安川变频器常见故障及维修对策

王 曼

南京港龙潭集装箱有限公司



安川变频器常见故障及维修对策

王 曼

南京港龙潭集装箱有限公司

针对安川变频器的常见故障，结合多年运行实践及维修经验，分析了发生故障的原因，提出了维修对策, 对确保安全生产、提高生产效率、培养高素质的港口设备维护队伍具有指导价值。

变频器; 港口设备； 常见故障； 维修对策

1 引言

随着现代化控制理论的发展及计算机技术的应用，港口电气设备已经实现了智能化控制，不仅显著地提高了港口设备的装卸性能，简化了控制线路和日常维护工作，同时也增加了港口设备维护的技术含量。拥有一支高素质的港口设备维护队伍，是确保港口设备装卸能力的关键。设备维护人员必须了解这些设备的常见故障，特别是变频器这种关键控制元件的常见故障，以便日常工作中能及时、快捷、顺利地对设备进行维护、检查、故障排除。

2 安川变频器常见故障分析

某公司现有10台岸桥，其中有6台使用了安川变频器，镇流器采用的是Yaskawa Varispeed 656DC5,起升机构和大车机构共用2套Yaskawa Varispeed 676H5变频器，俯仰机构和小车机构共用1套Yaskawa Varispeed 676H5变频器。安川变频器自身有完善的监测保护程序，能根据电机参数判断出电机运转中的异常，自动记录发生异常时电机的各项参数及变频器的运转参数(电流、电压、频率、功率、输入输出端子状态等)，便于维修人员判断分析故障[1]。变频器发生故障时，首先查询、阅读故障信息，根据故障信息找到故障单元，检查故障单元元器件的好坏，更换或替代故障元件，从而快速排除故障[2]。常见故障及解决方法如下：

(1)过电流，显示字符:OC。跳闸原因是输出端UVW短路，负载过大，加/减速时间设定不正确或转矩提升量不合理，造成过电流或主回路模块过热。检查电动机接线盒内有无短路，电动机绕组是否对地、相间短路，变频器至电动机的电缆是否对地或相间短路，适当减小负荷，重新设定加减速时间和转矩提升量。如果断开负载，变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路故障，检查逆变电路IGBT模块的好坏，更换故障模块。

(2)过电压，显示字符:OV。跳闸原因是直流母线产生过电压，电源电压不在规定的范围内，主回路直流电压过高，加/减速时间设定不正确。应适当减小负载的转动惯量，如果OV是在突卸负载时动作，就要考虑增设制动单元，使滤波电容上的电压不致因充电而升得过快。用万用表检查输入电源电压，看输入电压是否在允许范围内，是否存在输入电压过高的问题；检查取样反馈回路有无故障，检查变频器内部相应参数设置，电机最大转矩是否设置太高，如果太高，进行相应调整。

(3)欠电压，显示字符:UV。说明变频器电源输入部分有问题，供电电路有器件故障或连接不良, 同一电源系统中有启动电流大的负载，操作顺序不当。

(4)过载，显示字符:OL。过载故障包括变频器过载和电机过载。可能是加速时间太短、直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等方法消除。负载过重，可能是所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不良引起。前者必须更换大功率的电机和变频器；后者则要对负载设备进行检修，加强润滑维护。

(5)过热，显示字符:OH。如电动机有温度检测装置，检查电动机的散热情况；变频器温度过高, 检查变频器的通风情况, 风扇电源连接是否正常，接头是否松脱，电机有无反转；风扇转动时，机械噪声是否过大，风扇转速是否偏慢，如果出现此种情况，停机后用手试转，看其轴承转动是否灵活，有无机械卡死或杂音，如有则及时更换轴承；环境温度是否过高(高于40 ℃)，房间门窗是否过于严实，致使房间整体通风量不够，热量不易散发，此时应注意加强通风，改善周围环境温度，有条件的可采用侧墙底部进风，房屋顶部排风的方式，以加强空气对流。

