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安川培训资料
第一章、安川变频器系统硬件结构
1变频器能量回馈装置主回路构成
2IGBT检查、更换方法
3变频器前极整流和控制回路
4变频器内部控制回路板卡和外部板卡
第二章常见故障分析与排除
1、变频器过流(OC)
2、变频器过压(OV)
3、变频器欠压(UV)
4、变频器超速(OS)
5、编码器断线(PGO)
6、速偏差大(DEV)
7、变频器过载(OL)
8、OPEXX、OPFXX参数设置或板卡自检故障
第三章软件结构
1、软件结构、语言表达方式
2、内部程序检查方法
3、内部程序检查流程
第四章控制思路与检查方法
1、减速程序控制思路
2、内部程序检查方法
3、变频器参数读取规则
4、内部程序检查流程
第一章
安川变频器系统硬件结构
一、变频器、能量回馈装置主回路构成(676H5,656DC5)
相对于676H5和656DC5的变频器、能量回馈装置,其主回路构成如图1所示:
虚线部分为其中一个模块件(包括IGBT模块和吸收模块)
1、各元件介绍
1)、主功率元件IGBT安川变频器其主要功率元件为IGBT,即大容量绝缘栅型场效应管,具有开关频率高而功耗小的优势!
2)、吸收模块(RC阻容吸收)
此模块的作用在于吸收电源高次谐波,以保护IGBT,其电容的电压较高而容量较小。
3)、吸收电阻(R)
该模块的主要功能是吸收尖峰脉冲,以达到保护IGBT的功能!
2、IGBT测量、检查更换方法
作为变频器的主要功率元件IGBT,由于其开关频率很高,主要是依靠熔断时间为毫秒级的保险丝保护,在保险丝熔断过程中,将会导致IGBT烧坏!
相关时序图如图2所示:
*注意:
t1+t2+t3相当于IGBT导通上百几千次的时间,当保险丝熔断过程中,注意不能只简单的更换保险丝,必须将主回路所有的元气件单独测量,确定排除引起保险丝烧毁的原因后才行!
图2
1)、IGBT的测量方法
IGBT具体外观图如图3所示,在测量过程中所用工具为10KΩ~~100KΩ的指针式万用表;步骤如下:
A、利用表笔的极性正反测量IGBT的C、E脚的阻值,CE值应大于EC值,借此判断内部二极管的好坏;如果CE值阻值很小,则IGBT管烧坏,需更换IGBT,否则进行下一步工作;
B、用10KΩ~~100KΩ档位,红表笔接C脚,黑表笔接E脚,此时CE间阻值应无穷大,然后用两只手指同时碰C、G脚,万用表指针会摆到中间位置,然后不动,IGBT保持在到状态;当用手同时碰C、E脚时,IGBT会自动关断,表针转到无穷大的位置(即表针回到原来指示的初始状态)。
通过以上几个步骤,大致可以判断IGBT功率元件的好与坏!
2)、吸收模块的测量方法
吸收模块分P型和N型两种,具体见图4,选用指针式万用表,量程为10~~100Ω,利用万用表的极性,可以判断二极管或电容的好坏,正常情况下,C、E脚之间测量时指针会单向摆动以下,然后慢慢回到原位。
3、变频器前极整流及控制回路(如图5)
1)、主回路接触器MC吸合条件
只有当驱动板检测到储能电容上的电压达到设定值的70%~~80%时,MC接触器线圈才吸合!
