经编机变频调速系统故障处理

李佑元

经编机变频调速系统故障一般诊断方法是充分利用计算机自诊断功能，根据CRT（或触摸屏）的报警内容，结合变频器（或其他单元）的状态显示和故障代码，初步判断故障是外部原因还是变频器自身原因。先排除外部原因，再分析变频调速系统原理图，综合运用控制单元接口信号分析法、信号追踪法、脱开法等方法，对故障进行综合分析和诊断。

1.KARL MAYER新一代RSE4-1高速经编机变频调速系统（图 1）

图1 KARL MAYER新一代RSE4-1高速经编机变频调速系统原理

电子送经变频调速系统（EBA）主要由测速装置（经轴表面直接测速和编码器间接测速）、控制单元（MC或EBA6、EBAAS等）、变频器和电机组成，变频器集成PID控制算法。控制单元对输入的相关工艺参数进行初始化并计算电机目标转速，作为控制信号（0～DC+/-10V）传送给变频器，变频器据此向电机输出一定的电压和频率，使电机按目标转速转动，经减速齿轮箱带动经轴转动。经轴编码器测定经轴表面纱线的实际线速度并反馈到控制单元，控制单元计算实际线速度与目标线速度的差值后得出新的目标转速，并发送给变频器，变频器继续改变输出电压和频率，不断使电机实际转速与目标转速趋于一致。

2.通用变频器常见故障

（1）参数设置故障。变频器参数设置通常从以下方面考虑：①电机额定参数（功率、电流、电压、频率、转速等）。②变频器采取的控制方式（速度控制、转矩控制、PID控制等）。③设定变频器的启动方式（面板、外部端子、通信方式等）。④给定信号的选择（面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通信方式给定等）。正确设置这些参数，变频器基本可以正常工作，如要获得更好控制效果，则需根据实际情况反复调试和修改相关参数。一旦发生参数设置类故障，变频器均不能正常工作，一般可根据说明书修改参数。若不见效，最好将所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置参数。

（2）过压故障。集中表现在直流母线的支流电压，正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V计算，则平均直流电压Ud=1.35UL=513V，发生过电压时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上升至约760V时，变频器过电压保护动作。常见过电压种类：①输入交流电源过电压。主要是电源侧冲击过电压，如电压瞬间波动大、雷电引进过电压、补偿电容切换形成的过电压等。②发电类过电压。当变频器拖动大惯性负载时，若减速时间设定较小，在减速过程中，变频器输出速度较快，而负载本身阻力减速比较慢，使负载拖动电机的转速高于变频器输出频率所对应的转速，此时电机处于发电状态，而变频器没有能量回馈单元，导致变频器支流直流回路电压升高，超出保护值。处理这种故障可增加再生制动单元或修改变频器参数，将变频器减速时间设定的长一些。

（3）过流故障。可分为加速、减速、恒速过电流，过流故障产生的外部原因：①电机负载突变。②电机绕组和连接电缆相间开路或短路或接地。③与电机漏抗、电缆耦合电抗有关，因此一定按要求选择电机及电缆。④测速编码器速度反馈信号丢失或异常，应检查编码器及其电缆。变频器自身原因：①参数设定不合适。如加减速时间过短，PID调节器参数不合理，超调过大造成变频器输出电流振荡。②模块击穿或驱动电路故障。③变频器电流检测电路存在问题，属于“假过流”。④连接插件不紧、不牢。如电流或电压反馈信号线接触不良，会出现过流故障时有时无的现象。

（4）过载故障。包括变频器过载和电机过载，可能是加速时间过短、直流制动量过大、电网电压过低、负载过重等原因引起。一般可采取延长加速和制动时间、检查电网电压等措施。负载过重不能拖动负载，若是电机和变频器原因，必须更换大功率电机和变频器，若是机械润滑引起，则要检修生产机械。

（5）其他故障。①欠压。主要原因是电网电压波动引起，需要提高供电质量。其次是变频器内电压检测电路有问题，属于“假欠压”，需要检修检测电路。②温度过高。如电机有温度检测装置，检查电机散热情况，如变频器温度过高，检查变频器通风情况。

3.经编机变频调速系统维修实例

例1 RSE4-1高速经编机故障。

故障1 经编机触摸屏显示“主驱动故障”,主变频器（SP-3402-KM）报警OI.AC（输出过流）。

故障处理 检查主电机对地短路烧坏，更换新购电机，机器运行几分钟，变频器交替闪烁显示正常信息和OU.LD（过载），输出电流超过电机额定电流，机器速度由2000r/min下降到1200r/min。检查机械负载正常，更换电机编码器和变频器，故障依旧。检查电机接线盒，确认是将Y接法错接为△接法，电机电流增大1.73倍，引起过载报警。将电机改为Y接法后，机器运行正常。

