輸送設備驅動電機變頻器故障實例解析

王俊濤,郭文濤,康振東,徐冠超

（鄭州日產汽車有限公司,鄭州 450000）

輸送設備驅動電機變頻器故障實例解析

王俊濤,郭文濤,康振東,徐冠超

（鄭州日產汽車有限公司,鄭州 450000）

通過對涂裝車間中涂打磨輸送線體一起因變頻器使用不當引起的線體故障的發生、分析與處理，對故障中暴露的設計問題進行解析，提出了保證設備運行可靠性及提高設備使用壽命的對策與措施。

變頻器；制動電機；控制時序

在汽車行業，隨著生產自動化程度的提高，輸送線體中變頻器與制動電機的使用也是隨處可見。鄭州日產涂裝第二車間于2012年10月正式投產，其中中涂打磨輸送線體驅動由一臺三菱FR-A740-0.75K變頻器和0.75KW的帶有機械電磁制動器的住友減速機組成。

1 故障概述

2013年5月起，中涂打磨線體控制柜頻繁報警：中涂打磨變頻器過負荷異常。經現場調查觀察發現：控制柜出現該異常報警時，均是作業人員按下作業開關停止的時刻；查看變頻器報警代碼，為E.UVT（欠電壓）。

2 故障調查與分析

根據對應型號變頻器說明書，查看該報警解釋[1]，詳見下表：

欠電壓報警說明

根據表1中檢查要點檢查電源系統及變頻器接線，未發現異常；更換變頻器并調整其參數，經試運轉該故障依然頻繁發生。通過以上測試可以完全排除變頻器硬件故障引起該故障的可能性。

通過監視PLC程序發現：作業人員每次按下作業開關時變頻器OL輸出端均有短暫信號輸出。通過查看變頻器說明書發現：當失速保護功能動作時，OL端子有信號輸出[1]，即當變頻器輸出電流大于額定電流的150％時，OL端子有信號輸出（Pr22設定值為150％時）。因此，最終故障原因判定為：中涂打磨驅動站電機制動時，電機負荷過大引起。

但電機制動時電機負荷突然增大的原因還需繼續調查。查看驅動電機制動釋放PLC控制程序，如圖1所示；以及變頻器控制信號時序圖，如圖2所示。

圖1 電機制動釋放PLC控制程序

圖2 變頻器控制信號時序圖

分析制動釋放控制程序發現：當作業人員拉下作業停止時，制動線圈立即失電制動；同時，變頻器啟動信號（STF）關閉，變頻器進入減速階段，而此時變頻器仍然有運作信號（RUN）輸出[1]；即：電機未完全停止運轉時，電機制動線圈已失電制動，造成電機負荷瞬間變大，變頻器輸出電流過高而報警。其變頻器輸出曲線與電機制動控制時序，如圖3所示：

圖3 變頻器輸出曲線與電機制動控制時序

3 對策

根據時序圖可以看出，故障的根本原因是：驅動電機制動線圈失電制動過早。根據以上思路，修改驅動電機制動釋放控制PLC程序，將電機制動線圈的失電時間調整到變頻器輸出停止時刻t2。修改PLC控制程序后，進行試運轉，觀察線體運轉狀態，該故障得到徹底解決。

4 結語

該故障在設備使用了半年后才頻繁發生，這與制動器的抱閘間隙也有很大的關系。變頻器減速時間Pr3設定值為0.25S，而電機制動線圈失電制動時間遠小于0.25S，也正是該時間較短，在程序編寫中，往往忽略了變頻器等控制信號之間的時序先后，埋下了難以察覺的故障隱患，造成了設備慢性故障突發。

通過這個故障案例也提示著我們，在自動化設備自動控制設計中，應充分注意一些控制器控制信號的時序，短短的零點幾秒的差異也可能危及著自動化線體運行的穩定性。

[1]三菱通用變頻器FR-A700使用手冊[S].三菱電機自動化（上海）有限公司,2007.

王俊濤（1987—），男，助理工程師，畢業于河南科技大學機械電子工程專業。