安川變頻器常見故障及維修對策

王 曼

南京港龍潭集裝箱有限公司

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安川變頻器常見故障及維修對策

王 曼

南京港龍潭集裝箱有限公司

針對安川變頻器的常見故障，結合多年運行實踐及維修經驗，分析了發生故障的原因，提出了維修對策, 對確保安全生產、提高生產效率、培養高素質的港口設備維護隊伍具有指導價值。

變頻器; 港口設備； 常見故障； 維修對策

1 引言

隨著現代化控制理論的發展及計算機技術的應用，港口電氣設備已經實現了智能化控制，不僅顯著地提高了港口設備的裝卸性能，簡化了控制線路和日常維護工作，同時也增加了港口設備維護的技術含量。擁有一支高素質的港口設備維護隊伍，是確保港口設備裝卸能力的關鍵。設備維護人員必須了解這些設備的常見故障，特別是變頻器這種關鍵控制元件的常見故障，以便日常工作中能及時、快捷、順利地對設備進行維護、檢查、故障排除。

2 安川變頻器常見故障分析

某公司現有10臺岸橋，其中有6臺使用了安川變頻器，鎮流器采用的是Yaskawa Varispeed 656DC5,起升機構和大車機構共用2套Yaskawa Varispeed 676H5變頻器，俯仰機構和小車機構共用1套Yaskawa Varispeed 676H5變頻器。安川變頻器自身有完善的監測保護程序，能根據電機參數判斷出電機運轉中的異常，自動記錄發生異常時電機的各項參數及變頻器的運轉參數(電流、電壓、頻率、功率、輸入輸出端子狀態等)，便于維修人員判斷分析故障[1]。變頻器發生故障時，首先查詢、閱讀故障信息，根據故障信息找到故障單元，檢查故障單元元器件的好壞，更換或替代故障元件，從而快速排除故障[2]。常見故障及解決方法如下：

(1)過電流，顯示字符:OC。跳閘原因是輸出端UVW短路，負載過大，加/減速時間設定不正確或轉矩提升量不合理，造成過電流或主回路模塊過熱。檢查電動機接線盒內有無短路，電動機繞組是否對地、相間短路，變頻器至電動機的電纜是否對地或相間短路，適當減小負荷，重新設定加減速時間和轉矩提升量。如果斷開負載，變頻器還是過流故障，說明變頻器逆變電路故障，檢查逆變電路IGBT模塊的好壞，更換故障模塊。

(2)過電壓，顯示字符:OV。跳閘原因是直流母線產生過電壓，電源電壓不在規定的范圍內，主回路直流電壓過高，加/減速時間設定不正確。應適當減小負載的轉動慣量，如果OV是在突卸負載時動作，就要考慮增設制動單元，使濾波電容上的電壓不致因充電而升得過快。用萬用表檢查輸入電源電壓，看輸入電壓是否在允許范圍內，是否存在輸入電壓過高的問題；檢查取樣反饋回路有無故障，檢查變頻器內部相應參數設置，電機最大轉矩是否設置太高，如果太高，進行相應調整。

(3)欠電壓，顯示字符:UV。說明變頻器電源輸入部分有問題，供電電路有器件故障或連接不良, 同一電源系統中有啟動電流大的負載，操作順序不當。

(4)過載，顯示字符:OL。過載故障包括變頻器過載和電機過載。可能是加速時間太短、直流制動量過大、電網電壓太低、負載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時間、延長制動時間、檢查電網電壓等方法消除。負載過重，可能是所選的電機和變頻器不能拖動該負載，也可能是由于機械潤滑不良引起。前者必須更換大功率的電機和變頻器；后者則要對負載設備進行檢修，加強潤滑維護。

(5)過熱，顯示字符:OH。如電動機有溫度檢測裝置，檢查電動機的散熱情況；變頻器溫度過高, 檢查變頻器的通風情況, 風扇電源連接是否正常，接頭是否松脫，電機有無反轉；風扇轉動時，機械噪聲是否過大，風扇轉速是否偏慢，如果出現此種情況，停機后用手試轉，看其軸承轉動是否靈活，有無機械卡死或雜音，如有則及時更換軸承；環境溫度是否過高(高于40 ℃)，房間門窗是否過于嚴實，致使房間整體通風量不夠，熱量不易散發，此時應注意加強通風，改善周圍環境溫度，有條件的可采用側墻底部進風，房屋頂部排風的方式，以加強空氣對流。

