ABB ACS510變頻器無顯示故障維修，通過上海津信標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)流程，發(fā)現(xiàn)變頻器的功率卡和整流模塊故障，經(jīng)過清理和維修，順利通過負(fù)載測(cè)試，故障修復(fù)。

偉肯VACON NXP水冷系列為高端工程型變頻器，主要特點(diǎn)是體積小、功率密度高、散熱效率高、適合惡劣工況和空間狹小又需要大功率變頻器的場(chǎng)景，在冶金、船舶、礦山、造紙、海工等重工業(yè)場(chǎng)景有廣泛應(yīng)用.

由于偉肯NXP變頻器采用極致散熱與緊湊模塊化設(shè)計(jì)，同時(shí)依賴水循環(huán)散熱，因此，水循環(huán)散熱失效是其最常見的故障原因。優(yōu)先排查水冷板堵塞、漏水、結(jié)垢、密封老化、循環(huán)泵故障，鎖定散熱隱患后再檢修主電路。

地處東南亞的印尼，常年高溫高濕，沿海地區(qū)的鹽霧侵蝕的特殊工況，再加上工業(yè)園區(qū)高強(qiáng)度的生產(chǎn)節(jié)奏，對(duì)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定性提出了極高要求。

近日，上海津信接到印尼某工業(yè)園區(qū)客戶的緊急求助，其生產(chǎn)線上的變頻器突發(fā)故障，導(dǎo)致整條生產(chǎn)線受到影響。作為丹佛斯變頻器中國核心代理及授權(quán)專業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，上海津信始終以客戶需求為核心，第一時(shí)間啟動(dòng)海外應(yīng)急搶修機(jī)制，遠(yuǎn)赴印尼為客戶解決故障難題，踐行“值得信賴的變頻器專家”的承諾。

作為深耕變頻器領(lǐng)域二十余年的高新技術(shù)企業(yè)，上海津信擁有國內(nèi)最具規(guī)模的專業(yè)變頻器維修服務(wù)中心，儲(chǔ)備了大量各類品牌、各型號(hào)的變頻器配件，更有一支經(jīng)驗(yàn)豐富、精通多品牌變頻器維修調(diào)試技術(shù)的工程師團(tuán)隊(duì)，常年處理各類復(fù)雜工況下的故障案例，這為此次印尼搶修工作的高效推進(jìn)，奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

經(jīng)過多小時(shí)的連續(xù)奮戰(zhàn)，搶修工作順利完成。變頻器運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)正常，停滯的生產(chǎn)線終于重新恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。此次印尼項(xiàng)目變頻器故障搶修，上海津信用“快速響應(yīng)、精準(zhǔn)預(yù)判、專業(yè)維修、貼心服務(wù)”，為全球客戶的項(xiàng)目順利推進(jìn)保駕護(hù)航。

未來，上海津信將繼續(xù)深耕工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，精益求精，不斷提升技術(shù)實(shí)力和服務(wù)水平，以更專業(yè)的能力、更高效的響應(yīng)、更貼心的服務(wù)，回饋每一位客戶的信任，與客戶攜手，共赴海外發(fā)展新征程，在“一帶一路”的合作浪潮中，書寫中國智造與中國服務(wù)的新篇章。

根據(jù)上海津信長期以來服務(wù)不同客戶的經(jīng)驗(yàn)，變頻器炸機(jī)主要原因可以分為外部工況、部件老化、操作不當(dāng)三大類。

一、外部工況異常

這是最常見的導(dǎo)致變頻器炸機(jī)的直接因素，變頻器一般在長時(shí)間內(nèi)都會(huì)保持正常運(yùn)行，突發(fā)炸機(jī)往往都和外部工況變化有關(guān)。當(dāng)然這個(gè)因素也往往要和部件老化結(jié)合起來分析，比如外部電網(wǎng)的影響，在機(jī)器比較新的情況下，模塊能夠耐受比較高的電壓電流波動(dòng)，但是隨著模塊逐漸老化，其炸機(jī)風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)隨之提高。

