用钳子夹住油压调节器的回油管（不要损伤油管）。
接通点火开关，发动机起动前的油压应达到300kpa左右。如果压力过低，可用钳子夹住油压调节器的回油管（不要损伤油管），阻断回油通路。若油压上升，说明油路有堵塞或电动汽油泵有故障，应先拆检汽油滤清器，若正常，再检修或更换电动汽油泵。
数控机床电源的常见故障及抗干扰措施
摘 要:OTIS 430电梯在运行过程采用变频器控制时,经常跳闸变频器故障显示为SC故障。通过检查变频器IGBT模块损坏,后查明是轴电流引起。在安装滤波器后轴承电流减少到可以忽略的水平,变频器使用寿命得以大大提高,且最终解决了变频器过流问题。
关键词:变频器 过流 故障排除
中图分类号:TM3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0134-02上海金融大厦现有19台OTIS430电梯,在正常运行时电机经常跳闸,电梯采用的是安川的变频器,变频器报SC故障过流。在随后的维修检查中发现由于过流故障导致变频器内部IGBT模块全部损坏。本文将主要讨论的就是变频器IGBT排查的基本步骤,以及采用装设滤波器来解决变频器过流的故障。
1 变频器过流的基本排查及负载侧检查
对于电机来说,变频器中过流保护的对象主要指带有突变性质的、电流的峰值超过了流检测值(约额定电流的150%,不同变频器的保护值不一样),变频器则显示过流,由于逆变器件的过载能力较差,所以变频器的过渡保护是至关重要的一环。
负载侧的原因是引起变频器过流的最主要因素,因此一旦发生过流故障,首先要检查有以下几点。
(1)工作机械有没有卡住,以避免电机负载突变,引起的冲击过大造成过流。
(2)负载侧有没有短路,以避免电机和电机电缆相间或每本对地的绝缘破坏、造成匝间或相间对地短路,此项内容可以用兆欧表检查对地或者相间有没有短路。
(3)电动机的起动转矩过小,拖动系统转不起来。
(4)过流故障还与电机的漏抗、电机电缆的耦合电抗有关,所以选择电机电缆一定按照要求去选。
(5)在变频器输出侧有无功率因数矫正电容或浪涌吸收装置,如果有,就必须撤除。
(6)当负载电机装有测速编码器时,速度反馈信号丢失或非正常时,也会引起过流,因此也必须正确检查编码器和其电缆。经检查,发现负载正常。
2 变频器IGBT模块检查
IGBT,绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。
IGBT判断好坏将万用表拨在R×10kΩ挡,用黑表笔接IGBT的集电极(C),红表笔接IGBT的发射极(E),此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极(G)和集电极(C),这时IGBT被触发导通,万用表的指针摆向阻值较小的方向,并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极(G)和发射极(E),这时IGBT被阻断,万用表的指针回零。此时即可判断IGBT是好的(IGBT原理图见图1)。
3 轴电流引起的异常问题
更换了变频器IGBT模块后正常工作,但发现在同样的运行时间周期后,变频器还会报sc故障,导致故障重演。此时,就怀疑是由于轴电压和轴电流问题。其中轴承电流主要以三种方式存在:dv/dt电流、EDM电流和环路电流。dv/dt电流主要与PWM的上升时间tr有关,tr越小,dv/dt电流的幅值越大;逆变器载波频率越高,轴承电流中的dv/dt电流成分越多。EDM电流出现存在一定的偶然性,只有当轴承润滑油层被击穿或者轴承内部了生接触时,存储在定子转子对地电容Crf上的电荷(1/2Crf×Urf)通过轴承等效回路Rb、Cb、Zb对地进行火花式放电,造成轴承光洁度下降,降低使用寿命,严重地造成直接损坏。环路电流发生在电网变压器地线、变频器地线、电机地线及电机负载与大地地线之间的回路(如水泵类负载)中。
4 解决方案
为彻底解决发故障我们决定在变频器的电力输出线与电机之间安装输出滤波器,不但能有效滤除变频器输出电流中的高次谐波,减小由高频谐波引起的附加转矩,降低电机温升及电机运行噪音,而且能有效抑制变频器的输出侧的浪涌电压,保护电机,提高变频调速系统的功率因数。输出滤波器选型要求有以下几点。
