艾默生變頻器維修網點

上海西邑電氣技術有限公司專業維修世界各種品牌變頻器:

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艾默生變頻器的主要故障及處理方法

(1)故障P.OFF

上電顯示P.OFF延時1~2s后顯示0,表示處于待機狀態。在應用中若出現變頻器上電后一直顯示P.OFF而不跳0現象,主要原因有輸入電壓過低、輸入電源缺相及變頻器電壓檢測🍬電路故障,處理時應先測量電源三相輸入電壓,R、S、T端子正常電壓為三🐬相380V,如果輸入電壓低于320V或輸入電源缺相,則應排除外部電源故障。

如果輸入電源正常可判斷為變頻器內部電壓檢測電路或缺相保護故障,對于G1/P1系列90kW及以上機型變頻器,故障原因主要為內部缺相檢測電路異常,缺相檢測電路由兩個單相380V/18.5💫V變壓器及整流電路構成,故障原因大多為檢測變壓器故障,處理時可測量變壓器的輸出電壓是否正常。

(2)故障ER08

變頻器出現ER08故障代碼表示變頻器處于欠壓故障狀態。主要原因有輸入電源過低或缺相、變頻器內部電壓檢測電路異常、變頻器主電路異常。通用變頻器電壓輸入范圍🔯在320V~460V,在實際應用中變頻器滿載運行時,當輸入電壓低于340V時可能會出現欠壓保護,這時應提高電網輸入電壓或變頻器降額使用;若輸入電壓正常,變頻器在運行中出現ER08故障,則可判斷為變頻器內部故障。當主回路中KS接觸器跳開,使限流電阻在變頻器運行時串聯到主回路中,這時若變頻器帶負載運行便會出現ER08故障,這時可排除是否為接觸器損壞或接觸器控制電路異常;若變頻器主回路正常,出現ER08報警的原因大多為電壓檢測電路故障,一般變頻器的電壓檢測電路為開關電源的一組輸出,經過取樣、比較電路后給CPU處理器,當超過設定值時,CPU根據比較信號輸出故障封鎖信號,封鎖IGBT,同時顯示故障代碼。

(3)故障ER02/ER05

故障代碼ER02/ER05表示變頻器在減速中出現過流或過壓故障,主要🎀原因為減速時間過短、負載回饋能量過大未能及時被釋放。若電機驅動慣性較大的負載時,當變頻器頻率(即電機的同步轉速)下降時電機的實際轉速可能大于同步轉速,這時電機處于發電狀態,此部分能量將通過變頻器的逆變電路返回到直流回路,從而使變頻器出現過壓或過流保護。現場處理時在不影響生產工藝的情況下可延長變頻器的🅰減速時間,若負載慣性較大,又要求在一定時間內停機時,則要加裝外部制動電阻和制動單元,G2/P2系列變頻器22kW以下的機型均內置制動單元,只需加外部制動電阻即可,電阻選配可根據產品說明中標準選用,對于功率22kW以上的機型則要求外加制動單元和制動電阻。

ER02/ER05故障一般只在變ꦏ頻器減速停機過程中才會出現,如果變頻⛎器在其它運行狀態下出現該故障,則可能是變頻器內部的開關電源部分,如電壓檢測電路或電流檢測電路異常而引起的。

(4)故障ER17

代碼ER17表示電流檢測故障,通用變頻器電流檢測一般采用電流傳感器,🎀通過檢測變頻器兩相輸出電流來實現變頻器運行電流的檢測、顯示及保護功能,輸出電流經電流智能傳感器輸出線性電壓信號,經放大比較電路輸送給CPU處理器,CPU處理器根據不同信號判斷變頻器是否處于過電流狀態,如果輸出電流超過保護值,則故障封鎖保護電路動作🃏,封鎖IGBT脈沖信號,實現保護功能。

變頻器出現ER17故障主要原因為電流傳感器故障或電流💟檢測放大比較電路異常,前者可通過更換傳感器解決,后者大多為相關電流檢測IC電路或IC芯片🌼工作電源異常,可通過更換相關IC或維修相關電源解決。

(5)故障ER15

代碼ER15表示逆變模塊IPM、IGBT故障,主要原因為輸出對💞地短路、變頻器至電機的電纜線過長(超過50m)、逆變模塊或其保護電路故障。現場處理時先拆去電機線,測量變頻器逆變模塊,觀察輸出是否存在短路,同時檢查電機是否對地短路及電機線是否超過允許范圍,如上述均正常,則可能為變頻器內部IGBT模塊驅動或保護電路異常。一般IGBT過流保護是通過檢測IGBT導通時的管壓降動作的。

當IGBT正常導通時其飽和壓降很低,當IGBT過流時管壓降VCE會隨著短路電流的增加而增大,增大到一定🥀值時,檢測二極管DB將反向導通,此時反向電流信號經IGBT驅動保護電路送給CPU處理器,CPU封鎖IGBT輸出,以達到保護作用。如果檢測二極管DB損壞,則變頻器會出現ER15故障,現場處理時可更換檢測二極管以排除故障。

(6)故障ER11

ER11故障表示變頻器過熱,可能的原因主要有:風道阻塞、環境溫度過高、散熱風扇損壞不轉及溫度檢測電路異常。現場處理時先判斷變頻器是否確實存在溫度過高情況,如果溫度過高可先按以上原因排除故障;若變頻器溫度正常情況下出現ER11報警,則故障原因為溫度檢測電路故障。康ꦰ沃22kW以下機型采用的七單元逆變模塊,內部集成有溫度元件,如果模塊內此部分電路故障也會出現ER11報警,另一方面當溫度檢測運算電路異常時也ಌ會出現同樣故障現象。

