616P5變頻器“頻率設定不可調”故障的探討
發布時間：2019-08-01 10:39:16來源：
616P5變頻器“頻率設定不可調”故障的探討
1 引言 變頻器在運行的過程中，可能會出現種種問題，需要進行維修和檢修; 而變頻器在停機較長時間后，由于各種原因，也可能會造成故障。本文將介紹一種所遇到的變頻器在停機4個月后，恢復運行時出現的故障。
2 故障現象
一臺拖動潛污泵的安川616p5變頻器，在線停機4個多月恢復運行時發現，自開機的整個運行過程中，屏顯50hz的頻率，表顯78a電流。按照工藝要求泵機應在50hz以下范圍內運行變化。顯然，變頻器的變頻功能失控。
3 故障分析與檢測
變頻器能運行在50hz的工頻中且輸出380v的電壓，泵機運行。這些現象表明功率模塊輸出正常，控制電路失常。616p5是通用型變頻器，它的控制電路核心元件是一塊內含cpu的產生脈寬調制信號的專用大規模集成電路l7300526a。該變頻器通常處在遠程傳輸控制中，從控制端子接受4~20ma的電流信號。根據通用型變頻器工作原理，“頻率設定不可調”故障現象，可能來自兩個單元電路:
(1) a/d轉換器
(2) pwm的調制信號。
本著先易后難的檢修思路, 為排除a/d轉換電路的隱患，采用排斥法檢測, 即首先卸掉控制端子相關電纜, 改用鍵盤〈即數字操作器〉輸入頻率設定植, 屏顯故障現象依舊。
第二步，采用比較法檢測，即用model100信號發生器分別從控制端子fi-fc，fv-fc輸入4~2ma，0~10v模擬信號，結果屏顯故障現象依舊。從鍵盤輸入數碼〈參數設定值〉，是通過編碼掃描程序進入cpu系統，控制端子輸入的模擬信號則是經過a/d轉換后并經邏輯電路處理進入cpu系統。通過排斥法和比較法的檢測，可以確認a/d轉換電路正常。芯片l7300526a采用數字雙邊沿調制載波方式產生脈寬調制信號，驅動晶體管功率模塊構成的三相逆變器。載波頻率等于輸出頻率和載波倍數的乘積。對于載波倍數的每個值，芯片內部的譯碼器都保存一組相應的δ值(δ值是一個可調的時間間隔量，用于調制脈沖邊沿)。每個δ值都是以數字形式存儲，與它相應的脈沖調制寬度由對應數值的計數速率所確定。
譯碼器根據載波頻率和δ調制，比較終得出控制信號。譯碼器總共產生3個控制信號，每個輸出級分配1個，它們彼此相差120°相位角。616p5的載波參數n050設定的載波變化區間分別是【1、2、4~6】、【8】、【7~9】。【1、2、4~6】載波頻率=設定值×⒉5khz(固定)，(同理8、7~9省略)。輸出頻率=載波頻率/載波倍數。根據616p5的載波參數n050的含義，重新核查載波設置值，結果發現屏顯輸出的是一個非有效值“10”且不可調(616p5載波變化區間的有效值為1-9); 由此可見“屏顯輸出50hz不可變”的故障顯然與載波倍數的δ有關。
現以附圖作進一步的分析，載波在一個周期內有9個脈沖，它的兩個邊沿都用一個可調的時間間隔量δ加以調制而且使δ∝sinθ。θ為未被調制時載波脈沖邊沿所處的時間或稱為相位角。sinθ為正值時，該處的脈沖變寬，sinθ為負值時，該處的脈沖變窄。輸出的三相脈沖邊沿及周期性顯然為δ∝sinθ所調制。如附圖三相輸出電壓 所示。
從附圖中可以看出變頻器若在基頻下運行，載波調制的脈沖個數必然要足夠的多。附圖中的vr-y就是r相和y相相減的線電壓。這顯然也表明了在一個周期內載波脈沖的個數越多，線電壓平均值波形越接近正弦。綜上所述，載波調制功能的正常與否直接影響功率晶體管開關頻率的變化，從而影響輸出電壓(即頻率)的變化。
4 結束語
該故障的根本原因是l7300526a的cpu系統內部的譯碼器δ調制程序讀出異常。像雷電的感應波、電網峰、谷浪涌、4~20ma電流異常等，這些干擾性的因素沖擊都有可能造成cpu程序異常。(限于資料方面的技術原因，筆者無法利用筆記本電腦手段診斷該變頻器的cpu程序，以作更為具體的查證)。更換主控板etc615162-s3013。變頻器恢復正常運行。