ACS600 多传动变频器三步骤故障点确定法

陆如刚

（秦皇岛港股份有限公司杂货分公司，河北秦皇岛 066000）

0 引言

秦皇岛港股份有限公司杂货分公司门机使用的是ABB 公司ACS600 多传动变频器，其整体结构为一个整流单元带4 个逆变器单元，4 个逆变器单元分别为支持、开闭、变幅和旋转，对应着门机的起升、变幅和旋转三大机构，门机行走机构与旋转机构共用一个逆变器。在门机作业过程中，如果有故障产生，整流、支持、开闭、变幅、旋转这5 个柜子上的控制面板都会提供故障信息，由这个显示的故障信息如何快速准确地找到门机上的故障点并加以解决是维修工作中的一个难点问题。

1 故障区间的确定

门机主电路跨度很长、分布分散，首先需要确定故障点在门机电控系统的哪一个区间内。图1 为门机主电路框图，其中F为整流单元，G 为支持逆变器单元，H 为开闭逆变器单元，I 为旋转（行走）逆变器单元，J 为变幅单元。这5 个单元的柜门上安装有控制面板，变频器的故障信息通过这些控制面板反映出来的。一旦某个控制面板上报出故障信息，就可以大体确定出故障区间（表1）。

图1 门机主电路

使用表1 时要注意两个问题：一是大起门机上支持逆变器和开闭逆变器设计有一个主从结构，一般G 和H 会同时报警，因此需要用将工况打到单击上，将主从结构解除，以确定哪个为真正的报警点；二是旋转（行走）逆变器报警时，需要通过选择旋转或行走机构来确定M 部分是旋转电机还是行走电机。

表1 与5 个单元分别对应的故障区间

2 内/外部故障点的确定

有了上一步故障区间确定的基础，本部分的目标是确定出故障点是在变频器各单元的内部（框内）还是在各单元外部的控制线路或供电线路（图2）。

图2 变频器整流单元和逆变单元的线路

2.1 逆变器单元内/外部故障点确定方法

当逆变器单元报故障或不报故障但该机构没有动作时，通过以下工作就可以判断出故障点是在单元内部还是外部。

（1）切换逆变器到本地控制模式，并输入一个速度值，启动逆变器，观察逆变器单元还是否存在报警：如果依然报故障，说明故障点在逆变单元内部；如果故障消除，故障点则有可能存在于外部。

（2）如果故障信息为一些关于电流和力矩方面的内容，可以观察该机构的制动器工作情况。

（3）在不报故障但该机构没有动作时，观察控制面板上的速度给定值：如果操作该机构但速度给定值为0，则故障点出在外部；如果有速度给定值，则故障点在该单元内部。

（4）如果故障信息为电流、接地、力矩方面的内容，还可以测量电机绕组绝缘值来判断电机是否存在问题。

这4 个方面的工作没有固定顺序，可以自行选择顺序。如果通过以上工作确定了逆变器单元故障点在外部，可以通过检查逆变器单元数字量信号、模拟量输入信号是否满足正常工作条件，来确定故障点。

2.2 整流单元内/外部故障点确定方法

当整流单元报故障或无法启动时，由于整流单元既不能进行本地/远程操作模式的切换、也没有制动器等外部关联部件，所以只能通过观察来判断故障点是在外部还是在内部。需要做以下4 个方面的判断。

（1）测量供电电源是否满足要求，供电电源包括动力电源和控制电源。

（2）检查A—F 这段主电路是否存在短路、接地、断路点。

（3）检查整流单元数字量输入信号是否满足要求。

（4）观察启动电阻工作顺序是否正常。

3 内部故障点的确定

3.1 用功能原理分析缩小故障点范围

当完成上面的“内/外部故障点的确定”工作后，故障依然存在，说明故障点出现在整流/逆变单元内部。在以往的变频器内部故障维修工作中发现，有些故障信息与故障点并不是一对一、一对多的对应关系，而是最复杂的多对多的关系，因此内部故障点范围的进一步缩小需要对变频器内部工作原理有着深刻理解。图3 为整流/逆变单元内部原理。

图3 变频器内部原理

维修之前，还需要对整流/逆变单元内部有一个基本了解，明白每个板件在系统中的作用（表2）。

表2 整流/逆变单元中板件的作用

将ABB 公司提供的ACS600 故障信息表中的故障信息与这些板件先做出对应关系，以进一步缩小故障点的范围（表3）。

表3 ACS600 故障信息表中的故障信息

3.2 利用维修技巧确认故障点

在缩小故障点范围后，可以通过观察内部板件有无明显的故障点来最终确认故障点。但是内部板件集成度高，观察困难，同时有明显故障点痕迹的概率不是很高，因此可以通过以下的维修技巧来判断故障点。

（1）互换法。在门机整流、支持、开闭、旋转、变幅这5 个单元中，支持柜和开闭柜是一样的，还有一些部件是可以与别的单元互换，因此可以使用互换法来确定故障点。例如支持柜中的板件，怀疑它有问题时就可以换到开闭柜中，观察故障现象有没有转移；整流单元的电流互感器一共有3 组9 只，可以将它们分别与支持、开闭、旋转单元的电流互感器互换，最终确认有问题的电流互感器，可以提高维修效率和节约维修成本。

（2）测量法。测量法经常使用于确定IGBT 的好坏：使用万用表的通断档，表笔两端分别接交流侧的一相和直流侧的一相，正常情况下测量应该有一定的阻值，如果IGBT 模块内部有击穿、短路等故障，则电阻为零，通过测量就可以确定IGBT 的好坏（图4）。

（3）短接法。在变频器系统中有一些可选部件，这些部件可以通过改变连线方式短接将其甩掉，将这些可选部件甩掉后各单元能正常启动运行，只是这些部件联系的功能暂时消除。因此可以利用此办法来判断故障点。例如，在门机报ENCODER ERR时，无法判断是NAMC板还是NTAC 板有问题，可以采用短接法将NTAC 板暂时甩掉，启动变频器后故障消除，则确定NTAC 板有问题，否则是NAMC 板有问题（图5）。

图4 IGBT 模块连接图

图5 可选部件的连线方式

4 小结

ACS600 变频器三步骤故障点确定法是多年来对变频器维修经验的一个总结，它通过一个故障报警信息，然后一步步、由外到内地缩小故障点的范围，最终能迅速有效地找到故障点，排除故障，恢复门机的正常使用。这个方法同样也适用于其他型号的变频器，但是并不是一个百试百灵的方法。在将来的工作中，还需要多总结经验，积极引进一些检测手段，在有条件的情况下模拟一些故障现象的发生，为维修工作积累更丰富的素材，最终达到快速排除故障的目标，更好地服务于门机装卸生产作业。