故障2 经编机安装完毕通电试机，经轴B1和经轴B2均慢速自转。

故障处理 测量MC有75mV信号输出到B1和B2变频器（CT-Unidrive-2.2k）。计算机没有启动输入信号，而有输出信号，只能是编码器反馈干扰信号输入造成。拔掉B1、B2测速罗拉编码器插头，故障依旧。拔掉B1、B2经轴编码器反馈信号输入口的XTR-12插头，B1、B2不转。拆开XTR-12插头，发现电缆屏蔽层未处理好，屏蔽线碰到插头上的信号线针脚，计算机有反馈干扰信号输入，从而有微弱的电压信号输出到变频器，造成经轴电机慢速自转。接好屏蔽线，并用绝缘胶带包扎好，经轴自转现象消失。

故障3 经编机显示报警“经轴变频器3故障”，电控柜门打开，故障次数减少。

故障处理 检查发现输入到MC的信号IX2.8（经轴变频器3正常）指示灯亮，说明经轴变频器3工作正常。互换经轴B3与经轴B2变频器及编码器，故障依旧，与另一台同型号经编机互换计算机I/O板，故障转移，确认I/O板有问题。检查发现I/O板上对应IX2.8集成块性能不良，受温度影响，尽管输入信号灯亮，但计算机CPU并未接收到该信号，误判断存在故障。更换不良集成块，装上I/O板，试机正常。

例2 MRES33经编机工作一会儿电机声音异常，随后电机不运转，三菱FR-A540-3.7k变频器显示“E.OC2”（恒速时过电流）。

故障处理 断开变频器与电机连线，变频器报警消失。检查电机V相端子线烧坏，导致U、V两相电流加大，引起变频器过流报警。重接V相线路，电机工作正常。

例3 MRES41经编机启动，三菱FR-A540-5.5k变频器显示“E.UVT”（欠压）。

故障处理 测量变频器输入端电压正常。检查整流回路，使用万用表分别测量三相R、S、T输入端与直流端（+）极之间电阻，三相阻值明显不一致，说明整流回路存在问题。三菱A500系列7.5kW以下变频器的整流桥内置1个可控硅，在变频器正常运行时切断充电电阻，该可控硅损坏会导致欠压故障出现。更换整流桥，装好变频器，工作正常。

例4 MRGSF31/12SU经编机控制计算机显示“主变频器故障”，主变频器（三菱 FR-A220-5.5k）显示“E.OC1”（加速时过电流）。

故障处理 先检查变频器的电源、电机、电缆等外部器件，未发现异常。再使用万用表分别测量变频器三相U、V、W输出端对直流端（+）极或（-）极之间电阻，三相阻值不平衡且有充放电现象，说明逆变模块损坏。更换逆变模块，装好变频器，试机正常。

例5 MRSJF31/1/24经编机送经量不稳，无报警显示。

故障处理 根据经编机送经变频调速系统工作原理，主轴装有编码器，其转速信号反馈到EBA计算机，EBA计算机对经轴变频器（CT-Unidrive-2.2K）发出0～±10V信号，使经轴电机与主轴同步运转。初步分析，可能是主轴编码器存在问题，导致EBA计算机输入转速信号不稳，经轴电机运转不稳。检查编码器主轴皮带轮松动，紧固后一切正常。

例6 日本MRSEJF35/1/24经编机慢动正常，快速启动，EBA计算机显示报警F98（主轴不转）。

故障处理 怀疑是主轴编码器未检测到快动信号，更换编码器，故障依旧。观察电控器件动作，每次快速启动，变频器瞬间有电压输出，电机转一下。脱开电机皮带以及变频器输入控制端接线，人为给变频器启动信号，观察电机启动很慢，过一会儿变频器报警“E.THM”（过载），实际变频器并未过载，是带负载能力差。由于原变频器（三菱FR-A220-11k）电源不通用，老化淘汰，维修困难，可改为FR-F740-11k通用变频器。原主电机为三相220V、7.5kW、△接法，将△接法改为Y接法，电机可在三相380V下运行。按照改造要求安装接线，设置变频器相关参数，带电机空载运行正常，带负载试运行时，变频器经常报警“OL” 失速防止（过电流）。改变Pr0（转矩提升）、Pr7（加速时间）、Pr8（减速时间）等参数设定值，效果不大。将Pr80（电机容量）设定为7.5kW，选择简易磁通矢量控制，提供大的启动转矩和充足的低速转矩，变频器和电机均运行正常。

故障报警信息和状态指示灯是寻找故障的重要参考，但不是唯一依据，报警点不等于故障点。维修人员要熟悉变频调速系统工作原理以及计算机和变频器的故障信息和状态显示，不断积累和摸索经验、方法和技巧，快速、准确、安全排除各种故障。

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