1、電網(wǎng)電壓劇烈波動(dòng)

極端天氣、變壓器投切、大功率設(shè)備啟停都可能會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)過壓，導(dǎo)致直接擊穿整流橋或 IGBT 模塊。尤其是多雷雨地區(qū)或電網(wǎng)不穩(wěn)定的企業(yè)更容易發(fā)生。

2、負(fù)載側(cè)故障

• 電機(jī)短路 ：電機(jī)繞組絕緣老化、受潮，或接線端子松動(dòng)打火，會(huì)造成變頻器輸出側(cè)短路，導(dǎo)致?lián)舸?IGBT 模塊。
• 電機(jī)過載：當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化或者故障時(shí)，可能導(dǎo)致電機(jī)堵轉(zhuǎn)或過載，變頻器輸出電流飆升。若過載保護(hù)未及時(shí)動(dòng)作，功率模塊也可能會(huì)因過熱燒毀。

3、惡劣環(huán)境

當(dāng)變頻器長期在高溫（超過 50℃）、高濕（濕度＞85%）、多粉塵、腐蝕性氣體環(huán)境運(yùn)行時(shí)，根據(jù)上海津信的經(jīng)驗(yàn)，變頻器炸機(jī)故障率會(huì)明顯提高：

• 散熱風(fēng)扇堵塞，粉塵影響散熱，導(dǎo)致模塊溫度過高觸發(fā)故障；
• 電路板、模塊發(fā)生受潮、積塵、腐蝕等現(xiàn)象，引發(fā)故障
• 金屬粉塵進(jìn)入變頻器內(nèi)部，造成主回路導(dǎo)電短路。
• 變頻器振動(dòng)很大，導(dǎo)致銅排、螺絲等松動(dòng)、脫落

二、元器件老化

最常見的導(dǎo)致變頻器炸機(jī)的元器件是IGBT模塊，整容模塊和電解電容的老化。

1、模塊老化

變頻器IGBT 模塊、整流模塊是變頻器的核心元器件，一般使用壽命 10-12 年，在環(huán)境惡劣的情況下壽命還會(huì)縮短，一旦超期服役，元器件內(nèi)部芯片疲勞、焊層脫落，都可能導(dǎo)致變頻器突發(fā)故障。

2、電容老化

直流母線電容是負(fù)責(zé)穩(wěn)壓濾波的核心元器件，一般使用壽命為8-10年，超過該期限，會(huì)導(dǎo)致電容耐壓不足，一旦電容容值降到85%以下，將導(dǎo)致母線電壓波動(dòng)劇烈，引發(fā) IGBT 模塊頻繁過壓沖擊，最終擊穿。

三、操作不當(dāng)

1、參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤

• 未根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置額定電壓、電流、頻率，導(dǎo)致變頻器長時(shí)間超頻、過載運(yùn)行；
• 加速 / 減速時(shí)間設(shè)置過短，導(dǎo)致電機(jī)啟停時(shí)產(chǎn)生大電流沖擊。

2、接線錯(cuò)誤

• 誤將電網(wǎng)輸入端接入變頻器輸出端子（U/V/W），上電瞬間直接燒毀 IGBT 模塊；
• 誤將電網(wǎng)輸入端接入BR或者PE端。
• 變頻器長期閑置后直接上電，未進(jìn)行預(yù)啟動(dòng)充電，電容失效導(dǎo)致炸機(jī)
• 長期不清理散熱風(fēng)道、濾網(wǎng)，功率模塊散熱不良；
• 未定期檢查接線端子緊固性，端子松動(dòng)引發(fā)接觸電阻過大、打火發(fā)熱；

四、應(yīng)對(duì)措施：

1、定期維護(hù)和保養(yǎng)：根據(jù)運(yùn)行環(huán)境、行業(yè)應(yīng)用和使用年限，對(duì)變頻器進(jìn)行定期科學(xué)維護(hù)和保養(yǎng)、一方面可以延長變頻器的使用壽命，另一方面盡早發(fā)現(xiàn)和排除變頻器隱患，保證變頻器可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

