AB羅克韋爾PF700L進(jìn)口四象限變頻器炸機(jī)維修實(shí)例

這次分享的是一臺(tái)ROCKWELL羅克韋爾四象限變頻器的維修過(guò)程，型號(hào)是羅克韋爾的經(jīng)典型號(hào)PowerFlex 700，簡(jiǎn)稱PF700，細(xì)分還有至少700B，700L，700無(wú)后綴三種機(jī)型，其中700L是水冷機(jī)型，這次維修的就是水冷機(jī)器，美國(guó)原裝進(jìn)口的，羅克韋爾品牌在中國(guó)國(guó)內(nèi)的變頻器市場(chǎng)算是冷門品牌，水冷的機(jī)器更少。
      通過(guò)維修的一些美國(guó)品牌的機(jī)器后，我發(fā)現(xiàn)美國(guó)人做產(chǎn)品的風(fēng)格就像他們喜歡秀肌肉一樣，真是用料十足，特別是金屬結(jié)構(gòu)部分不惜成本，特別厚實(shí)。此次維修的這臺(tái)羅克韋爾PF700L型號(hào)全稱為：20LD360N3ENNAE11WA。故障現(xiàn)象：輸入側(cè)發(fā)生爆炸后不能正常通電。這是一臺(tái)四象限變頻器，用于汽車功率測(cè)試臺(tái)的動(dòng)力拖動(dòng)。整流供電側(cè)和逆變輸出側(cè)結(jié)構(gòu)一樣，都是IGBT模塊。
      普通變頻器一般都是兩象限的，如果減速和制動(dòng)中產(chǎn)生回饋電壓，一般都是通過(guò)制動(dòng)電阻將能量消耗掉。但有一些應(yīng)用中不僅慣量巨大，而且電機(jī)頻繁產(chǎn)生回饋能量，這時(shí)候就需要用四象限變頻器了，不僅要滿足高動(dòng)態(tài)響應(yīng)，還可以將能量轉(zhuǎn)化成電量回饋到電網(wǎng)，以節(jié)省電費(fèi)。比如煤礦中的絞車驅(qū)動(dòng)變頻器，絞車不管是上行還是下行，兩組掛鉤上都會(huì)配上差不多的重量，但有時(shí)生產(chǎn)中不能匹配一至?xí)r，巨大的反饋電壓就可以通過(guò)變頻器的整流回饋功能將能量轉(zhuǎn)換成電量。還有汽車檢測(cè)時(shí)的拖動(dòng)電機(jī)，工作時(shí)根據(jù)各種不同的要求，電機(jī)頻繁在主動(dòng)和從動(dòng)之間改變，所以變頻器是四象限的。

      將羅克韋爾PF700L變頻器拆機(jī)初步檢查后統(tǒng)計(jì)問(wèn)題如下：1.輸入IGBT模塊炸了，炸得很黑，但是逆變IGBT模塊用萬(wàn)用表初步測(cè)量是好的。2.目測(cè)其他電路板和電容等主要部件沒(méi)有炸的痕跡和燒的特征，難道只炸個(gè)IGBT這么簡(jiǎn)單？3.進(jìn)一步檢測(cè)找到炸的原因，進(jìn)線電抗器底座到上層變頻器核心之間連接的電線燒斷了幾根，清理測(cè)量后確認(rèn)是輔助變壓器的380V交流供電線，此線路的靠電抗器一側(cè)有老鼠咬破表皮的痕跡。4.進(jìn)一步檢測(cè)確認(rèn)變頻器 控制端子進(jìn)線孔比較大，進(jìn)線數(shù)量比較少且安裝后沒(méi)有將這個(gè)孔堵住，剛好進(jìn)得了老鼠。至此羅克韋爾PF700L變頻器的初步情況已經(jīng)掌握，但是還不能準(zhǔn)確報(bào)價(jià)，因?yàn)殡娐钒暹€沒(méi)有測(cè)試出好壞，IGBT型號(hào)也較為特殊。
      經(jīng)常修過(guò)變頻器的師傅都一眼能看出來(lái)這個(gè)IGBT很不一樣，并非常見(jiàn)的英飛凌、歐派克、西門康、三菱、富士、三社等品牌，而它有自己的品牌標(biāo)ROCKWELL羅克韋爾，不僅如此，它是一塊水冷IGBT模塊，內(nèi)部有水管通道，看上去非常厚重，型號(hào)是371752-A02。之后常規(guī)檢測(cè)各電路板和其他電路，詳細(xì)包括：1.大電解電容6只，全部拆下來(lái)測(cè)量容量。2.下方的開(kāi)關(guān)電源僅供風(fēng)扇24伏直流，供530V直流即可工作。3.下方端子排的線都有線號(hào) ，拆線時(shí)不必做標(biāo)記都容易接回去，但如果不拆的話顯示屏那一層的鐵板拿不下來(lái)沒(méi)辦法檢測(cè)里面的控制電路板。4.上方的開(kāi)關(guān)電源也是供530V直流電壓，開(kāi)關(guān)電源給整機(jī)的控制電路板供電，編號(hào)為350897-A06和350897-A03的兩塊控制板。
