616P5變頻器“頻率設(shè)定不可調(diào)”故障的探討
發(fā)布時(shí)間：2019-08-01 10:39:16來源：
616P5變頻器“頻率設(shè)定不可調(diào)”故障的探討
1 引言 變頻器在運(yùn)行的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)種種問題，需要進(jìn)行維修和檢修; 而變頻器在停機(jī)較長時(shí)間后，由于各種原因，也可能會(huì)造成故障。本文將介紹一種所遇到的變頻器在停機(jī)4個(gè)月后，恢復(fù)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障。
2 故障現(xiàn)象
一臺(tái)拖動(dòng)潛污泵的安川616p5變頻器，在線停機(jī)4個(gè)多月恢復(fù)運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)，自開機(jī)的整個(gè)運(yùn)行過程中，屏顯50hz的頻率，表顯78a電流。按照工藝要求泵機(jī)應(yīng)在50hz以下范圍內(nèi)運(yùn)行變化。顯然，變頻器的變頻功能失控。
3 故障分析與檢測
變頻器能運(yùn)行在50hz的工頻中且輸出380v的電壓，泵機(jī)運(yùn)行。這些現(xiàn)象表明功率模塊輸出正常，控制電路失常。616p5是通用型變頻器，它的控制電路核心元件是一塊內(nèi)含cpu的產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)的專用大規(guī)模集成電路l7300526a。該變頻器通常處在遠(yuǎn)程傳輸控制中，從控制端子接受4~20ma的電流信號(hào)。根據(jù)通用型變頻器工作原理，“頻率設(shè)定不可調(diào)”故障現(xiàn)象，可能來自兩個(gè)單元電路:
(1) a/d轉(zhuǎn)換器
(2) pwm的調(diào)制信號(hào)。
本著先易后難的檢修思路, 為排除a/d轉(zhuǎn)換電路的隱患，采用排斥法檢測, 即首先卸掉控制端子相關(guān)電纜, 改用鍵盤〈即數(shù)字操作器〉輸入頻率設(shè)定植, 屏顯故障現(xiàn)象依舊。
第二步，采用比較法檢測，即用model100信號(hào)發(fā)生器分別從控制端子fi-fc，fv-fc輸入4~2ma，0~10v模擬信號(hào)，結(jié)果屏顯故障現(xiàn)象依舊。從鍵盤輸入數(shù)碼〈參數(shù)設(shè)定值〉，是通過編碼掃描程序進(jìn)入cpu系統(tǒng)，控制端子輸入的模擬信號(hào)則是經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換后并經(jīng)邏輯電路處理進(jìn)入cpu系統(tǒng)。通過排斥法和比較法的檢測，可以確認(rèn)a/d轉(zhuǎn)換電路正常。芯片l7300526a采用數(shù)字雙邊沿調(diào)制載波方式產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)晶體管功率模塊構(gòu)成的三相逆變器。載波頻率等于輸出頻率和載波倍數(shù)的乘積。對(duì)于載波倍數(shù)的每個(gè)值，芯片內(nèi)部的譯碼器都保存一組相應(yīng)的δ值(δ值是一個(gè)可調(diào)的時(shí)間間隔量，用于調(diào)制脈沖邊沿)。每個(gè)δ值都是以數(shù)字形式存儲(chǔ)，與它相應(yīng)的脈沖調(diào)制寬度由對(duì)應(yīng)數(shù)值的計(jì)數(shù)速率所確定。
譯碼器根據(jù)載波頻率和δ調(diào)制，比較終得出控制信號(hào)。譯碼器總共產(chǎn)生3個(gè)控制信號(hào)，每個(gè)輸出級(jí)分配1個(gè)，它們彼此相差120°相位角。616p5的載波參數(shù)n050設(shè)定的載波變化區(qū)間分別是【1、2、4~6】、【8】、【7~9】。【1、2、4~6】載波頻率=設(shè)定值×⒉5khz(固定)，(同理8、7~9省略)。輸出頻率=載波頻率/載波倍數(shù)。根據(jù)616p5的載波參數(shù)n050的含義，重新核查載波設(shè)置值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)屏顯輸出的是一個(gè)非有效值“10”且不可調(diào)(616p5載波變化區(qū)間的有效值為1-9); 由此可見“屏顯輸出50hz不可變”的故障顯然與載波倍數(shù)的δ有關(guān)。
現(xiàn)以附圖作進(jìn)一步的分析，載波在一個(gè)周期內(nèi)有9個(gè)脈沖，它的兩個(gè)邊沿都用一個(gè)可調(diào)的時(shí)間間隔量δ加以調(diào)制而且使δ∝sinθ。θ為未被調(diào)制時(shí)載波脈沖邊沿所處的時(shí)間或稱為相位角。sinθ為正值時(shí)，該處的脈沖變寬，sinθ為負(fù)值時(shí)，該處的脈沖變窄。輸出的三相脈沖邊沿及周期性顯然為δ∝sinθ所調(diào)制。如附圖三相輸出電壓 所示。
從附圖中可以看出變頻器若在基頻下運(yùn)行，載波調(diào)制的脈沖個(gè)數(shù)必然要足夠的多。附圖中的vr-y就是r相和y相相減的線電壓。這顯然也表明了在一個(gè)周期內(nèi)載波脈沖的個(gè)數(shù)越多，線電壓平均值波形越接近正弦。綜上所述，載波調(diào)制功能的正常與否直接影響功率晶體管開關(guān)頻率的變化，從而影響輸出電壓(即頻率)的變化。
4 結(jié)束語
該故障的根本原因是l7300526a的cpu系統(tǒng)內(nèi)部的譯碼器δ調(diào)制程序讀出異常。像雷電的感應(yīng)波、電網(wǎng)峰、谷浪涌、4~20ma電流異常等，這些干擾性的因素沖擊都有可能造成cpu程序異常。(限于資料方面的技術(shù)原因，筆者無法利用筆記本電腦手段診斷該變頻器的cpu程序，以作更為具體的查證)。更換主控板e(cuò)tc615162-s3013。變頻器恢復(fù)正常運(yùn)行。