2、預(yù)防性更換：變頻器的電解電容，PCB板卡、模塊、風(fēng)機(jī)、線纜都有壽命限制，應(yīng)該根據(jù)不同部件的設(shè)計(jì)壽命，進(jìn)行預(yù)防性更換，以防止變頻器炸機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

3、在電網(wǎng)電壓和負(fù)載劇烈波動(dòng)的場(chǎng)合，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，選擇加裝穩(wěn)壓器、電抗器和制動(dòng)電阻等選件，以保證設(shè)備正常運(yùn)行。

4、閑置變頻器超過半年不使用，再次使用前，需要進(jìn)行安全啟動(dòng)預(yù)充電后，方可使用。

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丹佛斯變頻器A13報(bào)警代表的是過電流故障。
產(chǎn)生原因是因?yàn)樽冾l器檢測(cè)到實(shí)際的一個(gè)輸出電流， 超出了峰值檢測(cè)電流，在持續(xù)一段時(shí)間之后， 就會(huì)出現(xiàn)變頻器跳閘報(bào)警 ，并在這個(gè)時(shí)候切斷變頻器的輸出。也有可能是由于變頻器在沖擊負(fù)載時(shí)加速時(shí)間過快導(dǎo)致。

丹佛斯變頻器A13報(bào)警具體的應(yīng)對(duì)方式詳見視頻。

西門子變頻器MM430（功率110KW）炸機(jī)故障維修視頻

PC923是8腳封裝的光耦芯片，一般用于上三橋IGBT的驅(qū)動(dòng)。PC929則為16腳封裝，用于驅(qū)動(dòng)下三橋IGBT，因?yàn)镻C929帶有IGBT保護(hù)電路和OC信號(hào)輸出電路，下三橋IGBT發(fā)射極Vce共用直流母線的負(fù)極，更方便于檢測(cè)IGBT導(dǎo)通管壓降，從而實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)和輸出報(bào)警信號(hào)的任務(wù)。

一、運(yùn)行原理

PC923的相關(guān)參數(shù)：輸入IF電流5∽20mA，電源電壓15∽35V，輸出峰值電流±0.4A，隔離電壓5000V，開通/關(guān)斷時(shí)間0.5μs。可直接驅(qū)動(dòng)50A/1200V以下的IGBT模塊。PC923的電路結(jié)構(gòu)同TLP250等相近，但輸出引腳不一樣。5、8腳之間可接入限流電阻，限制輸出電流以保護(hù)內(nèi)部V1、V2三極管。常規(guī)應(yīng)用，是將5、8腳短接，接入供電電源的正極。如果將輸出側(cè)引線改動(dòng)一下，也可以與TLP520、3120等互為代換。

PC929的相關(guān)參數(shù)與PC923相接近，在電路結(jié)構(gòu)上要復(fù)雜的多。1、2腳為內(nèi)部發(fā)光二極管陰極，3腳為發(fā)光管陽極，1、3腳構(gòu)成了信號(hào)輸入端。4、5、6、7腳為空端子。輸入信號(hào)經(jīng)內(nèi)部光電耦合器、放大器隔離處理后經(jīng)接口電路輸入到推挽式輸出電路。10、14腳為輸出側(cè)供電負(fù)極，13腳為輸出側(cè)供電正端，12腳為輸出級(jí)供電端，一般應(yīng)用中將13、12腳短接。11腳為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，經(jīng)柵極電阻接IGBT或后置功率放大電路。PC929的9腳為IGBT管壓降信號(hào)檢測(cè)腳，9、10腳經(jīng)外電路并聯(lián)于IGBT的C、E極上。IGBT在額定電流下的正常管壓降僅為3V左右。異常管壓降的產(chǎn)生表明了IGBT運(yùn)行在過流狀態(tài)下。PC929的8腳為IGBT管子的OC（過載、過流、短路）信號(hào)輸出腳，由外接光耦合器將故障信號(hào)返回給CPU。

