陳保棟，高勇青島前灣集裝箱碼頭有限責(zé)任公司工程技術(shù)部

淺談岸橋ACS600變頻器典型故障維修及改造

陳保棟，高勇
青島前灣集裝箱碼頭有限責(zé)任公司工程技術(shù)部

摘要：岸邊集裝箱橋式起重機(jī)是集裝箱裝卸生產(chǎn)的大型機(jī)械，簡(jiǎn)稱岸橋，其大多采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，因此，在日常設(shè)備使用和維護(hù)中，變頻器顯得尤為重要。本文從作者所在港口岸橋現(xiàn)場(chǎng)使用情況出發(fā)，結(jié)合豐富的經(jīng)驗(yàn)介紹岸橋ACS600變頻器的典型故障及維修改造。

關(guān)鍵詞：主要元件功能；典型故障；電控板改造

一、單位設(shè)備現(xiàn)狀和ABB工作原理介紹

本單位共有24臺(tái)橋吊和40臺(tái)輪胎吊采用ABB電控系統(tǒng)，其中有16臺(tái)橋吊采用了ACS600變頻器，其ABB電控系統(tǒng)硬件配置完全一樣。最早的ACS600變頻器安裝使用于2001年。

ACS600變頻器的工作原理：ACS600變頻器系統(tǒng)的供電單元或逆變器工作時(shí)，電源板NPOW提供內(nèi)部使用的24v、15v電源,主電路接口板NINT采集各種內(nèi)部信號(hào)，并接收來自控制單元NDCU輸出的處理結(jié)果，提供信號(hào)給門極驅(qū)動(dòng)板NGDR。門極驅(qū)動(dòng)板用于接收主電路接口板的信號(hào)，并提供驅(qū)動(dòng)IGBT門級(jí)動(dòng)作的信號(hào)，隨后IGBT功率模塊則通過開關(guān)通斷將直流逆變?yōu)榻涣?，或?qū)⒔涣髡鳛橹绷鳎隳茯?qū)動(dòng)電機(jī)或回饋電能。

二、ACS600變頻器典型故障

當(dāng)設(shè)備進(jìn)入故障頻發(fā)期，元器件的特性退化，故障率隨著時(shí)間而增加，元器件臨近它的使用壽命。橋吊在運(yùn)行十幾年以后，變頻器內(nèi)部元器件自然老化，包括TGBT在內(nèi)的許多電子元件的故障率顯著增加。通過多年維修設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)，將ACS600變頻器常見典型故障及處理方式總結(jié)如下：

1、IGBT的損壞故障

IGBT的損壞主要是大功率IGBT容易損壞，有的外觀看不出有異常，但是其主要技術(shù)參數(shù)失效，有的則是有明顯的爆裂痕跡，發(fā)生爆裂的往往會(huì)對(duì)附著在上面的器件造成損傷。IGBT損壞后，維修方法就是更換IGBT,如果周邊器件也受損，則一起更新。為減少故障時(shí)間，可把已經(jīng)準(zhǔn)備好的備用模塊化單元直接更換上去，損壞的單元?jiǎng)t事后再修復(fù)備用。

2、各電控板的損壞故障

（1）防誤啟控制板（NGPSAGPS）：如在合上控制電后，變頻器手操器上顯示了啟動(dòng)禁止信息，通常都是該電控板發(fā)生故障。

（2）電流檢測(cè)板（LC1000）：變頻器如果發(fā)生與電流檢測(cè)有關(guān)的如過流、接地等故障，往往該電控板故障。

（3）電源板（NPOWAPOW）：變頻器如果出現(xiàn)主接口板失電，同時(shí)通訊異常等故障，可查該電路板故障。

（4）主接口板（NINTAINT）：該電路板如果出現(xiàn)故障，故障現(xiàn)象比較復(fù)雜，諸如過壓、過流、接地、通訊異常等故障都可能出現(xiàn)，難以辨別。

（5）主控IO板（NIOC）：由于該電路板主要負(fù)責(zé)變頻器與外圍的I0連接，該電路板出現(xiàn)故障通常在外圍有所表現(xiàn)，或者與外圍器件出現(xiàn)問題有關(guān)。我們常見的該電控板故障就是板載輸出繼電器損壞或者數(shù)字量輸入點(diǎn)異常。而繼電器損壞可以通過更換繼電器修復(fù)。

（6）編碼器接口板（NTACRTAC）：變頻器如果出現(xiàn)編碼器故障，除了外圍編碼器和線路出了問題，就是編碼器接口板出現(xiàn)問題，可以更換試用。

（7）觸發(fā)板（NGDR）：觸發(fā)板比較穩(wěn)定，通常都是因?yàn)镮GBT損壞而導(dǎo)致其受損。

3、變頻器通訊故障

變頻器通訊類故障與執(zhí)行通訊的器件包括光纜等硬件有關(guān)，例如：光纜接插不可靠；光纜老化造成光衰減過大；有光纜連接的主回路接口板（NINTAINT）、主控板（NDCURDCU）、光纜分配器（NDBUNPBUAPBU）等發(fā)生故障。

三、橋吊ACS600變頻器電控板改造

通過對(duì)ACS600變頻器電控板的簡(jiǎn)單改造，降低故障發(fā)生率，維持或提升變頻器的使用效果。

1、ACS600變頻器主控IO板NIOC的改造

I/O控制板NIOC上焊接集成了3只繼電器，其中有兩只是用來控制起升/大車或小車/俯仰機(jī)構(gòu)的高速制動(dòng)器工作的，由于這些機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器工作非常頻繁，繼電器就會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)粘連等故障。把I/O控制板板載的容易損壞的繼電器拆除，另用電線引出兩只帶底座插拔式繼電器，如繼電器損壞，把壞的繼電器拔下，插上新繼電器即可。如此將維修時(shí)間由1個(gè)小時(shí)縮短到1分鐘，而兩個(gè)小繼電器只有100元。

2、ACS600變頻器防誤啟控制板改造

針對(duì)NGPS-13C控制板故障率太高的情況進(jìn)行技術(shù)改造，對(duì)所有損壞的控制板上的元器件進(jìn)行測(cè)量分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障的元件都是一只繞線型電阻器（型號(hào)為100±5%Ω 7W），可能是由于容量偏小，發(fā)熱較大，在震動(dòng)較為強(qiáng)烈的情況下，特殊材料制成的電阻絲比較容易斷裂燒毀。因此把這一電阻器升級(jí)更換成一只同樣阻值但容量稍大、抗震性能好的電阻器（型號(hào)為100±5%Ω 10W）來解決了這一問題。

四、總結(jié)

以變頻器為主的驅(qū)動(dòng)器就是人的肌肉，是整個(gè)岸橋力量（動(dòng)力）的來源，變頻器的重要性則不言而喻。只有也必須掌握變頻器工作原理，正當(dāng)使用和維護(hù)好變頻器，才能充分發(fā)揮岸橋的作用，為裝卸生產(chǎn)提供可靠的設(shè)備保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]ABB有限公司.ABB變頻器電氣圖紙.

[2]陳強(qiáng).ABB變頻器運(yùn)行中的降溫分析.科技資訊，2010年第17期