安川伺服
安川变频器
yaskawa
(yaskawa)变频器的基础知识
变频器(yaskawa)是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后,电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程,器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始,美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。
变频器(yaskawa)的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器(yaskawa)、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
安川变频器的保养与维护
1.安川变频器由功率晶体管、可控硅、 IC 等半导体零件、电容、电阻等电子零件以及风扇、继电器等大量的零件构成。这些所有零件不能正常动作,则无法发挥其原有的性能。
但是,这些所有零件不是永久可使用的,就是在正常使用环境中使用年限超过后也会发生特性变化和异常动作。为了防止这些故障,预防保养及日常维护定期维护,零件的交换是必要的。
2.日常维护和定期维护
一般的使用条件下(周围温度:年平均 30 摄氏度,负载率 80% 以下,工作率每天 12 小时以下)的日常维护
3.预防保养的零件替换
安川变频器使用的主要零件的标准年数如下表:
表中的交换年数是上图(故障类型)所示的偶发故障期间 Ta---Tb ,此期间过后如替换新品,可以高概率防止磨损故障的发生。
安川(yaskawa)变频器的维护要点
变频器(yaskawa)自身有完善的监测保护程序,能根据电机参数,判断出电机运转中的异常,自动记录发生异常时电机的各项参数及变频器的运转参数(电流,电压,频率,功率,输入输出端子状态等),便于维修人员判断分析故障。并根据保护参数的设定,执行不同模式的运转保护。虽然说变频器的自身保护是很完善的,但实际应用中,变频器的正常运转还是要依赖于高质量的日常维护。
通过对多例变频器故障的分析,发现变频器的功率输出元件IGBT,快速熔断器,驱动板是故障发生时的易损元件,总结故障原因主要为以下两类:
1:变频器(yaskawa)输出侧短路(变频器至电机引线对地或相间短路,电机绕组绝缘损坏)损坏IGBT,快速熔断器,驱动板。
2:主控板因结露碳粉过多造成误触发,损坏IGBT,快速熔断器,驱动板。
它们的故障现象一般为变频器数字操作器显示PUF(熔断器断开)
经过多次维修经验发现,当报PUF故障时,快速熔断器损坏的同时,IGBT也会损坏,甚至损坏驱动板。这是因为IGBT是高频开关元件,工作频率高,动态相应快,以保证变频器的良好的输出特性,当故障发生时,因短路或误触发产生一个瞬时尖峰电流,变频器监测回路从监测,判断,到执行虽然很快,但速度还是低于IGBT的动态响应,IGBT一般在这个过程损坏击穿,IGBT击穿后,直流母线与输出相之间的快速熔断器会动作,来避免故障范围的扩大,但熔断器是热熔元件,参数特性一致性不是很好,所以当熔断器的动作时间稍有延迟,会造成短路电流急剧上升,IGBT炸裂,输出极(C极)与控制极(G极)短路损伤驱动板。在维修中,要仔细测量,认真分析,准确判断出故障发生的原因,以免更换元件再次损坏。具体排除过程应严格按以下步骤实施:
当变频器报PUF时,先断开变频器输入电源,从操作器屏幕查看一下U3和U2参数(故障历史及故障发生时电机的各项状态)判断出故障时电机的状态,然后断开控制电源,待变频器的充电指示灯熄灭,拆下变频器(yaskawa)输出线,用万用表(最好是指针式)10K档分别测量变频器(yaskawa)输出端(U,V,W三相)对直流母线(+,-)的阻值,正常时U,V,W三相对直流母线的阻值(正向,反向)应平衡,若U,V,W其中任意一相对母线的阻值趋于零则说明此相桥臂的IGBT已击穿,应进一步检查变频器内部,观察IGBT是否炸裂,测量IGBT的G极对C极的阻值应不小于10欧姆,可初步判断出驱动板大致完好,下一步检查RC阻容吸收模块及浪涌吸收电阻(10欧姆),看有无击穿现象,只有这些环节全部检查完毕,确认后再更换损坏件,不可盲目更换熔断器,通电试车,以免造成更大损失。此过程中,驱动板的判断比较困难,若时间不允许测量无把握,且有备品的话,建议更换驱动板,送专业部门检修,以保证生产,避免故障扩大。元件更换完,测量无误后,不要急于送电,应找出故障原因,并彻底排除,这一重要环节极易被忽视,当变频器输出线路正常时,应仔细检查主控板接口部位元件管脚有无锈蚀痕迹,表面碳粉是否过多,以判断出故障原因,待变频器恢复后有针对性地采取措施。
变频器(yaskawa)在应用上,故障点较少,效率高,在日常维护中,应针对环境的变化,调整维护侧重。针对第一类故障,可在日常定期检测电机及电缆的绝缘(必须将电机线从变频器上拆下),户外电机接线盒的密封,电缆易磨损处的外观是否良好,提前发现并排除隐患。第二类故障现象不很明显,根据多次维修经验,在夏季的闷热天气,空气湿度大时,应将电气房内空调做除湿运转,并保证变频器柜内风扇运转正常,避免电气房空气过冷,造成潮湿空气在变频器内部冷凝结露,流入主控板或驱动板,造成误触发。在长时间停机时,应关闭空调器或使之工作在除湿状态。第二类故障在夏季容易发生,但只要维护得当,是可以避免的。