Convo變頻器故障排查案例研究：從現(xiàn)象到本質(zhì)的探索
當(dāng)面對(duì)如變頻器這類復(fù)雜的電子設(shè)備時(shí)，故障排查往往是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。本文詳細(xì)介紹了一臺(tái)因操作問題而被送修的5.5kW Convo變頻器的案例研究。該變頻器在有輸出的情況下，卻無法帶載運(yùn)行，電機(jī)無法轉(zhuǎn)動(dòng)，且運(yùn)行頻率無法調(diào)整。
初步檢查與測(cè)試
在收到設(shè)備后，我們對(duì)主電路、整流電路和逆變電路進(jìn)行了全面檢查，結(jié)果均顯示正常。在無負(fù)載連接的情況下，三相輸出電壓也測(cè)量正常。然而，當(dāng)連接一臺(tái)1.1kW的無負(fù)載電機(jī)并啟動(dòng)變頻器時(shí)，頻率無法升至1或2赫茲以上。電機(jī)出現(xiàn)停頓并發(fā)出吱吱聲，且未報(bào)告過載或OC（過流）故障。
驅(qū)動(dòng)電路檢查
懷疑驅(qū)動(dòng)電路存在問題，我們斷開了逆變器模塊的550V直流電源，并使用24V直流低壓電源來檢查驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)電源電路中的所有電容器和組件均正常。逆變器輸出端的三臂驅(qū)動(dòng)電路輸出的正負(fù)脈沖電流已達(dá)到足夠的幅度，表明驅(qū)動(dòng)IGBT模塊應(yīng)無問題。
然而，在測(cè)量脈沖電流時(shí)，報(bào)告了模塊故障。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，是由于使用多用電表直接短接直流電流范圍來測(cè)量觸發(fā)端，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路輸出的正激勵(lì)電壓降低。這一電壓降使得IGBT管無法正常且可靠地觸發(fā)，從而引發(fā)了OC模塊故障。當(dāng)調(diào)整測(cè)量方法，將探頭與阻值超過十歐姆的電阻串聯(lián)后，OC故障不再報(bào)告。
進(jìn)一步檢查
在驅(qū)動(dòng)電路正常工作的前提下，我們還檢查了電流變壓器的信號(hào)輸出電路，結(jié)果也顯示正常。在運(yùn)行過程中，未報(bào)告任何故障信號(hào)，這讓技術(shù)人員感到困惑。
考慮到CPU可能在啟動(dòng)時(shí)檢測(cè)到異常電流并采取措施減速的可能性，技術(shù)人員探索了多種潛在原因：
嘗試短路U、V、W輸出電路的分流電阻，以使CPU退出頻率降低和電流限制動(dòng)作，但均未奏效。將參數(shù)恢復(fù)至出廠值也未見改善。
觀察變頻器的行為
在啟動(dòng)變頻器并觀察其行為時(shí)，我們注意到速度升至3Hz后會(huì)降至0Hz，并重復(fù)這一過程。電機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)顯著增加加速時(shí)間時(shí)，速度會(huì)穩(wěn)步升至3Hz，然后降至0Hz，這表明驅(qū)動(dòng)和其他電路均無異常。這一運(yùn)行現(xiàn)象似乎是基于CPU發(fā)出的信號(hào)，可能是基于電流信號(hào)的電流限制動(dòng)作。
聚焦電壓
在驅(qū)動(dòng)和電流檢測(cè)電路均正常工作的情況下，技術(shù)人員將注意力轉(zhuǎn)向了電壓。電壓異常可分為兩個(gè)方面：
發(fā)現(xiàn)問題
在重新安裝并通電進(jìn)行電機(jī)測(cè)試時(shí)，我們注意到充電接觸器沒有閉合的聲音。檢查接觸器線圈發(fā)現(xiàn)，它本應(yīng)從R和S電源輸入端接收AC 380V電壓。然而，線圈引線端子的松動(dòng)導(dǎo)致接觸不良，使得接觸器無法接合。啟動(dòng)時(shí)的大電流在充電電阻上產(chǎn)生了顯著的電壓降，這一電壓降被電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到，促使CPU發(fā)出頻率降低指令。
結(jié)論
故障排查之所以出現(xiàn)曲折，是因?yàn)樵撛O(shè)備僅在電壓下降時(shí)執(zhí)行頻率降低處理，而未報(bào)告欠電壓故障。在其他模型中，可能會(huì)報(bào)告欠電壓故障。由于處于無負(fù)載狀態(tài)，頻率降低處理過程中電壓迅速上升，使得頻率能夠繼續(xù)上升。這一重復(fù)過程導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)速度增加、降至零速、暫停，然后重復(fù)循環(huán)的現(xiàn)象，而未關(guān)機(jī)或報(bào)告任何故障信號(hào)。
本案例研究強(qiáng)調(diào)了在對(duì)復(fù)雜電子設(shè)備進(jìn)行故障排查時(shí)，進(jìn)行深入調(diào)查和詳細(xì)觀察的重要性。僅依賴表面現(xiàn)象和過往經(jīng)驗(yàn)可能導(dǎo)致誤診和不必要的維修。通過深入探究問題并考慮所有潛在原因，技術(shù)人員能夠準(zhǔn)確識(shí)別并解決問題，確保變頻器的正常運(yùn)行。