PC929內(nèi)部IGBT保護(hù)電路的動(dòng)作過程：在正常狀態(tài)下， 2、3腳輸入脈沖信號(hào)電流，11腳相繼產(chǎn)生+16V和-10V的輸出驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)。此時(shí)PC929的8（FS）腳一直為高電平狀態(tài)；當(dāng)所驅(qū)動(dòng)的IGBT管子流過異常電流時(shí)，IGBT的導(dǎo)通管壓降迅速上升，使9腳電壓達(dá)到故障報(bào)警閥值（7V），PC929內(nèi)部的IGBT保護(hù)電路工作，11腳輸出的正向激勵(lì)電壓降低，使IGBT的導(dǎo)通電流下降，同時(shí)控制8腳內(nèi)部的三極管Q3導(dǎo)通，輸出一個(gè)低電平的OC故障信號(hào)，經(jīng)外接光耦送入CPU，CPU據(jù)過流情況實(shí)施保護(hù)停機(jī)。

在單獨(dú)維修電源/驅(qū)動(dòng)板的上電檢測(cè)中，因PC929的9、10腳與IGBT模塊脫離，一接受運(yùn)行信號(hào)，8腳即報(bào)出OC故障信號(hào)，11腳輸出脈沖電壓也被內(nèi)部IGBT保護(hù)電路所嵌制，致使無法測(cè)出PC929的工作狀態(tài)。需采取相應(yīng)措施，解除PC929的管壓降檢測(cè)功能，強(qiáng)制電路正常工作，達(dá)到方便檢測(cè)的目的。解除PC929的管壓降檢測(cè)功能的具體做法是：將PC929的9腳和10腳短接。這樣即使啟動(dòng)變頻器來測(cè)試輸出波形，也不會(huì)報(bào)OC故障了。

二、由PC923、929構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路

PC923光耦，由CPU主板來的脈沖信號(hào)經(jīng)R66加到3腳，在輸入信號(hào)低電平期間，PC923形成由+5V，2、3腳內(nèi)部發(fā)光二極管、信號(hào)源電路到地的輸入電流通路，PC923內(nèi)部輸出電路的V1三極管導(dǎo)通，6腳輸出高電平信號(hào)（18V峰值），經(jīng)R65為驅(qū)動(dòng)后置放大電路的Q10提供正向偏流，Q10的導(dǎo)通將正供電電壓經(jīng)柵極電阻R91引入到IGBT的G極，IGBT開通；在輸入信號(hào)的高電平期間，PC923的3腳也為+5V高電平，因而無輸入電流通路，PC923內(nèi)部輸出電路的V2三極管導(dǎo)通，6腳轉(zhuǎn)為負(fù)壓輸出（10V峰值），也經(jīng)R65為驅(qū)動(dòng)后置放大電路的Q11提供了正向偏流，Q11的導(dǎo)通將供電的負(fù)10V電壓——IGBT的截止電壓經(jīng)柵極電阻R91引入到IGBT的G極，IGBT關(guān)斷。在待機(jī)狀態(tài)，PC923的3腳輸入信號(hào)一直維持在+5V高電平狀態(tài)，則驅(qū)動(dòng)電路一直輸出-10V的截止電壓，加到CN1觸發(fā)端子上，IGBT一直維持于可靠的截止?fàn)顟B(tài)上。

PC929驅(qū)動(dòng)IC是兼有對(duì)驅(qū)動(dòng)脈沖隔離放大和模塊故障檢測(cè)雙重“身份”的。由CPU主板來的脈沖信號(hào)從1/2、3腳輸入到PC929內(nèi)部的光電耦合器，從11腳輸出后，經(jīng)Q13、Q15兩級(jí)互補(bǔ)式電壓跟隨器的功率放大后，引入IGBT2的G極。此為驅(qū)動(dòng)脈沖的信號(hào)傳輸電路路；?PC929的9腳為模塊故障檢測(cè)信號(hào)輸入腳。正常工作狀態(tài)下，PC929的11腳輸出正的激勵(lì)脈沖電壓，使Q13導(dǎo)通，Q15截止。Q13的導(dǎo)通，將正偏壓加到IGBT2的G極上，IGBT2進(jìn)入飽合開通狀態(tài)。忽略IGBT導(dǎo)通管壓降的話，IGBT2的導(dǎo)通即將U輸出端與負(fù)直流供電端N短接起來，提供輸出交流電壓的負(fù)半波通路，在導(dǎo)通期間，只要變頻器是在額定電流以內(nèi)運(yùn)行，IGBT2的正常管壓降應(yīng)在3V以下。

