王俊濤,郭文濤,康振東,徐冠超

（鄭州日產(chǎn)汽車有限公司,鄭州 450000）

輸送設(shè)備驅(qū)動電機(jī)變頻器故障實例解析

王俊濤,郭文濤,康振東,徐冠超

（鄭州日產(chǎn)汽車有限公司,鄭州 450000）

通過對涂裝車間中涂打磨輸送線體一起因變頻器使用不當(dāng)引起的線體故障的發(fā)生、分析與處理，對故障中暴露的設(shè)計問題進(jìn)行解析，提出了保證設(shè)備運行可靠性及提高設(shè)備使用壽命的對策與措施。

變頻器；制動電機(jī)；控制時序

在汽車行業(yè)，隨著生產(chǎn)自動化程度的提高，輸送線體中變頻器與制動電機(jī)的使用也是隨處可見。鄭州日產(chǎn)涂裝第二車間于2012年10月正式投產(chǎn)，其中中涂打磨輸送線體驅(qū)動由一臺三菱FR-A740-0.75K變頻器和0.75KW的帶有機(jī)械電磁制動器的住友減速機(jī)組成。

1 故障概述

2013年5月起，中涂打磨線體控制柜頻繁報警：中涂打磨變頻器過負(fù)荷異常。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查觀察發(fā)現(xiàn)：控制柜出現(xiàn)該異常報警時，均是作業(yè)人員按下作業(yè)開關(guān)停止的時刻；查看變頻器報警代碼，為E.UVT（欠電壓）。

2 故障調(diào)查與分析

根據(jù)對應(yīng)型號變頻器說明書，查看該報警解釋[1]，詳見下表：

欠電壓報警說明

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

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

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

圖1 電機(jī)制動釋放PLC控制程序

圖2 變頻器控制信號時序圖

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

圖3 變頻器輸出曲線與電機(jī)制動控制時序

3 對策

根據(jù)時序圖可以看出，故障的根本原因是：驅(qū)動電機(jī)制動線圈失電制動過早。根據(jù)以上思路，修改驅(qū)動電機(jī)制動釋放控制PLC程序，將電機(jī)制動線圈的失電時間調(diào)整到變頻器輸出停止時刻t2。修改PLC控制程序后，進(jìn)行試運轉(zhuǎn)，觀察線體運轉(zhuǎn)狀態(tài)，該故障得到徹底解決。

4 結(jié)語

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

通過這個故障案例也提示著我們，在自動化設(shè)備自動控制設(shè)計中，應(yīng)充分注意一些控制器控制信號的時序，短短的零點幾秒的差異也可能危及著自動化線體運行的穩(wěn)定性。

[1]三菱通用變頻器FR-A700使用手冊[S].三菱電機(jī)自動化（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)械電子工程專業(yè)。