經編機變頻調速系統故障處理

李佑元

經編機變頻調速系統故障一般診斷方法是充分利用計算機自診斷功能，根據CRT（或觸摸屏）的報警內容，結合變頻器（或其他單元）的狀態顯示和故障代碼，初步判斷故障是外部原因還是變頻器自身原因。先排除外部原因，再分析變頻調速系統原理圖，綜合運用控制單元接口信號分析法、信號追蹤法、脫開法等方法，對故障進行綜合分析和診斷。

1.KARL MAYER新一代RSE4-1高速經編機變頻調速系統（圖 1）

圖1 KARL MAYER新一代RSE4-1高速經編機變頻調速系統原理

電子送經變頻調速系統（EBA）主要由測速裝置（經軸表面直接測速和編碼器間接測速）、控制單元（MC或EBA6、EBAAS等）、變頻器和電機組成，變頻器集成PID控制算法。控制單元對輸入的相關工藝參數進行初始化并計算電機目標轉速，作為控制信號（0～DC+/-10V）傳送給變頻器，變頻器據此向電機輸出一定的電壓和頻率，使電機按目標轉速轉動，經減速齒輪箱帶動經軸轉動。經軸編碼器測定經軸表面紗線的實際線速度并反饋到控制單元，控制單元計算實際線速度與目標線速度的差值后得出新的目標轉速，并發送給變頻器，變頻器繼續改變輸出電壓和頻率，不斷使電機實際轉速與目標轉速趨于一致。

2.通用變頻器常見故障

（1）參數設置故障。變頻器參數設置通常從以下方面考慮：①電機額定參數（功率、電流、電壓、頻率、轉速等）。②變頻器采取的控制方式（速度控制、轉矩控制、PID控制等）。③設定變頻器的啟動方式（面板、外部端子、通信方式等）。④給定信號的選擇（面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通信方式給定等）。正確設置這些參數，變頻器基本可以正常工作，如要獲得更好控制效果，則需根據實際情況反復調試和修改相關參數。一旦發生參數設置類故障，變頻器均不能正常工作，一般可根據說明書修改參數。若不見效，最好將所有參數恢復出廠值，然后按上述步驟重新設置參數。

（2）過壓故障。集中表現在直流母線的支流電壓，正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值。若以380V計算，則平均直流電壓Ud=1.35UL=513V，發生過電壓時，直流母線的儲能電容將被充電，當電壓上升至約760V時，變頻器過電壓保護動作。常見過電壓種類：①輸入交流電源過電壓。主要是電源側沖擊過電壓，如電壓瞬間波動大、雷電引進過電壓、補償電容切換形成的過電壓等。②發電類過電壓。當變頻器拖動大慣性負載時，若減速時間設定較小，在減速過程中，變頻器輸出速度較快，而負載本身阻力減速比較慢，使負載拖動電機的轉速高于變頻器輸出頻率所對應的轉速，此時電機處于發電狀態，而變頻器沒有能量回饋單元，導致變頻器支流直流回路電壓升高，超出保護值。處理這種故障可增加再生制動單元或修改變頻器參數，將變頻器減速時間設定的長一些。

（3）過流故障。可分為加速、減速、恒速過電流，過流故障產生的外部原因：①電機負載突變。②電機繞組和連接電纜相間開路或短路或接地。③與電機漏抗、電纜耦合電抗有關，因此一定按要求選擇電機及電纜。④測速編碼器速度反饋信號丟失或異常，應檢查編碼器及其電纜。變頻器自身原因：①參數設定不合適。如加減速時間過短，PID調節器參數不合理，超調過大造成變頻器輸出電流振蕩。②模塊擊穿或驅動電路故障。③變頻器電流檢測電路存在問題，屬于“假過流”。④連接插件不緊、不牢。如電流或電壓反饋信號線接觸不良，會出現過流故障時有時無的現象。

（4）過載故障。包括變頻器過載和電機過載，可能是加速時間過短、直流制動量過大、電網電壓過低、負載過重等原因引起。一般可采取延長加速和制動時間、檢查電網電壓等措施。負載過重不能拖動負載，若是電機和變頻器原因，必須更換大功率電機和變頻器，若是機械潤滑引起，則要檢修生產機械。

（5）其他故障。①欠壓。主要原因是電網電壓波動引起，需要提高供電質量。其次是變頻器內電壓檢測電路有問題，屬于“假欠壓”，需要檢修檢測電路。②溫度過高。如電機有溫度檢測裝置，檢查電機散熱情況，如變頻器溫度過高，檢查變頻器通風情況。

3.經編機變頻調速系統維修實例

例1 RSE4-1高速經編機故障。

故障1 經編機觸摸屏顯示“主驅動故障”,主變頻器（SP-3402-KM）報警OI.AC（輸出過流）。

故障處理 檢查主電機對地短路燒壞，更換新購電機，機器運行幾分鐘，變頻器交替閃爍顯示正常信息和OU.LD（過載），輸出電流超過電機額定電流，機器速度由2000r/min下降到1200r/min。檢查機械負載正常，更換電機編碼器和變頻器，故障依舊。檢查電機接線盒，確認是將Y接法錯接為△接法，電機電流增大1.73倍，引起過載報警。將電機改為Y接法后，機器運行正常。