相关参数见E1—01=440V(460V)
4、变频器内部控制回路板卡和外部板卡
变频器内部和外部板卡主要涉及主控板、PG卡、通讯板和驱动板,现下面对上述板卡功能及检测方法一一说明,见图6。
1)、主控板主控板主要是对变频器的运转模式、运转状态和相关保护进行监控并进行精确控制,产生出发驱动板动作的脉冲信号,实施监控变频器内部和外部的保护及检测回路,以保证变频器的正常工作。
A、端子台主要外接控制信号包括:
BB(BASEBLOCK)封锁信号、模拟量输入输出信号,通过外接信号可实现电机的运转与停止功能,和多功能输入设定。
在2线制下可实现正、反转;
在3线制下可实现运转、停止。
注意:
主板初始化时须对端子台1、2号端子的功能进行确定。
2)、PG卡:
PG卡是用于增量型编码器与变频器之间的连接的中间板卡,将接收来的编码信号传送给主控板进行分析、速度判断,同时经过分频端子将编码器信号进行分频处理。
注意:
(见图7)
1、
有的编码器只接四条线,DC0V,A和B在PG卡里边或编码器内部短接。
2、在更换编码器时,PG卡的和号端子线不要短接,电源的极性不能接反。
3、在安装时机械上要注意机械的同心度和电机的轴向摆动,一旦联轴节有问题将会引起变频器过流故障(OC)
4、编码器A、B相接反,将会导致电机正反振动,电流很大,速度反馈信号在+3%~-3%间摆动可以从U1-05中得到观察。
场桥里编码器一般用PG-B2,岸桥一般用PG-B2/H。
3)、通讯板:
包括216IF(用于G5)(场桥中),CP916A(岸桥),主要起电机与变频器通讯的功能。
图8中所示为216IF/G5通讯面板。
注意:
1、CP-916A主要在岸桥上使用,面板有拨码开关,内部有配置程序,在更换此板后必需重装程序,站号拨码开关无效。
2、216IF/G5多用于场桥,更换是必须注意设定站号拨码开关的位置。
4)、驱动板:
其功能为接收来自主控板的控制信号,对触发脉冲进行放大然后驱动IGBT,对外部温度进行监测以达到保护IGBT的目的,对内部冷却风机提供驱动信号,监测直流电压,完成对主接触器的控制,并检查主接触器的反馈信号。
当变频器内部的IGBT发生爆裂现象时,驱动板一定要更换。
当变频器内部的IGBT损坏但外观良好时,必须测量驱动板,用数字表1~4KΩ档对每组触发线(为红、白双绞线)进行测量,观察其平衡度,偏差在1~2Ω是属于正常!
注意:
1、驱动板内部没有参数,所以当怀疑其有故障时可以采用更换的方法进行排除。
2、当变频器内部的IGBT发生爆裂现象时,驱动板一定要更换。
3、当变频器内部的IGBT损坏但外观良好时,必须测量驱动板,用数字表1~4KΩ档对每组触发线(为红、白双绞线)进行测量,观察其平衡度,偏差在1~2Ω是属于正常!
第二章变频器常见故障分析与排除
一、变频器过电流(OC)
变频器的输出电流过大,超出保护值(150%变频器额定电流),且时间维持超出设置值(1分钟),电流值与时间值的比值为恒定值,即:
电流值Χ时间值=恒定值,当电流越大,时间越短。
导致原因有
1、变频器加速时间设置过短(C1-01或PLC内部L40参数表)
由于闭环系统的特性较硬,变频必须按设定值来驱动电机,当加速时间过短时,将会导致加速转矩过大,电流变化率过高造成过电流的发生。
2、电机侧有对地短路现象,或绕组绝缘差,造成相间瞬间短路。
3、电机轴端子编码器损坏,造成反馈信号异常,原理与1一样。
4、编码器软件连接轴松动,造成编码器与电机转速不同步,反馈异常。
5、编码器或PG卡侧的接线虚脱,造成反馈信号闪动。
6、电机有扫镗现象(轻微扫底),检测时手动慢转电机,用摇表检测到某点对地绝缘为0Ω,则电机有故障;如果电机在高速运转过程中发生对地短路,则变频器因内部功率元件频率很高,很难进行保护,会造成保护熔断,IGBT损坏;若电机在静止到启动瞬间报OC,IGBT将会得到很好的保护。
7、驱动板或主控板有误检测或误触发。
8、检查机械负载侧是否有瞬间冲击现象。
二、变频器过电压、OV重故障
电机侧的位能反馈到直流母线,但这部分能量不能在短时间内释放,导致变频器直流母线电压超出设置值,报过电压,设置值因E1-01(输入电压)不同而变化。
1、变频器减速时间设置过短(C1-02或PLC内L40内参数表)
变频器闭环系统,当减速时间设置过短造成电机减速过快,势能无法在短时间内释放,造成母线直流过压。
2、(场桥)检查制动单元是否完好,工作与否
制动单元(IGBT功率单元)驱动板上有跳线选择交流电压(变频器交流输入电压)和选择主从单元。
当直流母线电压高于设定值时,发出触发信号(同时在5、6号端子输出触发信号,给制动单元1、2号端子处罚IGBT导通)接通能耗电阻、释放能量,保证主从单元同时触发。
3、(场桥)检查制动电阻阻值是否过大。
4、(场桥)检查制动电阻接线是否松动、连接部位是否有氧化现象。
