王俊濤,郭文濤,康振東,徐冠超

（鄭州日產(chǎn)汽車(chē)有限公司,鄭州 450000）

輸送設(shè)備驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻器故障實(shí)例解析

王俊濤,郭文濤,康振東,徐冠超

（鄭州日產(chǎn)汽車(chē)有限公司,鄭州 450000）

通過(guò)對(duì)涂裝車(chē)間中涂打磨輸送線(xiàn)體一起因變頻器使用不當(dāng)引起的線(xiàn)體故障的發(fā)生、分析與處理，對(duì)故障中暴露的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行解析，提出了保證設(shè)備運(yùn)行可靠性及提高設(shè)備使用壽命的對(duì)策與措施。

變頻器；制動(dòng)電機(jī)；控制時(shí)序

在汽車(chē)行業(yè)，隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高，輸送線(xiàn)體中變頻器與制動(dòng)電機(jī)的使用也是隨處可見(jiàn)。鄭州日產(chǎn)涂裝第二車(chē)間于2012年10月正式投產(chǎn)，其中中涂打磨輸送線(xiàn)體驅(qū)動(dòng)由一臺(tái)三菱FR-A740-0.75K變頻器和0.75KW的帶有機(jī)械電磁制動(dòng)器的住友減速機(jī)組成。

1 故障概述

2013年5月起，中涂打磨線(xiàn)體控制柜頻繁報(bào)警：中涂打磨變頻器過(guò)負(fù)荷異常。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查觀(guān)察發(fā)現(xiàn)：控制柜出現(xiàn)該異常報(bào)警時(shí)，均是作業(yè)人員按下作業(yè)開(kāi)關(guān)停止的時(shí)刻；查看變頻器報(bào)警代碼，為E.UVT（欠電壓）。

2 故障調(diào)查與分析

根據(jù)對(duì)應(yīng)型號(hào)變頻器說(shuō)明書(shū)，查看該報(bào)警解釋[1]，詳見(jiàn)下表：

欠電壓報(bào)警說(shuō)明

根據(jù)表1中檢查要點(diǎn)檢查電源系統(tǒng)及變頻器接線(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)異常；更換變頻器并調(diào)整其參數(shù)，經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)該故障依然頻繁發(fā)生。通過(guò)以上測(cè)試可以完全排除變頻器硬件故障引起該故障的可能性。

通過(guò)監(jiān)視PLC程序發(fā)現(xiàn)：作業(yè)人員每次按下作業(yè)開(kāi)關(guān)時(shí)變頻器OL輸出端均有短暫信號(hào)輸出。通過(guò)查看變頻器說(shuō)明書(shū)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)失速保護(hù)功能動(dòng)作時(shí)，OL端子有信號(hào)輸出[1]，即當(dāng)變頻器輸出電流大于額定電流的150％時(shí)，OL端子有信號(hào)輸出（Pr22設(shè)定值為150％時(shí)）。因此，最終故障原因判定為：中涂打磨驅(qū)動(dòng)站電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)負(fù)荷過(guò)大引起。

但電機(jī)制動(dòng)時(shí)電機(jī)負(fù)荷突然增大的原因還需繼續(xù)調(diào)查。查看驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)釋放PLC控制程序，如圖1所示；以及變頻器控制信號(hào)時(shí)序圖，如圖2所示。

圖1 電機(jī)制動(dòng)釋放PLC控制程序

圖2 變頻器控制信號(hào)時(shí)序圖

分析制動(dòng)釋放控制程序發(fā)現(xiàn)：當(dāng)作業(yè)人員拉下作業(yè)停止時(shí)，制動(dòng)線(xiàn)圈立即失電制動(dòng)；同時(shí)，變頻器啟動(dòng)信號(hào)（STF）關(guān)閉，變頻器進(jìn)入減速階段，而此時(shí)變頻器仍然有運(yùn)作信號(hào)（RUN）輸出[1]；即：電機(jī)未完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)制動(dòng)線(xiàn)圈已失電制動(dòng)，造成電機(jī)負(fù)荷瞬間變大，變頻器輸出電流過(guò)高而報(bào)警。其變頻器輸出曲線(xiàn)與電機(jī)制動(dòng)控制時(shí)序，如圖3所示：

圖3 變頻器輸出曲線(xiàn)與電機(jī)制動(dòng)控制時(shí)序

3 對(duì)策

根據(jù)時(shí)序圖可以看出，故障的根本原因是：驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)線(xiàn)圈失電制動(dòng)過(guò)早。根據(jù)以上思路，修改驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)釋放控制PLC程序，將電機(jī)制動(dòng)線(xiàn)圈的失電時(shí)間調(diào)整到變頻器輸出停止時(shí)刻t2。修改PLC控制程序后，進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，觀(guān)察線(xiàn)體運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，該故障得到徹底解決。

4 結(jié)語(yǔ)

該故障在設(shè)備使用了半年后才頻繁發(fā)生，這與制動(dòng)器的抱閘間隙也有很大的關(guān)系。變頻器減速時(shí)間Pr3設(shè)定值為0.25S，而電機(jī)制動(dòng)線(xiàn)圈失電制動(dòng)時(shí)間遠(yuǎn)小于0.25S，也正是該時(shí)間較短，在程序編寫(xiě)中，往往忽略了變頻器等控制信號(hào)之間的時(shí)序先后，埋下了難以察覺(jué)的故障隱患，造成了設(shè)備慢性故障突發(fā)。

通過(guò)這個(gè)故障案例也提示著我們，在自動(dòng)化設(shè)備自動(dòng)控制設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分注意一些控制器控制信號(hào)的時(shí)序，短短的零點(diǎn)幾秒的差異也可能危及著自動(dòng)化線(xiàn)體運(yùn)行的穩(wěn)定性。

[1]三菱通用變頻器FR-A700使用手冊(cè)[S].三菱電機(jī)自動(dòng)化（上海）有限公司,2007.

王俊濤（1987—），男，助理工程師，畢業(yè)于河南科技大學(xué)機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)。