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上海石化滌綸工業長絲車間一期引起的變頻器主要為日本安川電機公司的VS-686TYM、VS-616HII係列,其逆變器采用大功率晶體管(GRT);二期引進的變頻器主要為安川VS-616G、VS-616T係列,其逆變器采用絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。可編程序控製器主要有安川的CO313MA、CP-813、CP-3300等係列。從1992年開始運行,隨著時間的推移,故障也逐步增多,各種型號的變頻器、可編程序控製器都有損壞。我們通過研究、摸索,克服了無圖紙、無技術資料、無專用配件等困難,現已基本能修複各類故障的變頻器、可編程序控製器及其它電氣控製設備。 1. 滌綸工業長絲裝置電氣控製設備故障主要原因及維修 (1)負載端短路引起的變頻器故障及維修 VS-686TYM、VS616HII變頻器中的驅動板、GTR模塊,雖有過流(OC)、過載(OL)、接地等保護,但在變頻器輸出端負載瞬時大電流短路時,還是會造成損壞。引起短路故障的主要原因是:由於卷繞機運行時A、B錠頻繁切換,切換時電機引出線受到一定拉力,將使電機引出線固定部分鬆動,時間一久引出線就會逐漸磨損、磨穿,造成與外殼短路;卷繞機內切換電刷磨出的碳粉或電刷錯位也會造成短路;還有電氣箱內因清洗之間短路以及導線與外殼之間的短路等。 打開損壞的變頻器可看到GTR模mo板ban已yi有you一yi組zu或huo幾ji組zu裂lie開kai,驅qu動dong板ban上shang部bu分fen元yuan件jian已yi經jing發fa黑hei或huo裂lie開kai,有you時shi強qiang電dian流liu甚shen至zhi會hui連lian印yin製zhi電dian路lu銅tong箔bo也ye燒shao斷duan。用yong萬wan用yong表biao仔zai細xi測ce量liang每mei一yi個ge元yuan件jian,可ke發fa現xian有you一yi組zu或huo幾ji組zu驅qu動dong單dan元yuan元yuan件jian成cheng片pian損sun壞huai。由you於yu驅qu動dong電dian路lu與yuGTR模塊直接相連,如果一組GTR模塊擊穿損壞,則對應驅動電路上各組容元件、晶體管、houmodianluyekenengsunhuai,zheshikezaixijiancemeiyigeyuanjian,zhugegenghuan。qudongbufenyukongzhibufenyibancaiyongguangdianouheqihuohanyouguangoudianludehoumodianluxianglianjiehegeli,suodadianliujichuanguzhangyibanbuhuiyangjikongzhibufen。 由於變頻器種類較多,其采用的元件也各種各樣,許多元件國內無法購到,查各種手冊也很難找到其參數,維修時可針對工況、功能及封裝形式選用元件。比如,VS-686TYM變頻器其功率輸出模塊采用TOSHIBA-MG50G2CL3,如果購原裝產品每塊需2500多元,且國內不易購到。我們通過對好的模塊進行測量、分析發現這是一種采用大功率晶體管及續流二極管、加速二極管、電阻等組成的GTR模塊,其工作極限電流IcM = 50A、電壓Vce0 = 600V左右。在上海市場我們找到了技術參數基本相同、外形封裝尺寸相近的SanRex GTR模塊QCB50A60,隻需400多元;驅動板上ET206大功率晶體管原裝產品每塊需100多元,推算工作狀況IcM = 3A、Vce0 = 600V左右,這是一種塑封大功率、高反壓NPN型晶體管,我們采用相同封裝、優於其新性能的2SC1403,隻需10元不到;2SA1010則可用MUR1020C代用……根據這一原則,我們代用了許多晶體管、阻容元件,成功地修複了各類變頻器故障。以一台價值10多萬元的VS-686TYM變頻器為例,送日本修理起碼也要2 ~ 3萬元,而自己維修隻需近千元。在檢修更換元器件時如果代用品與原型號不同,應將三相(R、S、T)電dian路lu相xiang對dui應ying的de器qi件jian全quan部bu更geng換huan為wei同tong一yi型xing號hao的de器qi件jian。另ling外wai,在zai修xiu複fu後hou的de變bian頻pin器qi通tong電dian前qian,不bu要yao忘wang記ji查zha出chu短duan路lu原yuan因yin,並bing排pai除chu負fu載zai短duan路lu故gu障zhang,以yi免mian修xiu複fu的de變bian頻pin器qi再zai次ci損sun壞huai。