    給開(kāi)關(guān)電源通上直流電壓后，顯示屏亮了，測(cè)量各標(biāo)的電壓：24V,+15V,-15V,5V都正常，風(fēng)扇24V正常。至此大約可以判斷各電路基本是好的，只是IGBT炸了，IGBT驅(qū)動(dòng)電路板是集成在IGBT模塊里面的，炸的原因初步分析為老鼠咬到電線短路。由于IGBT模塊售價(jià)太貴，萬(wàn)一買回來(lái)電路板修不好就麻煩了，這種ROCKWELL羅克韋爾水冷四象限的變頻器電路板在國(guó)內(nèi)并不好買。所以接下來(lái)還是希望通過(guò)老辦法，不裝整流IGBT，騙過(guò)各種報(bào)警看看能不能正常試轉(zhuǎn)變頻器。
上電后顯示屏第一個(gè)報(bào)警代碼F177，注意大部分品牌的變頻器當(dāng)不止一個(gè)報(bào)警信號(hào)的時(shí)候，都只會(huì)顯示一個(gè)最優(yōu)先的報(bào)警代碼，當(dāng)這個(gè)代碼解除了之后才會(huì)依次顯示后續(xù)的代碼。查閱說(shuō)明書F177解釋為700L HW Disable，Hardware disable asserted on 700L power structure.解決方法：Verify drive enable is present.翻譯后大意是 說(shuō)F177的故障代碼是因?yàn)殡娫唇Y(jié)構(gòu)上有一個(gè)斷定的硬件禁用。解決方法為：驗(yàn)證是否存在驅(qū)動(dòng)器啟用。其實(shí)這是羅克韋爾PF700變頻器有一個(gè)啟動(dòng)緊急聯(lián)鎖未打開(kāi)，類似于其他品牌的IGBT封鎖功能，需要短接1B7 1B8就好了。
      短接線路后重新上電，顯示屏報(bào)警代碼變成了F***查遍了說(shuō)明書都沒(méi)有這個(gè)代碼，在關(guān)于Converter Faults轉(zhuǎn)換器故障章節(jié)里有一段關(guān)于F***的解釋：When a fault is generated in the Converter, that fault is passed to the Inverter so all the faults are recorded in the Inverter fault queue. Faults in the converter are numbered . 通過(guò)翻譯軟件直譯的意思是：當(dāng)變頻器中產(chǎn)生故障時(shí)，故障會(huì)傳遞給變頻器因此，所有的故障都記錄在逆變器故障隊(duì)列中。斷層轉(zhuǎn)換器編號(hào)為*。使用PowerFlex 700矢量控制時(shí)，轉(zhuǎn)換器的故障是加上基數(shù)*，所有變頻器故障都被編號(hào)為*。HIM上的彈出窗口提醒用戶查看故障登錄PF700AC以獲取特定的故障文本。這段話不是很讓人明白，后來(lái) 咨詢官服技術(shù)人員后也沒(méi)有給出直接有效的解釋。經(jīng)過(guò)不斷的摸索試驗(yàn)，終于掌握了這個(gè)代碼的轉(zhuǎn)換技巧，有需要的同行可以電話咨詢：重慶妙工科技有限公司，崔工18523963297。
      原來(lái)F***是電路檢測(cè)電路異常，開(kāi)始以為是炸IGBT模塊的時(shí)候電流太大把霍爾傳感器搞壞了，換了新的傳感器之后沒(méi)解決問(wèn)題，只能仔細(xì)檢修電路板，終于查到電流檢測(cè)板上有元件壞了，更換后F***報(bào)警消除。重新上電后繼續(xù)報(bào)警F***，說(shuō)明書解放為功率轉(zhuǎn)換 器件檢測(cè)到有過(guò)度的相電流，由于買不到電路板更換，最終經(jīng)過(guò)幾天幾夜的苦戰(zhàn)，還是查到電路板有檢測(cè)元件損壞。F***解決后報(bào)警全部解除。
      將整機(jī)恢復(fù)后測(cè)試羅克韋爾PF700L變頻器也有許多需要注意的地方。三相進(jìn)線上從左到右的標(biāo)識(shí)號(hào)為RST，但是實(shí)際里面對(duì)應(yīng)整流IGTB上的RST是反的，按變頻器的線號(hào)進(jìn)線處應(yīng)該是TSR才對(duì)。不然取樣線接反了啟動(dòng)直接過(guò)流跳開(kāi)關(guān)。400V三相交流電上電后直流母線電壓530V，當(dāng) K2接觸器吸合后電壓會(huì)升到700V，此時(shí)進(jìn)線電路也會(huì)上升，這臺(tái)360A的變頻器K1吸合空載進(jìn)線電路約12A，K2吸合后升到14A，說(shuō)明IGBT整流部分正常工作。最后，由于這臺(tái)羅克韋爾PF700L變頻器只是損壞了整流部分，逆變部分是好的，所以測(cè)試電機(jī)也就相當(dāng)順利了。
      如果維修羅克韋爾PF700L變頻器時(shí)需要拆開(kāi)底座部分，里面是電抗器、阻容吸收電路、充電電阻和交流接觸器，安裝時(shí)要注意先對(duì)準(zhǔn)水管轉(zhuǎn)換件，再對(duì)準(zhǔn)上下機(jī)座螺絲，不然容易搞壞水管接頭。