4.1?明确基本参数
首先,要明确需要配套变频器输出端专用型滤波器的变频器的基本参数,包括:电压类型、电压数值、电流数值、功率。
4.2?明确目的
加变频器输出端专用型滤波器的目的,是想控制那些参数,控制到什么程度;一般来讲,LC滤波器可以把畸变率控制在8%～10%,谐波滤波器可以控制在2%～5%;正弦波滤波器,不但可以延长变频器输出线的距离,而且,可以把波形控制的比较像正弦波。
4.3?安装
(1)变频器输入端专用型滤波器、变频器输出端专用型滤波器不能互相替用。
(2)变频器输出端专用型滤波器安装时要有良好的接地。
(3)应把变频器输出端专用型滤波器外壳直接和机箱的金属部分良好接触,且系统接地电阻应尽可能低。
(4)变频器、UPS等大功率的用电设备,应把变频器输出端专用型滤波器安装在尽量接近设备的变频器输出端的位置,如果可能应装入设备内部,电源引入线和输出线应做屏蔽,不能在箱体中裸露。
(5)变频器输出端专用型滤波器应保证变频器至电机的引线尽量短,并且不能和变频器的电源线以及其他控制、通讯线交叉或并行。
我们选择了ABB公司PQF系列输出滤波器(输出滤波器原理图见图2)。PQF有源动态滤波器提供良好的过滤性能,同时在无功功率和线路平衡特性方面也性能优越。
(1)最高可滤除到第50次谐波。
(2)对于目标谐波,有效滤波能力可达97%。
(3)符合G5/4,IEEE519等国际标准要求。
(4)使用闭环反馈控制方式,可确保最佳滤波精度。
(5)可设定滤波模式和选择滤除谐波的种类。
(6)能够自动适应电网的阻抗变化。
(7)可与690V系统(CE/C-Tick)和600V(cUL)直接连接易于进行容量扩展。
5 结语
牵引电机出现过流的原因在于变频器输出的PWM导致电流的出现突变,并损坏了IGBT模块,最终出现恒速过流。实践证明,变频器输出滤波器可以使轴承电流减少到可以忽略的水平,电机的使用寿命得以大大提高。
参考文献
[1] 刘天牧,曹庚军.电牵引采煤机变频器故障分析与处理[J].煤矿机械,2006(4).
数控机床电源的常见故障及抗干扰措施
由于我国工业用电电网电压波动较大，由此造成数控系统电源部分故障频率较高。那具体的故障都有哪些呢?有什么抗干扰措施没有?我为此特意整理了相关知识分享给大家!
电源是电路板的能源供应部分，电源不正常，电路板的工作必然异常。
一、开关电源常见的故障
1、熔丝熔断
如果烧断时保险管发黑有斑点，说明线路有严重短路，它是由于高压滤波电容击穿，整流管击穿等明显故障原因引起。如果保险管不黑，属慢慢熔断，可进行静态测量。一般是半桥中的一个开关管击穿或不良。
2、熔丝不断，输出无电压
这种情况先检查有无300V直流电压。如果没有，故障发生在逆变之前;如果有300V高压而无输出，这时可用示波器检查开关管集电极有无20kHz波形。如果开关管被击穿或没有振起。高频变压器开路均可造成逆变停止。另外，逆变电器正常但被后级的过流或过压电路动作而保护，使输出无电压。如果12V档主输出电源输出空载，就会引起过保护而使输出无电压。
3、电源输出电压不准
一般情况下，数控系统各档稳压直流电压的允许电压范围为额定值的?5%之内，如果超此范围，可调整电压调节电位器。将主输出电压档调至标准值。如果不能调至标准值，可能是电位器坏了或稳压管坏了。如果只有某一档电压偏离较大，则很可能是该档整流二极管损坏，要尽可能调换同型号的二极管。有时开关电源的负载能力差，也会使输出电压降低过大，这可能因参数变化使电路工作点偏离线性区域，如放大环节增益降低，检测电路处于非线性状态等。
4、开关电源发出重复地特殊响声
这通常是工作频率过低所造成，可用示波器检测脉冲宽度调制器，正常工作时将近20kHz左右。如定时回路电容器容量变大，也会引起振荡频率过低，使电源产生特殊的重复的响声。使开关电源不能正常工作。更换合适的电容即可恢复其正常工作。
二、数控机床抗干扰途径
1、采用抗干扰的优质电源