隨著計算機技術,電力電子技術和控制技術的飛速發展,變頻器在工業中具有提高工藝質量和生產效💯率的重要作用。變頻器是艾默生公司生產的高品質、多功能、低噪音🥂的矢量控🗹制通用變頻器。通過對電機磁通電流和轉矩電流的解耦控制,實現轉矩的快速響應和準確控制,能以高控制精度進行寬范圍的調速運行。電動機與變頻器構成的調速系統與其他調速方式相比,*主要的特點是具有高效率的驅動性能,良好的控制特性,節能效果明顯、調速性能好、調速比寬、快速響應性優🐽良、應用范圍廣、性價比高等優點,是目前交流調速方案中*進的系統之一。

本文從計算機對變頻器進行監測和控制的角度,以目前應用較多的艾默生變頻器為控制對象,介紹變頻器的計💙算機的硬件構成、軟件設計、以及通訊原理和通訊命令。該系統已在實際項目中經現場測試驗證。

1 硬件結構

硬件總體結構設計中,上位機作為主控單元,為了使計算機與變頻器之間能夠通信,應在兩者之間安裝一個轉換接口,這樣計算機通過RS232/RS485轉換接口連接到變頻器,通過變頻器驅動控制變頻電機,變頻電機驅動轉臺旋轉。編碼器把電機轉動信息反饋至變頻器,從而實現上位機發送通信命令控制變頻器,變頻器響應命令驅動電機使轉臺動作,編碼器把反饋信息回傳給變頻器,完成控制流程。監控系統的硬件結構如圖1所示。

根據實際工作環境,該系統中上位PC機選擇研華工控機,采用變頻器作為監控系統🅷核心控制器件,使用變頻器可加強系統的保護功能,實現過壓、過流、欠壓、斷路及短路等保護功能;實現了無級調速,調速范圍寬,特性曲線好,控制精度高,節能效果好;變頻電機采用嘉興巨能電機廠生產的YVP系列三相異步電動機,該電動機調速范圍寬、振動小、噪聲低、能與各種SPWM變頻裝置相配套。構成交流變頻無級調速系統。

2 監控系統通信方式

為了實現PC機與變頻器之間的通訊,首先要了解它們之間的通信協議。計算機與變頻器之間采用十六進制數,數據在計算機與變ꦐ頻器之間自動使用ASCII碼傳輸。PC機后臺為主機,變頻器為從機。采用📖主機“輪詢”,從機“應答”的通信方式。

數據幀結構為:幀頭、用戶數據、幀尾。幀頭:包括起始字節、從機地址;幀尾:校驗數據(異或校驗);用戶數據:包括參數數據和過程數據;參數數據:包括功能碼操作命令,響應、功能碼號、功能碼設定/實際值,在短ಌ幀中沒有參數數據;過程數據:包括主機控制命令/從機狀態響應、主機運行主設定/從機運行實際值。

EV3000可以通過長短幀進行通信。短幀用于獨立傳送自動控制系統所需的控制字和狀態字;長幀既包括控制字和狀態字又含有涉及操作控制、觀測、維護以及診斷等的內容(所具有的內容受變頻器自身功能的限制)。本文以長幀為例進行說明。從計算機(控制器)到變頻器的通信發送幀格式如圖2所示。從變頻器到計算機(控制器)的通信接收幀格式如圖3所示。

EV3000的參數定標說明如下:

1)頻率的定標為1:100。欲使變頻器以50 Hz運轉,則主設定應為1388H(5 000)。

2)時間的定標為1:10。欲使變頻器加速時間為30 s,則功能碼設定應為012CH(300)。

3)電流的定標為1:10。若變頻器反饋電流為012CH,則該變頻器當前電流為30 A。

3 軟件設計

軟件設計基于Windows平臺的可視化集成開發工具Delohi軟件,利用Delphi的第三方提供的Spcomm控件,可簡單便捷地實現應用程序的串行通信。Spcomm主要屬性方法包括:1)CommName:設置串口;2)BaudRate:設置波特率;3)Paritv:奇偶校驗位;4)ByteSize:設定的字節長度;5)StopBits:停止位;6)Startcomm方法,用于打開串口;7)StopComm方法用于關閉串口;8)WriteCommData方法用于將一個字符串發送到寫進程。監控界面如圖4所示。

監控程序界面主要用于用戶和系統之間交互。通過此界面,用戶一方面可以方便地控制電機動作,另一方面,也可實時監控器的一些比較重要的參數,如電流、頻率、電機的轉矩及轉速等,觀察其運行狀況是否正常。在計算機通信前必須對串口進行初始化,而且參數要與變頻器參數相同,否則不能通信。變頻器通信程序流程如圖5所示。

在實際應用中,通過計算機控制軟件設定相應頻率使轉臺在匹配的加速度下運行。表1中列出變頻器頻率f,轉臺法向加速度G,轉臺角速度ω,轉臺轉速N之間的對應關系。

圖6是變頻電機驅動轉臺按表1中3種頻率變換動作,逐級遞升使轉臺法向加速度在40,60,80 g下轉動。通過分析實驗數據可知,上位機監控軟件能夠穩定、準確的控制變頻電機動作,完成操作流程。

4 結束語

實驗證🌞明基于艾默生成功實現了對電機的正常驅動和運行狀態監控,簡化了控制邏輯系統,操作簡單方便。通過上位機對電機的實時監控,大大提高了電機的運轉穩定性,從而實現電機的穩定安全運行。