一噸自耗電弧爐使用的伺服電機的故障修復

摘 要：德國進口電弧爐上型號為EVS9322-ES的LENCE伺服控制器上出現故障代碼：OC5 trip，設備操作界面上出現故障報警，致使整臺設備不能提升電極。本篇文章從出現故障的現象入手，通過對故障出現原因的分析，排除故障過程的講解，到最終故障排除以及修復故障后的體會的描述。說明了LENCE伺服控制器出現OC5 trip故障代碼的故障排除步驟及方法。

關鍵詞：伺服控制器；故障修復；加速過電流；驅動

1 背景

德國進口的一噸自耗電弧爐（VAR爐）是西北有色金屬研究院稀有金屬材料公司不可卻少的主型設備之一，它（VAR爐）廣泛地應用于非真空熔煉錠或真空感應熔煉錠的精煉以改善其結構和清潔度。VAR爐生產的材料已多年應用于要求提高疲勞性能和斷裂韌性或者要求材料必需具有各向同性、高穩定性和可重復性的領域中。LENCE伺服電動機是VAR爐上不可缺少的電器元件之一。

2 故障現象

一噸自耗電弧爐正在補縮時突然出現電極桿不能提升的故障現象。

故障出現后，根據工作原理和故障現象進行分析，電極桿是由LENCE伺服電動機驅動的，電動機一起動，伺服單元就產生報警，切斷伺服電源，并反饋給NC系統，伺服控制器操作顯示屏上顯示005100 0rpm OC5 trip報警代碼（如圖1所示）。但當在伺服控制器的輸入屏上進行復位后，故障會消除，然而電極桿再一提升，同樣的故障現象又會出現， 通過查伺服控制器及伺服電機的說明書，說明書上是這樣寫的：Fault I×toverload

Cause Frequent and too long acceleration processes with over

current Permanent overload with Imotor>1.05×INX

Remedy

Check drive dimensioning

圖1

參照說明書的提示，用萬用表的電阻檔測量伺服控制器與伺服電機之間的所有連接導線自身是否導通，相間電阻是否小于0.5歐姆，供電電源是否正常，在這些都檢查正常的情況下，再用搖表測量電機每相與地線之間的電阻值，最佳狀態是阻值為正的無群大，至少阻值也不能小于2MΩ，檢查結果是阻值的確也為正的無群大，最后再檢查了驅動范圍，在檢查加速過電流時發現出現報警的直接原因就是過電流引起，電機的額定電流為2.3A，用鉗形電流表測量出實際電流為3.6A時出現報警，再分析電流過大的原因，從電機所帶的絲杠到負載逐層檢查，結果是負載也沒到最大值（當時設備上只掛著輔助電極和400Kg的料，絲杠能掛住的最大值是一噸多），絲杠也沒偏心，也就是說真實的負載并沒有大于一噸，那為什么伺服電機不轉動呢？帶著這個問題，又將伺服電機拆了下來，電機在拆卸、搬動過程中，要輕拿輕放，防止碰撞，特別是編碼器部位絕對不能用錘敲擊，否則很容易損壞編碼器內部的光學元件和電機的抱閘裝置。因為是垂直軸電機，其內部有抱閘裝置，無法用手轉動電機軸。這樣在調整軸上的標記之前還需要給抱閘電源端子上通一個24V 直流電源，使抱閘裝置松開。但要注意極性，若電源極性接反，抱閘裝置將不能松開。只給抱閘通上電，用手盤動電機軸，發現電機旋轉很輕，仔細觀察后發現電機也無掃唐現象，在電弧爐操作室上面的平臺上連接好電機的原始的動力電纜和反饋電纜，先進行電機的空載正反轉試驗。結果都很正常，為什么空載并且讓電機報閘一直打開時伺服控制器無報警，這樣把維修思路引向檢查編碼器（旋轉變壓器）的控制訊號，最后再用軟件檢查伺服控制器的工作要求及啟停條件時發現，啟動時應該先使能再延時再打開抱閘后最后給電機供電啟動電機，停止時，抱閘先抱住，再延時再斷開使能，最后停止電機供電。有了這個思路后，再打開整臺設備的西門子STEP7找到程序，在當前CPU里的程序中，找到伺服電機受控制的功能塊FC3伺服控制器驅動系統，在程序段5里（如圖2所示）將Q7.6改為m330.0（如圖3所示）（在改之前在符號表中檢查m330.0沒有在用時，可以直接用），再在程序段11里將Q7.4（如圖4所示）改為m330.1（如圖5所示），在第18段后插入第19段新編的延時程序（如圖6所示）后，保存、下載，就完成了改編程序的過程，完成后，用爐前和本控的十字開關上下移動電極桿，看伺服電機是否正常轉動，就這樣調試后，故障排除。

3 結束語

通過此次故障的排除過程，除了積累了維修經驗外，主要是用到了借助軟件（改動LENCE伺服電動機的啟停控制程序）修復設備故障的方法。

參考文獻

[1]Global Drive 9300 servo inverters LENZE Operating Instructions.

[2]VACUUM ARC REMELTING FURNACE PROGRAM.

[3]VACUUM ARC REMELTING FURNACE CIRCUIT DIAGRAM.