管壓降檢測(cè)電路中的D24二極管和C48組成消噪電路，以避免負(fù)噪聲干擾引起誤碼保護(hù)動(dòng)作。

R91將驅(qū)動(dòng)脈沖引入到IGBT管子的G極，表面看來，這是一只限流電阻，限制流入IGBT管子的驅(qū)動(dòng)（充電）電流，因管子的開通速度越快越好，開通時(shí)間越短越好，電阻的阻值就不能太大，以避免與IGBT管子的輸入結(jié)電容形成一個(gè)較大時(shí)間常數(shù)的延時(shí)電路，這是不希望出現(xiàn)的。但過激勵(lì)也會(huì)導(dǎo)致IGBT的損壞。此電阻多為Ω級(jí)功率電阻，隨變頻器功率的增加其阻值而減小。此電阻還有一個(gè)“真名”，叫柵極補(bǔ)償電阻，因?yàn)镮GBT管子的觸發(fā)引線有一定長度，觸發(fā)脈沖又是數(shù)千赫茲的高頻信號(hào)，所以有一定的引線電感存在，而引線電感會(huì)引起觸發(fā)脈沖的畸變，產(chǎn)生?“電壓過沖”現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成IGBT管子的誤開通而造成損壞。接入R82可對(duì)引線電感有所補(bǔ)償，盡量使引線呈現(xiàn)電阻特性而不是電感特性，有效緩解引線電感造成的電壓過沖現(xiàn)象。

R92并接于IGBT管子的G、E極間，第一個(gè)好處就是，將IGBT管子輸入端的高阻狀態(tài)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)。我們新購得的IGBT逆變模塊，出廠前是用短路線將G、E極短接的，這樣萬一有異常電壓（如靜電）加到G、E極時(shí)，短路線將很快將此一異常電壓吸收，而避免了IGBT管子因輸入端子遭受沖擊而損壞。電路中并聯(lián)R92也有同樣的用處，在一定程度上將輸入的“差分電壓”變?yōu)榱恕肮材ｋ妷骸保饬水惓］斎腚妷旱臎_擊作用；R92對(duì)瞬態(tài)干擾有一定的作用，又可稱之為“消噪電阻”；R92并接于IGBT管子的G、E極間，與IGBT的G、E結(jié)電容相并聯(lián)，此電阻又被稱為“旁路電阻”，將瞬態(tài)干擾造成的對(duì)G、E結(jié)電容的充電電流“旁路掉”，以避免其誤開通。R92又形成了IGBT管子輸入結(jié)電容的電荷泄放通路，能提高電荷的泄放速度，對(duì)于只采用單電壓供電（無負(fù)供電電壓）的驅(qū)動(dòng)電路，此電阻的作用尤其重要。

三、PC923、929構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路的檢測(cè)方法

1、靜態(tài)檢測(cè)：

電路處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，相對(duì)于+5V供電的地端，PC923的2、3腳電壓都為5V，直接測(cè)量2、3腳之間電壓差為0V；以驅(qū)動(dòng)電源的OV為O電位參考點(diǎn)，CN1觸發(fā)引線端子的1線應(yīng)為-10V。PC923、PC929的脈沖輸出腳和后置放大器的中點(diǎn)電壓都為-10V。??檢測(cè)CN1端子的1線為OV，故障原因?yàn)椋?/p>

• 驅(qū)動(dòng)電源穩(wěn)壓二極管擊穿短路；
• 柵極電阻R91開路。?

