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工程师维修日志
美国ab700h变频器大功率维修
  • 作者: 王工
  • 来源: 郡控公司
  • 日期: 2018-02-01
  • 点击次数: 1668
ab变频器是美国罗克韦尔公司的产品,对罗克韦尔公司来说,变频器只是旗下的一个产品,今天要说的是PowerFlex 700H 系列,功率250kw。
附件 898828686531768568.jpg
PowerFlex 700H变频器面板
 
附件 483152204094319154.jpg
PowerFlex 700H变频器整机(功率250kw)

自己干工业设备维修说不上资深,但也有点年头了,早年接触罗克韦尔早期的产品是1336系列,造纸厂驱动设备,ac690v功率500kw。当年修进口设备的单位不多,大咖一点的几乎都是代理单位,加上网络也不如现在发达,找资料有点费劲,第一台ab修了三天,把一张驱动板和整流控制板跟出了原理图,当时成就感满满。后来接触行业多了,什么400系列,700系列也修了不少,于是总结出一些心得。
Ab700系列功率可大可小,电路板设计也千差万别,有的规整,也有的零落,不同框架决定不同的功率容量。不过朋友们,别以为ab700变频器就是一个系列,大同小异,那你就错了。Ab700系列变频器硬件手册,说明书都不一样,比如ab700的故障报警和ab700s的报警完全风马牛不及,ab700h的故障代码更像欧洲机子,故障报警先跳出主代码,然后才是子代码,交代故障提示。主故障代码套子代码,大大小小几百条,没上过手,还真的可以搞得你一头雾水,这种模式德国的产品也玩,比如lust路斯特驱动产品。
上面说欧洲产品,这个ab700h变频器,还真有点渊源的。大家有没有发现ab700h和vacon nxp系列变频器有几分脸熟,不错,这个硬件就是芬兰瓦萨生产的,你也可以理解为oem的产品。Vacon瓦萨这个品牌,传说当年第一个造出变频器,可以说是驱动控制的鼻祖,vacon进入中国叫伟肯,苏州有生产工厂。伟肯的东西在市场上占有量不是很大,但其合作单位都是业界大神,如起重设备中的科尼 Konecranes,美国的伊顿eaton变频器,连面板都是一样的。工业设备的东西是共享共通的,比如伦茨和库卡,鲍米勒和海德堡,富士和发那科,强强联手,软硬件的结合,成就了品牌的声誉。
今天这台ab700h 20c460a就是vacon代工的,故障现象是这样,上电正常自检通过,五分钟后跳故障f10,子代码273,刚开机的时候可以复位,但随着时间延长,故障无法复位。往后查询故障记录,子代码2068和273交替出现。Ab700h大功率变频器采用光纤驱动,隔离的方式驱动功率级,不同的功率组件采用并联驱动。(这点人家abb就高明一些,直接两条光纤+一根电源线,即简化了电路,性能还出奇的稳定)。
附件 63392151870598313.jpg
PowerFlex 700H变频器铭牌

所以严格的说,ab700h变频器只是驱动采用了光纤驱动,而驱动组模上必要的检测电路还是通过模拟接口完成的。作为维修人员,这点很重要,这是判断故障点的分水岭!上半部分硬件有:小信号处理板,控制板,I/o板。通讯,板卡,eeprom等故障由上半部分完成。下半部分硬件包括驱动板,功率单元。电流检测、母线检测、相位检测、温度检测、驱动电源检测……都在下半部分完成。
附件 761690582999855098.jpg
PowerFlex 700H变频器板卡

F10是系统故障,但子代码指定驱动为栅极电压丢失,273则代表电流反馈有故障。我的思路是这样的:相间的驱动电压丢失——相驱动电压检测报警——无相间电压(或正负电源故障)——电流传感器零点出错——触发电流检测报警。要确定有没有驱动电压,最快的判断就是测量驱动栅极电压了,用万用表把六个桥臂都测了一遍,负压正常!这下见鬼了。对这样大功率变频器来说,我是不主张带母线电压触发桥臂的,弄不好就炸模块,那就得不偿失了。
需要说明的是,ab700h大功率的变频器,采用了内置霍尔的设计(霍尔封装在模块里面),驱动板和功率模块采用全压接式设计。这样的好处是,更换模块时可以不用动烙铁,就可以模块和驱动板轻易的分离出来。但我想说的是,如果模块坏了,驱动板真的能幸免么??内置式霍尔传感器,要做个电流动态测试,难度可想而知。
分析归分析,维修不动烙铁是修不好东西的,我的宗旨是没判断出故障点,坚决不动烙铁。既然没看出毛病,那就先分析一下驱动板和检测电路,一个下午过去了,故障毫无进展,只测绘出了一些单元电路图,让我收获颇丰。经过分析我发现,ab700h系列的变频器,可以再不加功率电压的前提下做静态测试的。也就是说,不加交流点,母线电容上就没有直流电压,这样完全不影响整机做故障模拟测试。
想到既然能上电自检,几分钟后才跳故障,且时间越长越不能复位。第二天我将重点放在小信号处理板上,开机就加热风,给v相检测隔离光耦那一块加热,热风一到,故障立即跳出来了。
故障点终于找到了!
附件 848439070493095385.jpg
PowerFlex 700H变频器板卡

原因是这样的:v相栅极电压,经过取样整形,得到一个数字电压,而光耦负责转换,变频器在电源启动后几分钟,这个光耦的电压逐渐从5v变为3v,再到1.8v不动了。根据厂家编译的内置程序,认为信号处理板v相栅极电压已经出现故障,跳停告警。换新元件,重新上电,变频器恢复正常。
经过一天的带载试机观察,奇怪的是,273子故障也随之消失。要知道273和2068完全是两个不相干的故障,各位同行,有遇到类式情况的,欢迎交流。
附件 128264827200075663.jpg
PowerFlex 700H变频器板卡 
 




 

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