故障2 經編機安裝完畢通電試機，經軸B1和經軸B2均慢速自轉。

故障處理 測量MC有75mV信號輸出到B1和B2變頻器（CT-Unidrive-2.2k）。計算機沒有啟動輸入信號，而有輸出信號，只能是編碼器反饋干擾信號輸入造成。拔掉B1、B2測速羅拉編碼器插頭，故障依舊。拔掉B1、B2經軸編碼器反饋信號輸入口的XTR-12插頭，B1、B2不轉。拆開XTR-12插頭，發現電纜屏蔽層未處理好，屏蔽線碰到插頭上的信號線針腳，計算機有反饋干擾信號輸入，從而有微弱的電壓信號輸出到變頻器，造成經軸電機慢速自轉。接好屏蔽線，并用絕緣膠帶包扎好，經軸自轉現象消失。

故障3 經編機顯示報警“經軸變頻器3故障”，電控柜門打開，故障次數減少。

故障處理 檢查發現輸入到MC的信號IX2.8（經軸變頻器3正常）指示燈亮，說明經軸變頻器3工作正常。互換經軸B3與經軸B2變頻器及編碼器，故障依舊，與另一臺同型號經編機互換計算機I/O板，故障轉移，確認I/O板有問題。檢查發現I/O板上對應IX2.8集成塊性能不良，受溫度影響，盡管輸入信號燈亮，但計算機CPU并未接收到該信號，誤判斷存在故障。更換不良集成塊，裝上I/O板，試機正常。

例2 MRES33經編機工作一會兒電機聲音異常，隨后電機不運轉，三菱FR-A540-3.7k變頻器顯示“E.OC2”（恒速時過電流）。

故障處理 斷開變頻器與電機連線，變頻器報警消失。檢查電機V相端子線燒壞，導致U、V兩相電流加大，引起變頻器過流報警。重接V相線路，電機工作正常。

例3 MRES41經編機啟動，三菱FR-A540-5.5k變頻器顯示“E.UVT”（欠壓）。

故障處理 測量變頻器輸入端電壓正常。檢查整流回路，使用萬用表分別測量三相R、S、T輸入端與直流端（+）極之間電阻，三相阻值明顯不一致，說明整流回路存在問題。三菱A500系列7.5kW以下變頻器的整流橋內置1個可控硅，在變頻器正常運行時切斷充電電阻，該可控硅損壞會導致欠壓故障出現。更換整流橋，裝好變頻器，工作正常。

例4 MRGSF31/12SU經編機控制計算機顯示“主變頻器故障”，主變頻器（三菱 FR-A220-5.5k）顯示“E.OC1”（加速時過電流）。

故障處理 先檢查變頻器的電源、電機、電纜等外部器件，未發現異常。再使用萬用表分別測量變頻器三相U、V、W輸出端對直流端（+）極或（-）極之間電阻，三相阻值不平衡且有充放電現象，說明逆變模塊損壞。更換逆變模塊，裝好變頻器，試機正常。

例5 MRSJF31/1/24經編機送經量不穩，無報警顯示。

故障處理 根據經編機送經變頻調速系統工作原理，主軸裝有編碼器，其轉速信號反饋到EBA計算機，EBA計算機對經軸變頻器（CT-Unidrive-2.2K）發出0～±10V信號，使經軸電機與主軸同步運轉。初步分析，可能是主軸編碼器存在問題，導致EBA計算機輸入轉速信號不穩，經軸電機運轉不穩。檢查編碼器主軸皮帶輪松動，緊固后一切正常。

例6 日本MRSEJF35/1/24經編機慢動正常，快速啟動，EBA計算機顯示報警F98（主軸不轉）。

故障處理 懷疑是主軸編碼器未檢測到快動信號，更換編碼器，故障依舊。觀察電控器件動作，每次快速啟動，變頻器瞬間有電壓輸出，電機轉一下。脫開電機皮帶以及變頻器輸入控制端接線，人為給變頻器啟動信號，觀察電機啟動很慢，過一會兒變頻器報警“E.THM”（過載），實際變頻器并未過載，是帶負載能力差。由于原變頻器（三菱FR-A220-11k）電源不通用，老化淘汰，維修困難，可改為FR-F740-11k通用變頻器。原主電機為三相220V、7.5kW、△接法，將△接法改為Y接法，電機可在三相380V下運行。按照改造要求安裝接線，設置變頻器相關參數，帶電機空載運行正常，帶負載試運行時，變頻器經常報警“OL” 失速防止（過電流）。改變Pr0（轉矩提升）、Pr7（加速時間）、Pr8（減速時間）等參數設定值，效果不大。將Pr80（電機容量）設定為7.5kW，選擇簡易磁通矢量控制，提供大的啟動轉矩和充足的低速轉矩，變頻器和電機均運行正常。

故障報警信息和狀態指示燈是尋找故障的重要參考，但不是唯一依據，報警點不等于故障點。維修人員要熟悉變頻調速系統工作原理以及計算機和變頻器的故障信息和狀態顯示，不斷積累和摸索經驗、方法和技巧，快速、準確、安全排除各種故障。

W 11.12-18