经验表明由电源引入的干扰是系统干扰的主要来源，抗干扰性能好的优质电源是提高系统可靠性的关键。
2、阻断噪声干扰传递路径
数控系统使用现场的电磁环境一般较为恶劣，特别是附近大型电气设备起动及停止时会在公用交流电网和控制回路上产生高频瞬变噪声。这些噪声会通过数控系统的输入电源窜入系统内部，因此必须采取滤波、隔离、屏蔽和保护等措施将噪声阻断在系统外部。
1)使用电源滤波器抑制输入电源噪声
电源滤波器是抑制电源干扰的有力措施，目前市场上有各种型号规格的滤波器可供选择。从抗干扰的角度出发，应验证其插入衰减量是否达到要求。另外，滤波器对噪声的实际抑制效果还取决于使用方法，应注意以下三点：
a、滤波器要尽量靠近电源输入插座安装，进线和出线使用双绞线并靠近地电位布线，二者一定要分开走线，不能平行走线，更不能捆扎在一起。
b、滤波器的接地电阻应越小越好，最好直接安装在系统机壳上离系统接地端子最近的位置，这样能更好的抑制高频共模噪声。
c、数控系统内部的伺服电动机驱动器、外围接口电路和计算机电路的电源可分别用3个滤波器供电，这样不仅能抑制外部电源干扰，还能抑制各部分之间的相互干扰。
2)采用变比为1∶1的隔离变压器进行隔离
隔离变压器是在它的初级绕组和次级绕组之间加了一层屏蔽层，并将它和铁芯一起接地，防止干扰信号通过初次级之间的电路进人直流供电系统。它能有效地抑制由电网侵入的瞬态强脉冲干扰，使得直流或低频干扰信号不容易通过传导的方式形成感应噪声。
3)将电源装在金属屏蔽盒内，并与系统内其它部分尽量隔开安装，可减少噪声在系统内部的辐射干扰。
4)建立掉电保护功能
工业电网的供电不稳定或者系统电源的偶然故障，突然掉电的事故是难免的。这就要求系统在发生掉电时保护好现场的数据，待电压恢复正常时，便可从掉电处继续执行程序。系统的掉电保护方案可用带掉电保护的RAM(如FLASH)或可读写EEPROM等来保存系统掉电时的现场数据及标志字。
3、抑制电源工作产生的噪音
1)抑制直流稳压电源噪声
一部分数控系统的电源(+5V)是由三端集成稳压器构成的。电路中有TTL器件时，其开关动作时间为5～10ns，在瞬变电流和公共阻抗的作用下，直流电源线上产生开关噪声。使电路的噪声容限降低，导致逻辑电路和微处理器误动作。减小开关噪声的有效方法是在每个集成电路的电源端与接地端之间接入一个0.01～0.1?F的限噪 钽 电容或高频无感滤波电容，在设计电路板时应将此电容安装在该集成电路的.电源输入侧并尽量缩短电容的配线。
2)抑制开关电源的噪声
目前，开关电源在数控系统中得到广泛使用。但是开关电源的噪声大、噪声频谱宽及高频辐射干扰严重。这些固有的缺点不能从根本上予以消除，只能使用隔离、滤波和屏蔽等措施来阻断噪声的传输。具体方法如下：
a.减小开关级晶体管与电源屏蔽壳之间的耦合电容，以减少噪声的产生;
b.用电感线圈将开关电源机壳与数控系统外壳相连，以减小共模噪声;
c.在交流电源输入端接入线路滤波器，不但能抑制共模噪声和串模噪声的产生，并且对外部电源噪声也同样有效。
d.开关电源有多个负载时，应采取将各负载电路在电源处就分开的布线方法，而不采用在离开开关电源一段距离后再接负载的方法。按后者布线时，分布电容使各负载的线路不平衡，导致形成较大的串模噪声。另外，电源外壳与负载电路一点接地并且接地阻抗要尽可能小。开关电源到各个负载电路采用双绞线相连;
e.开关电源需要同时给大功率负载与小信号负载供电，尽管它们的电压一致，也要分别用两组独立的开关电源来供电，这两组电源的地线要有公共连接点，这样不会形成公共阻抗，防止两路负载之间相互影响。
4、合理接地与布线
系统中直流电源的工作地应与系统中继电器、电磁阀及其驱动电源所构成的功率地分开，两者不可混接。另外、接地电缆应足够粗，并且电阻要小。布电源线时，应使强电和弱电分开，输入线与输出线分开。要根据电流的大小，尽量加粗导线的宽度，使电源线、地线的走向与数据传输的方向一致。采取以上方法对数控系统电源部分进行改进设计，有效地消除了干扰的影响，增加了整个数控系统的可靠性。
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