5、(岸桥)检查能量回馈装置是否正常,与电抗柜的接线是否有松动。
6、(岸桥)的变电所侧变压器容量是否过小。
在安装有能量回馈装置的岸桥,其某一瞬间同时吊重箱下降,电站变压器容量过小将无法吸收回馈过来的电能。
三、变频器欠压、UV重故障(直流母线电压)
变频器的主回路、控制回路的输入电压过低或反馈回路异常。
1、主回路、控制回路的输入电压低于设定值。
2、主回路接触器MC的反馈触点接线松动或插头松动。
3、驱动板电压检测插头松动。
4、检查以上无误,更换驱动板。
四、变频器超速:
OS重故障(E1参数设置)
变频器检测速度反馈值超出最大输出设定值115%
1、检查编码器是否损坏,利用代换法排除。
2、检查编码器接线回路是否正常。
3、检查编码器连接轴是否松动。
4、检查PG卡插头是否松动。
5、检查变频器参数F1-10(为115)是否改变。
6、制动器是否回位不正常。
7、更换PG卡或主控板。
五、编码器断线:
PGO
变频器输出正常,但没能接收到编码器的反馈信号
1、编码器接线回路异常。
2、编码器损坏(代换法检查),可拆掉编码器连接轴,然后转动编码器,观察U1-05中的值是否有变化。
3、编码器连接轴松脱。
4、PG卡电源无输出(换PG卡)
5、制动器执行回路是否异常。
6、制动器摩擦盘制动力矩过松。
六、速度偏差过大:
DEV
变频器的速度给定与速度反馈的偏差值大于速度偏差的设定值10%。
1、加速时间过短(在空箱状态下容易发生)。
2、检查偏差设定值是否过小,时间是否过短。
3、检查机械侧是否有异常的阻力。
4、检查电机是否有异常的缠绕
七、变频器过载:
OL
变频器的输出电流超过电机额定电流的过载设定值150%(L6-01)且超过检测时间(L6-02)。
1、检查机械负载是否异常。
2、检查变频器参数是否有改动。
3、检查制动器的摩擦盘间隙是否过小。
八、OPEXX、OPFXX参数设置或板卡自检故障(XX表示任意两位数字)
如:
OPE01O2-04=8X(变流器容量参数)中
X=1有200ⅹ1=200KW
X=2有200ⅹ2=400KW
对于767H5L和656DC的变频器其容量最大只有800KW,所以8X中8代最大功率800KW,X代表有几组功率元件,而作为组合模块功率元件,每组为200KW。
第三章安川电控软件结构
软件平台:
CP717
软件语言:
梯形图
软件最新版本:
4.38A
一、软件结构、语言表达方式
1、条件语句
2、时间继电器
3、限制
4、
组合功能
5、字传送MOVW
如:
MOVWMW0000D200MW400
传送起点地址传送数量(十进制)传送目的首地址
第四章、控制思路与检查方法
在岸桥的减速功能是依靠绝对值编码器来完成的,它的检测是靠凸轮限位完成。
一、减速程序的思路
目的为了提高作业效率,因为减速点为当前速度,故减速距离为浮动的。
故用编码器进行减速控制可以提高效率。
思路如下:
1、先设置起升最大速度(米/分)
2、用公式计算出最大速度下的单位变化(CM/S)
3、用公式计算出减速时间与不同反馈速度的对应关系
4、用公式计算出最大速度下所需的减速距离
5、列出一个公式“速度值*对应当前速度的减速时间/2=当前速度下所需的减速距离
6、用最大起升高度减去上一步的结果,得出实际减速位置
7、上一步的结果与当前高度值MW230做比较来判断是否减速
8、凸轮限位一般进行80%,50%的减速检测。
如果再检测点的速度未能减到设定值,就故障停车。
注意:
同时换起升钢丝绳时,先将吊具放到地面,钢丝绳以垂直,不松为佳,这时将凸轮限位与连轴器脱开;换绳后,将吊具放到地面,钢丝绳垂直,然后将凸轮限位连接好。
二、PLC内部程序检查方法
1、当连锁故障发生,且不易判断时,可在程序中做一段捕捉程序。
2、当有速度异常现象发生时,如果不频繁,也可做捕捉程序一段进行监控。
三、变频器参数读取规则
四、PLC内部程序检查流程
其他各部分依次类推。
1、程序内部线圈
故障自锁与检测线圈对应关系为:
MW26XX对应MW24XX
MW28XX对应MW29XX
MW25XX对应MW27XX
2、PLC寄存器地址
1)、输入输出模块地址
输入(字)IWXXXX、(位)IBXXXX
输出(字)OWXXXX、(位)OBXXXX
2)、中间结果寄存器(在全部高速或低速程序段内有效)
(字)MWXXXX、(位)MBXXXX
3)、子程序专用寄存器(只在本程序中有效)
(字)DWXXXX、(位)DBXXXX
4)、系统内部专用寄存器(程序内部定义功能,只可调用不可更换)
(字)SWXXXX、(位)SBXXXX
注意:
SB04用于短接某个触点(建议不用)
最好采用MB88888常闭点短接
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