欧陆590直流调速系统的维修保养

2014-04-16李晶昌

机电工程技术 2014年5期

李晶昌

0 引言

直流驱动技术应用较早，技术成熟，广泛用于塑料、造纸、钢铁、矿产等行业，特别是大功率直流电机是主要的动力设备，功率大到几百千瓦。由于生产工艺的需要，一旦出现故障就要尽快修复，对生产的影响尽可能小。对维修者来说，要有对故障的快速检查、判断、处理的能力。要具有这样的能力，首先要熟悉直流调速系统的组成，了解调速器功能参数设置，故障代码的含义，各端子功能及输入输出电压值，及其外围元件等，还要掌握一些基本方法和技巧。下面下面以500A欧陆590做一些简要的介绍。

1 直流驱动系统的组成

直流驱动系统包括两个部分：一是直流驱动控制部分，包括直流驱动器、电抗器、接触器、继电器、显示仪表、电位器、按钮开关等；二是动力部分，包括直流电机、冷却风机、测速发电机（或测速编码器）等。直流驱动器是直流驱动系统的核心部分。直流驱动器是将三相交流电通过可控硅转换成直流电驱动直流电机，通过调节可控硅的导通角来调节直流电输出的大小，进而调节直流电机的转速。

2 调速器的各项参数、各端子的功能及面板指示灯功能

（1）首先熟悉调速器各项参数的含义及其调节，特别是主要参数的调节

电枢电流：SW1、SW2、SW3共3个旋钮分别设置百、十、个位电枢额定电流。

励磁电流：SW4、SW5、SW6共3个旋钮分别设置十、个、小数励磁电流。

电枢电压：SW7是一个四路开关设置电枢电压最大值。

速度仪校准板校准：

V校准=（V测速／R测速）×R主机。

加减速时间的调整：斜坡减速时间及斜坡减速时间，十进制，单位秒。

控制方式电有压控制和电流控制两种方式。电压控制方式是驱动器用端电压作为反馈源的闭环控制方式，但对电机转速和力矩控制不是很好。电流控制方式是驱动器用电流作为反馈源的闭环控制方式，配上精准的速度反馈，很好地控制电机的转矩。设置如下：参数设置→励磁控制→励磁控制方式→电流控制方式。