為wei此ci,我wo們men對dui每mei台tai卷juan繞rao機ji進jin行xing定ding期qi檢jian修xiu,對dui鬆song動dong的de引yin出chu線xian及ji破po損sun的de保bao護hu套tao管guan及ji時shi更geng換huan;對電刷等經常擦洗並調整好位置;對電氣箱內流入的堿液及時清洗、擦幹,盡可能減少變頻器損壞的幾率。 (2)電子元件本身質量問題及自然老化造成的故障及維修 ① 電解電容器漏夜問題在各類開關電源和變頻器中造成的故障尤為常見。工業廠絲車間從1992年引進一期設備後,前幾年運行基本正常,至1995年後期開始故障急劇上升。特別有許多BY24010型、BY24005型24V開(kai)關(guan)電(dian)影(ying),隻(zhi)要(yao)一(yi)停(ting)車(che)檢(jian)修(xiu),再(zai)次(ci)送(song)電(dian)就(jiu)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)。拆(chai)下(xia)檢(jian)查(zha)發(fa)現(xian)元(yuan)件(jian)無(wu)明(ming)顯(xian)損(sun)壞(huai)跡(ji)象(xiang),通(tong)電(dian)試(shi)運(yun)行(xing)發(fa)現(xian)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)動(dong)作(zuo),使(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)停(ting)振(zhen),經(jing)查(zha)看(kan)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)比(bi)較(jiao)髒(zang),清(qing)洗(xi)後(hou)能(neng)使(shi)用(yong)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)又(you)會(hui)重(zhong)複(fu)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)。仔(zai)細(xi)查(zha)看(kan)發(fa)現(xian)脈(mai)寬(kuan)調(tiao)製(zhi)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)SC70101P旁一紅色longlife型100μF/35V電解電容器下有電解液滲出,改變了印製電路板的絕緣電阻,使開關電源RC振蕩器停振,電源無直流輸出。更換該電解電容器後,再對印製電路板清洗並噴上保護膜後通電運行正常。 IGBT集MOSFET和GTR優點於一身,具有輸入阻抗高、速度塊、熱穩定性號、電路簡單等特點,又具有耐壓高和承受電流大等優點。但是,由於IGBT屬壓控器件,極易受外界幹擾使柵射電壓瞬時超過開啟電壓而引起器件誤導通。為阻止這類現象發生,一般在柵射間並接一隻10kΩ左右柵射間並接一隻10kΩ左右柵射電阻Ras和小電容。以VS-616H係列變頻器的製動單元為例,內部GT15Q101型IGBT器件直接安裝在驅動板上,周圍有濾波用電解電容器及並接的RaS電阻等。由於受IGBT散熱片的烘烤以及電解電容器本身的質量問題,電解電容器常會引起漏液損壞。滲出的電解液導致印製電路板腐蝕、斷開。由於受電解液及溫度的影響,Ras電阻阻值會變大或開路,最終導致變頻器在正常運行狀態下IGBT誤導通而損壞。維修時一定要更換質量較好的電解電容器,加大Ras電阻的功率,並對驅動板進行清洗、噴膜保護處理。 ② 高速紡油劑泵用VS-616G5變頻器近期陸續有多台發生三相輸出電壓不平衡故障(缺相)。經查各台變頻器複合IGBT模塊7MBR30NF606無明顯短路、擊穿現象,基本正常。該變頻器驅動電路主要由3塊PC923和3塊PC929帖麵雙列集成電路和外圍元件組成,經通電測量驅動輸出波形可以確認,驅動電路中定有1 ~ 2塊PC923或PC929損壞,導致三相驅動電路故障,使變頻器輸出缺相。由於其他外圍電路元件無損壞,說明主要是PC923或PC929本身質量問題引起的故障。PC923和PC929在國內很難購到,也無參數可查,無法用其它元件代用,經與上海同濟安川專業維修部聯係要來2塊廢驅動板,通過拆件已修複了6台VS-616G5變頻器。 (3)使用環境引起的設備故障及維修 由於卷繞、牽伸等設備工作時處於多油霧、多纖維、huichendeshengchanhuanjingzhong,erdianqikongzhishebeigongzuoshiwendujiaogao,xuqiangzhifengleng,yibanshejishijuncaiyongzhongyangkongtiao。zheyangzhongyangkongtiaonanmianhuicongshengchanhuanjingzhongjiadairuyixieyouwu、纖維、灰塵。以CP-313MA、CP-813係列可編程序控製器為例,大都采用74係列TTL邏輯數字集成電路和Z80係列CPU,極易受靜電和油汙腐蝕而引起漏電、短路、擊穿等故障。打開多台損壞的CP-813可編程序控製器,電路板上均布滿了灰塵、油汙、刷去灰塵後發現有些電路板上銅箔已經腐蝕、發白、起泡以致斷開,部分阻容元件引腳鏽蝕、斷開,連接好銅箔,更換好阻容元件後試車還有故障。我們參閱了各種常用數字集成電路手冊、kebianchengxukongzhiqishiyongshuomingshudeng,tongdianhouyikuaikuaiceliangdianlubanshangjichengdianludeluojidianya,canzhaojichengdianlushouceshangdeluojituzhaochulaisunhuaidejichengdianlu,jinxinggenghuanxiufu。 2. 環境問題引起電氣故障的預防措施 損(sun)壞(huai)的(de)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)修(xiu)複(fu),但(dan)更(geng)主(zhu)要(yao)的(de)是(shi)怎(zen)樣(yang)預(yu)防(fang)引(yin)環(huan)境(jing)問(wen)題(ti)而(er)引(yin)起(qi)的(de)類(lei)似(si)故(gu)障(zhang)的(de)再(zai)次(ci)發(fa)生(sheng)。加(jia)強(qiang)電(dian)氣(qi)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)的(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性(xing),增(zeng)強(qiang)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)是(shi)關(guan)鍵(jian)。我(wo)們(men)試(shi)著(zhe)將(jiang)修(xiu)複(fu)的(de)各(ge)類(lei)可(ke)編(bian)程(cheng)序(xu)控(kong)製(zhi)器(qi)、變bian頻pin器qi內nei印yin製zhi電dian路lu板ban用yong無wu水shui酒jiu精jing及ji電dian路lu板ban清qing潔jie劑ji清qing洗xi幹gan淨jing,再zai噴pen上shang電dian路lu板ban膜mo層ceng保bao護hu劑ji進jin行xing烘hong幹gan處chu理li,用yong膜mo層ceng將jiang印yin製zhi電dian路lu板ban上shang的de電dian子zi元yuan件jian徹che底di與yu外wai部bu環huan境jing相xiang隔ge離li,取qu得de極ji好hao的de效xiao果guo。經jing多duo年nian的de使shi用yong,再zai也ye沒mei有you發fa生sheng類lei似si故gu障zhang。我wo們men利li用yong大da檢jian修xiu或huo滾gun動dong檢jian修xiu對dui所suo有you電dian氣qi控kong製zhi設she計ji進jin行xing了le輪lun流liu拆chai卸xie清qing洗xi、噴膜處理。在噴膜處理時接插件口可先用遮蓋劑或塑料膠帶遮蓋,以保護好各類接插件口接觸良好。通過清洗、噴膜處理後,許多不明原因的軟故障也解決了。 在對電氣設備進行處理的同時也要杜絕生產環境對電氣設備的再次汙染。我們對原來冷卻用中央空調部分改用單獨的小空調;對電氣櫃內的冷卻風扇進行定期清洗更換;對還在使用的中央空調進風口加過濾網並每周更換,使因環境問題引起的故障原因降至最低。
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