機、電纜等外部器件，未發(fā)現(xiàn)異常。再使用萬用表分別測量變頻器三相U、V、W輸出端對直流端（+）極或（-）極之間電阻，三相阻值不平衡且有充放電現(xiàn)象，說明逆變模塊損壞。更換逆變模塊，裝好變頻器，試機正常。

例5 MRSJF31/1/24經(jīng)編機送經(jīng)量不穩(wěn)，無報警顯示。

故障處理 根據(jù)經(jīng)編機送經(jīng)變頻調(diào)速系統(tǒng)工作原理，主軸裝有編碼器，其轉(zhuǎn)速信號反饋到EBA計算機，EBA計算機對經(jīng)軸變頻器（CT-Unidrive-2.2K）發(fā)出0～±10V信號，使經(jīng)軸電機與主軸同步運轉(zhuǎn)。初步分析，可能是主軸編碼器存在問題，導致EBA計算機輸入轉(zhuǎn)速信號不穩(wěn)，經(jīng)軸電機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)。檢查編碼器主軸皮帶輪松動，緊固后一切正常。

例6 日本MRSEJF35/1/24經(jīng)編機慢動正常，快速啟動，EBA計算機顯示報警F98（主軸不轉(zhuǎn)）。

故障處理 懷疑是主軸編碼器未檢測到快動信號，更換編碼器，故障依舊。觀察電控器件動作，每次快速啟動，變頻器瞬間有電壓輸出，電機轉(zhuǎn)一下。脫開電機皮帶以及變頻器輸入控制端接線，人為給變頻器啟動信號，觀察電機啟動很慢，過一會兒變頻器報警“E.THM”（過載），實際變頻器并未過載，是帶負載能力差。由于原變頻器（三菱FR-A220-11k）電源不通用，老化淘汰，維修困難，可改為FR-F740-11k通用變頻器。原主電機為三相220V、7.5kW、△接法，將△接法改為Y接法，電機可在三相380V下運行。按照改造要求安裝接線，設(shè)置變頻器相關(guān)參數(shù)，帶電機空載運行正常，帶負載試運行時，變頻器經(jīng)常報警“OL” 失速防止（過電流）。改變Pr0（轉(zhuǎn)矩提升）、Pr7（加速時間）、Pr8（減速時間）等參數(shù)設(shè)定值，效果不大。將Pr80（電機容量）設(shè)定為7.5kW，選擇簡易磁通矢量控制，提供大的啟動轉(zhuǎn)矩和充足的低速轉(zhuǎn)矩，變頻器和電機均運行正常。

故障報警信息和狀態(tài)指示燈是尋找故障的重要參考，但不是唯一依據(jù)，報警點不等于故障點。維修人員要熟悉變頻調(diào)速系統(tǒng)工作原理以及計算機和變頻器的故障信息和狀態(tài)顯示，不斷積累和摸索經(jīng)驗、方法和技巧，快速、準確、安全排除各種故障。

W 11.12-18