AB羅克韋爾PF700L進口四象限變頻器炸機維修實例

這次分享的是一臺ROCKWELL羅克韋爾四象限變頻器的維修過程，型號是羅克韋爾的經典型號PowerFlex 700，簡稱PF700，細分還有至少700B，700L，700無后綴三種機型，其中700L是水冷機型，這次維修的就是水冷機器，美國原裝進口的，羅克韋爾品牌在中國國內的變頻器市場算是冷門品牌，水冷的機器更少。
      通過維修的一些美國品牌的機器后，我發(fā)現美國人做產品的風格就像他們喜歡秀肌肉一樣，真是用料十足，特別是金屬結構部分不惜成本，特別厚實。此次維修的這臺羅克韋爾PF700L型號全稱為：20LD360N3ENNAE11WA。故障現象：輸入側發(fā)生爆炸后不能正常通電。這是一臺四象限變頻器，用于汽車功率測試臺的動力拖動。整流供電側和逆變輸出側結構一樣，都是IGBT模塊。
      普通變頻器一般都是兩象限的，如果減速和制動中產生回饋電壓，一般都是通過制動電阻將能量消耗掉。但有一些應用中不僅慣量巨大，而且電機頻繁產生回饋能量，這時候就需要用四象限變頻器了，不僅要滿足高動態(tài)響應，還可以將能量轉化成電量回饋到電網，以節(jié)省電費。比如煤礦中的絞車驅動變頻器，絞車不管是上行還是下行，兩組掛鉤上都會配上差不多的重量，但有時生產中不能匹配一至時，巨大的反饋電壓就可以通過變頻器的整流回饋功能將能量轉換成電量。還有汽車檢測時的拖動電機，工作時根據各種不同的要求，電機頻繁在主動和從動之間改變，所以變頻器是四象限的。

      將羅克韋爾PF700L變頻器拆機初步檢查后統計問題如下：1.輸入IGBT模塊炸了，炸得很黑，但是逆變IGBT模塊用萬用表初步測量是好的。2.目測其他電路板和電容等主要部件沒有炸的痕跡和燒的特征，難道只炸個IGBT這么簡單？3.進一步檢測找到炸的原因，進線電抗器底座到上層變頻器核心之間連接的電線燒斷了幾根，清理測量后確認是輔助變壓器的380V交流供電線，此線路的靠電抗器一側有老鼠咬破表皮的痕跡。4.進一步檢測確認變頻器 控制端子進線孔比較大，進線數量比較少且安裝后沒有將這個孔堵住，剛好進得了老鼠。至此羅克韋爾PF700L變頻器的初步情況已經掌握，但是還不能準確報價，因為電路板還沒有測試出好壞，IGBT型號也較為特殊。
      經常修過變頻器的師傅都一眼能看出來這個IGBT很不一樣，并非常見的英飛凌、歐派克、西門康、三菱、富士、三社等品牌，而它有自己的品牌標ROCKWELL羅克韋爾，不僅如此，它是一塊水冷IGBT模塊，內部有水管通道，看上去非常厚重，型號是371752-A02。之后常規(guī)檢測各電路板和其他電路，詳細包括：1.大電解電容6只，全部拆下來測量容量。2.下方的開關電源僅供風扇24伏直流，供530V直流即可工作。3.下方端子排的線都有線號 ，拆線時不必做標記都容易接回去，但如果不拆的話顯示屏那一層的鐵板拿不下來沒辦法檢測里面的控制電路板。4.上方的開關電源也是供530V直流電壓，開關電源給整機的控制電路板供電，編號為350897-A06和350897-A03的兩塊控制板。
    給開關電源通上直流電壓后，顯示屏亮了，測量各標的電壓：24V,+15V,-15V,5V都正常，風扇24V正常。至此大約可以判斷各電路基本是好的，只是IGBT炸了，IGBT驅動電路板是集成在IGBT模塊里面的，炸的原因初步分析為老鼠咬到電線短路。由于IGBT模塊售價太貴，萬一買回來電路板修不好就麻煩了，這種ROCKWELL羅克韋爾水冷四象限的變頻器電路板在國內并不好買。所以接下來還是希望通過老辦法，不裝整流IGBT，騙過各種報警看看能不能正常試轉變頻器。
上電后顯示屏第一個報警代碼F177，注意大部分品牌的變頻器當不止一個報警信號的時候，都只會顯示一個最優(yōu)先的報警代碼，當這個代碼解除了之后才會依次顯示后續(xù)的代碼。查閱說明書F177解釋為700L HW Disable，Hardware disable asserted on 700L power structure.解決方法：Verify drive enable is present.翻譯后大意是 說F177的故障代碼是因為電源結構上有一個斷定的硬件禁用。解決方法為：驗證是否存在驅動器啟用。其實這是羅克韋爾PF700變頻器有一個啟動緊急聯鎖未打開，類似于其他品牌的IGBT封鎖功能，需要短接1B7 1B8就好了。
      短接線路后重新上電，顯示屏報警代碼變成了F***查遍了說明書都沒有這個代碼，在關于Converter Faults轉換器故障章節(jié)里有一段關于F***的解釋：When a fault is generated in the Converter, that fault is passed to the Inverter so all the faults are recorded in the Inverter fault queue. Faults in the converter are numbered . 通過翻譯軟件直譯的意思是：當變頻器中產生故障時，故障會傳遞給變頻器因此，所有的故障都記錄在逆變器故障隊列中。斷層轉換器編號為*。使用PowerFlex 700矢量控制時，轉換器的故障是加上基數*，所有變頻器故障都被編號為*。HIM上的彈出窗口提醒用戶查看故障登錄PF700AC以獲取特定的故障文本。這段話不是很讓人明白，后來 咨詢官服技術人員后也沒有給出直接有效的解釋。經過不斷的摸索試驗，終于掌握了這個代碼的轉換技巧，有需要的同行可以電話咨詢：重慶妙工科技有限公司，崔工18523963297。
      原來F***是電路檢測電路異常，開始以為是炸IGBT模塊的時候電流太大把霍爾傳感器搞壞了，換了新的傳感器之后沒解決問題，只能仔細檢修電路板，終于查到電流檢測板上有元件壞了，更換后F***報警消除。重新上電后繼續(xù)報警F***，說明書解放為功率轉換 器件檢測到有過度的相電流，由于買不到電路板更換，最終經過幾天幾夜的苦戰(zhàn)，還是查到電路板有檢測元件損壞。F***解決后報警全部解除。
      將整機恢復后測試羅克韋爾PF700L變頻器也有許多需要注意的地方。三相進線上從左到右的標識號為RST，但是實際里面對應整流IGTB上的RST是反的，按變頻器的線號進線處應該是TSR才對。不然取樣線接反了啟動直接過流跳開關。400V三相交流電上電后直流母線電壓530V，當 K2接觸器吸合后電壓會升到700V，此時進線電路也會上升，這臺360A的變頻器K1吸合空載進線電路約12A，K2吸合后升到14A，說明IGBT整流部分正常工作。最后，由于這臺羅克韋爾PF700L變頻器只是損壞了整流部分，逆變部分是好的，所以測試電機也就相當順利了。
      如果維修羅克韋爾PF700L變頻器時需要拆開底座部分，里面是電抗器、阻容吸收電路、充電電阻和交流接觸器，安裝時要注意先對準水管轉換件，再對準上下機座螺絲，不然容易搞壞水管接頭。