（2）首先熟悉调速器各端子的功能，特别是各主要端子

主电源输入端：L1L2L3。

辅助电源（调速器电源）输入端D7D8：220VAC

合闸电源（启动接触器）输出端D5D6：220VAC 3A

电机电枢输出端A+A-。

电机励磁输出端D3D4(F-F+)。

速度反馈输入端，可选择，交流输入端G1G2，直流输入端G3G4。

零伏参考电位端A1B1C1：0 V，与地线隔离。

斜坡速度输入端A4：0～±10 V，对应于电机转速0～±100%。

电流箝位输入端A6：0～±10 V，对应于短接电流0～±100%。

启动信号输入端C3：24 V启动调速器主电源合闸，0V停止调速器主电源分闸。

运行允许输入端C5：24 V允许启动调速器，0V禁止启动调速器。

紧急停止输入端B8：24 V时调速器正常，0V调速器启动程序停机。

惯性停机输入端B9：24 V调速器正常，0V调速器启动惯性停机。

（3）熟悉面板指示灯及功能

HEALTH：正常指示。

RUN：运行指示。

STARTCONTACTOR：启动接触器。

OVERCURRENTTRIP：过电流跳闸。

PROGRAMSTOP：程序停机。

COASTSTOP：惯性力滑行停机。

3 直流调速器的维修方法

主要有四种方法：根据指示灯状态判断，根据显示屏故障代码判断，根据测量关键输入输出端电压值判断，可疑元器件或电路板替换法。

（1）观察指示灯，根据指示灯亮与灭，判断其故障范围。

HEALTH：指示灯亮，调速器正常；指示灯灭，调速器故障。

RUN：指示灯亮，调速器运行；指示灯灭，调速器停止或故障。

START CONTACTOR：指示灯亮，接触器吸合；指示灯灭，接触器分开。

OVER CURRENT TRIP：指示灯亮，电流在允许范围；指示灯灭，过电流跳闸。

PROGRAM STOP：指示灯亮，未启动停机程序；指示灯灭，程序停机状态。

COASTSTOP：指示灯亮，未启动惯性力滑行停机；指示灯灭，惯性力滑行停机状态。

以上6个指示灯亮，调速器处于正常工作状态。哪一个指示灯熄灭就对应一个故障。知道了故障范围、就容易查找故障点了。

例1：OVERCURRENTTRIP指示灯熄灭，是过电流故障，检查可控硅和电机电枢。

（2）了解显示屏所显示的故障代码，根据故障代码，参照说明书，判断其故障之所在。

主要故障代码及含义：

Over Speed：电机转速超过额定值125%，原因：速度调节故障。

Field over I：电机励磁电流超过给定值的120%，故障原因：调速器故障，控制回路故障。

Heat Sink Trip：变频器温度过高。原因：柜内温度过高，通风不畅，风扇故障，保险坏。

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Thermistor：电机温度过高。原因：通风不畅，风扇故障，电枢电流过高。

Over Volts：电枢电压超过额定值120%。原因：励磁、励磁电流及反电动势设置错误。

Field Fail：原因：励磁回路断开，励磁控制器操作错误。

3-Phase Failed：三相供电错误。原因：检查三相电源、保险、接触器、变频器产品代码。

Over I Trip：电流反馈超额定值280%。原因：电枢故障，调速器故障，电流设置错误。

Auxpower Fail：原因：检查辅助供电和主输入。

例2：在运行过程中出现接触器分开，显示故障代码为“3-Phase Failed”三相供电错误。根据该故障代码参照说明书，检查三相供电，熔断器。经检查三相电源电压是稳定的，熔断器是完好的，但接触器主触点烧伤，三相电流不平衡。更换接触器触头，恢复正常。

（3）测量其关键输入输出端电压值，判断其故障之所在

测量B8端电压：B8是紧急停止输入。24 V时调速器正常，0V时调速器启动程序停机。

测量C3端电压：C3是启动信号输入。24 V时启动调速器主电源合闸，0V时停止调速器主电源分闸。

测量C5端电压：C5是运行允许输入。24 V时允许启动调速器，0 V时禁止启动调速器。

测量C9端电压：电路板输出DC24V。

例3：在运行过程中，调速器主接触器分开，却没有故障代码显示。

在正常运行状态下，C9端24 V，否则电路板故障；上述前4个输入端电压都是24 V，如果不是24 V，则外围电路元器件有故障，如果都是24 V，则检查参数设置是否正确，如电机电枢电流额定值、励磁电流额定值、加速时间、减速时间等。如果参数设置没有问题，则电路板有故障。

（4）元器件或电路板对照法或替换法

电路板主要测试点：

IF：励磁电流反馈。0.0V=0%，4.0V=100%（平均电压）

IA：电枢电流反馈。±1.1V=±100%，(平均电压)

VA：电枢电压反馈。±110V=±100%，（平均电压）

0V：0V。参考零电位。

例3中已经确定是电路板存在故障，更换同机型好的电路板后试机，调速器正常运行了。接下来就是检查维修电路板了，用万用表和示波器分别测量两块电路板测量点电压及波形，找出故障点，更换电子元件。修复后试机，调速器正常运行了。

4 直流驱动器的保养

日常保养也是一项重要的工作，忽视了这项工作，也会影响调速器的正常运行。日常保养的工作内容就是清洁紧固，包括电路板的清洁，接线端子的紧固，散热器及风扇的清洁，保持控制柜的空气流通，进风口过滤器的清洁通畅，排风扇的清洁通畅，各显示仪表的精度校正。

例3中更换了同机型好的电路板后试机，运行一段时间后接触器依然分开。进一步分析，有可能是连接线接触不好，所有的接线点都进行了紧固。再一次试机，运行一段时间后接触器还是分断。折开调速器，发现电路板温度较高、散热器脏、散热风扇脏，控制柜进风口过滤棉更脏，排风扇很脏，整个控制柜都是粉尘，空气流通不畅，导致柜内温度高，电路板工作不正常，导致分开接触器。清洁散热器、风扇、控制柜、进风口、出风口，再次试机，调速器正常运行了，但调速器的温度还是偏高。后来专门将控制柜隔离出来，并安装了空调，一是减少了粉尘，二是减低控制柜温度。给调速器一个良好的运行环境。