檢測(cè)CN1端子的1線為+18V左右，故障原因?yàn)椋?/p>

• PC923的后置放大電路中的Q10短路；
• PC923內(nèi)部輸出電路中的V1短路；
• 檢查PC923的2、3腳如有電壓輸入，如1、2V，故障原因?yàn)榍凹?jí)信號(hào)電路故障，使PC923形成了輸入電流的通路。

2、動(dòng)態(tài)檢測(cè)：

電路靜態(tài)時(shí)測(cè)得CN1端子1線上有正常的-10V截止電壓，及測(cè)量各靜態(tài)工作點(diǎn)基本正常（其實(shí)各檢測(cè)點(diǎn)都表現(xiàn)為供電電壓），要進(jìn)一步檢查動(dòng)態(tài)——對(duì)脈沖信號(hào)的傳輸能力，驗(yàn)證電路確無故障或使隱蔽故障暴露出來。

但要注意的是，因?yàn)樵跈z修中電源/驅(qū)動(dòng)板與主電路已經(jīng)脫開，CN1、CN2觸發(fā)端子是空置的，并未接入IGBT，而且在未查明驅(qū)動(dòng)電路是否工作正常之前，也是絕不允許在IGBT接入530V直流供電的情況下，連接驅(qū)動(dòng)電路并檢查驅(qū)動(dòng)電路的故障的。因?yàn)镮GBT的脫開，驅(qū)動(dòng)電路輸出的脈沖無論正常與否，只要按一下操作面板的起動(dòng)（FWD）或運(yùn)行（RUN）按鍵，操作顯示面板即跳出OC故障。原因在于驅(qū)動(dòng)芯片PC929在脈沖信號(hào)傳輸期間，PC929的9腳內(nèi)部電路與外部元件構(gòu)成的IGBT管壓降檢測(cè)電路，因IGBT的未接入（相當(dāng)于開路），而檢測(cè)到極大的管壓降信號(hào)，而向CPU報(bào)出OC信號(hào)，CPU采取了停機(jī)保護(hù)措施。必須采取相應(yīng)手段，屏蔽掉驅(qū)動(dòng)電路對(duì)IGBT管壓降檢測(cè)功能，令CPU正常發(fā)送六路脈沖，以利驅(qū)動(dòng)電路的進(jìn)一步檢修。

丹佛斯FC202 250KW變頻器逆變模塊炸機(jī)故障的維修視頻

丹佛斯變頻器報(bào)AL14代表的是接地故障。

變頻器接地故障的表現(xiàn)是，在變頻器中的三相輸出的檢測(cè)電流中心點(diǎn)和不為零，或者三相輸出電流檢測(cè)差異較大的情況下，丹佛斯變頻器就會(huì)出現(xiàn)A14報(bào)警接地故障。

對(duì)于我們的用戶在現(xiàn)場(chǎng)排查該問題，上海津信總結(jié)了以下幾點(diǎn)。

第一點(diǎn)，將變頻器電，查看一下變頻器到電機(jī)之間的連接電纜，是否有存在破皮的情況。如果存在破皮的情況，就會(huì)導(dǎo)致有漏電流，變頻器會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警。

第二點(diǎn)，查看我們的接地線是否存在有生銹或者接觸不良的情況。

第三點(diǎn)，還要關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)是否真正的存在有接地樁，不是只是將地線連在地線上面就行了。按照標(biāo)準(zhǔn)要求，現(xiàn)場(chǎng)的接地樁要求是打入3米深以上。

第四點(diǎn)，是用戶現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備一塊兆歐表。將電機(jī)線從變頻器的UVW三相拆出，搖一下電機(jī)的對(duì)地絕緣度。一般情況下，要求電機(jī)的對(duì)地絕緣度是大于等于500兆瓦。

當(dāng)對(duì)以上外圍情況都進(jìn)行了檢測(cè)的情況下，顯示都是正常，但是還是顯示AL14報(bào)警，那這個(gè)時(shí)候呢，可以聯(lián)系上海津信進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)，可能是變頻器的硬件存在故障。