(6)PG开路，显示字符:PGO。在变频器闭环控制时，编码器的读出的速度不能反馈到变频器上就会报此故障，这时U1-05没有速度反馈值。导致此故障主要原因有：编码器到PG卡的线断接、PG卡的接线错误、编码器损坏。应重新接线，或更换编码器、PG卡。

(7)接地故障，显示字符：GF。变频器报接地故障，应该检查变频器输出电缆和电机是否绝缘，若电机损坏、电机对地短路，更换电机即可。

3 其他故障

以上是一些常见故障的解决方法，下面介绍变频器的各个部件损坏会出现的现象。

(1)主控板损坏。可能导致操作面板没有显示，电机的动作迟钝，动作中出现抖动，或者没有动作。外部指令不能接受，多功能输入信号没有显示(U1-10没有变化)。

(2)驱动板损坏。会导致电机控制时无动作，或者电机旋转时抖动很厉害。这种情况变频器有时不报任何故障，可将驱动板拆下，用万用表的欧姆档检测IGBT的门机触发极给定端，检查各个端的电阻是否平衡，如果出现100 Ω 以上的差别，说明触发电路已经有元件损坏，需要更换驱动板。

(3)IGBT、保险烧坏。变频器会报PUF故障。每次IGBT烧坏后，至少有一个保险烧坏，应先更换保险，再按照第2条检查驱动板。维修好后上电运行前注意观察历史故障(可能历史故障主要为OC，OL2，OV)及启动电流和直流母线电压的最高值和最低值，按照需要对参数重新调整。如果是开环控制，有时需要对电机做一个静态自学习。

(4)启动电阻损坏。会出现直流母线上的接触器不吸合，控制面板无显示，在上电的时候听不到接触器吸合的声音。更换了启动电阻后还应注意检查制动单元是否有短路、对地短接的现象。

(5)制动单元烧坏。变频器报OV故障，并且电机在减速和停止的过程中制动单元上的红色二极管指示灯不闪烁。可将制动单元拆开，测量里面的保险是否已经烧断，制动斩波的IGBT是否已经被击穿。具体方法为，用万用表的二极管档分别将红黑表笔接IGBT上的E，C两端，如果都为接通状态，说明IGBT已经被击穿，保险肯定也被烧坏。更换制动单元之前，要注意检查控制柜到制动电阻箱之间的线是否有短路、断路、对地短接的现象，先将外部原因查清楚后再上电[3]。

4 检修及部件更换

在变频器的使用过程中，对变频器的日常检查和定期维护是不可缺少的。变频器日常检修内容见表1，部件更换周期见表2。如果使用合理、维护得当、处理故障及时，就能够延长变频器的使用寿命，保证长期安全生产，从而减少因变频器突发故障而造成的停产损失。

表1 变频器日常检修内容

表2 变频器部件更换周期

注：运行条件如下： 环境温度：年平均30℃；负载系数：≤80%；运行时间：每天≤12 h

5 结语

电气系统中可能有许多故障发生，这就需要维修人员在熟悉产品性能和控制原理的基础上，分析查找并排除故障，确保安全生产，提高生产效率。

[1] 安川变频器VARISPEED-686CR5使用手册[Z].

[2] 安川G7变频器培训手册[Z].

[3] 黎明森,黄有方.现代港口电气自动化工程技术手册[M].北京：人民交通出版社，2005.

[4] 杨子旭.港口起重机安川变频器故障分析[J].港口装卸,2015(2):15-17.

王曼: 南京市栖霞区龙潭街道龙潭物流园区1-2号

Common Faults and Maintenance of the Yasakawa Inverter

Wang Man

Longtan Container Co.，Ltd., Nanjing port

The reason of common faults of the Yasakawa inverter is analyzed and the maintenance countermeasure is proposed with many years of operation practice and repair experience. It is really useful on ensuring life safety, increasing production efficiency and culturing port equipment maintainers with high quality.

inverter ；port equipment; common faults; maintenance countermeasure

2016-07-07

10.3963/j.issn.1000-8969.2016.06.014