(6)PG開路，顯示字符:PGO。在變頻器閉環控制時，編碼器的讀出的速度不能反饋到變頻器上就會報此故障，這時U1-05沒有速度反饋值。導致此故障主要原因有：編碼器到PG卡的線斷接、PG卡的接線錯誤、編碼器損壞。應重新接線，或更換編碼器、PG卡。

(7)接地故障，顯示字符：GF。變頻器報接地故障，應該檢查變頻器輸出電纜和電機是否絕緣，若電機損壞、電機對地短路，更換電機即可。

3 其他故障

以上是一些常見故障的解決方法，下面介紹變頻器的各個部件損壞會出現的現象。

(1)主控板損壞。可能導致操作面板沒有顯示，電機的動作遲鈍，動作中出現抖動，或者沒有動作。外部指令不能接受，多功能輸入信號沒有顯示(U1-10沒有變化)。

(2)驅動板損壞。會導致電機控制時無動作，或者電機旋轉時抖動很厲害。這種情況變頻器有時不報任何故障，可將驅動板拆下，用萬用表的歐姆檔檢測IGBT的門機觸發極給定端，檢查各個端的電阻是否平衡，如果出現100 Ω 以上的差別，說明觸發電路已經有元件損壞，需要更換驅動板。

(3)IGBT、保險燒壞。變頻器會報PUF故障。每次IGBT燒壞后，至少有一個保險燒壞，應先更換保險，再按照第2條檢查驅動板。維修好后上電運行前注意觀察歷史故障(可能歷史故障主要為OC，OL2，OV)及啟動電流和直流母線電壓的最高值和最低值，按照需要對參數重新調整。如果是開環控制，有時需要對電機做一個靜態自學習。

(4)啟動電阻損壞。會出現直流母線上的接觸器不吸合，控制面板無顯示，在上電的時候聽不到接觸器吸合的聲音。更換了啟動電阻后還應注意檢查制動單元是否有短路、對地短接的現象。

(5)制動單元燒壞。變頻器報OV故障，并且電機在減速和停止的過程中制動單元上的紅色二極管指示燈不閃爍。可將制動單元拆開，測量里面的保險是否已經燒斷，制動斬波的IGBT是否已經被擊穿。具體方法為，用萬用表的二極管檔分別將紅黑表筆接IGBT上的E，C兩端，如果都為接通狀態，說明IGBT已經被擊穿，保險肯定也被燒壞。更換制動單元之前，要注意檢查控制柜到制動電阻箱之間的線是否有短路、斷路、對地短接的現象，先將外部原因查清楚后再上電[3]。

4 檢修及部件更換

在變頻器的使用過程中，對變頻器的日常檢查和定期維護是不可缺少的。變頻器日常檢修內容見表1，部件更換周期見表2。如果使用合理、維護得當、處理故障及時，就能夠延長變頻器的使用壽命，保證長期安全生產，從而減少因變頻器突發故障而造成的停產損失。

表1 變頻器日常檢修內容

表2 變頻器部件更換周期

注：運行條件如下： 環境溫度：年平均30℃；負載系數：≤80%；運行時間：每天≤12 h

5 結語

電氣系統中可能有許多故障發生，這就需要維修人員在熟悉產品性能和控制原理的基礎上，分析查找并排除故障，確保安全生產，提高生產效率。

[1] 安川變頻器VARISPEED-686CR5使用手冊[Z].

[2] 安川G7變頻器培訓手冊[Z].

[3] 黎明森,黃有方.現代港口電氣自動化工程技術手冊[M].北京：人民交通出版社，2005.

[4] 楊子旭.港口起重機安川變頻器故障分析[J].港口裝卸,2015(2):15-17.

王曼: 南京市棲霞區龍潭街道龍潭物流園區1-2號

Common Faults and Maintenance of the Yasakawa Inverter

Wang Man

Longtan Container Co.，Ltd., Nanjing port

The reason of common faults of the Yasakawa inverter is analyzed and the maintenance countermeasure is proposed with many years of operation practice and repair experience. It is really useful on ensuring life safety, increasing production efficiency and culturing port equipment maintainers with high quality.

inverter ；port equipment; common faults; maintenance countermeasure

2016-07-07

10.3963/j.issn.1000-8969.2016.06.014