變頻器的維修與測試方法

本文介紹了變頻調速器的維修與測試平臺的組建以及變頻調速器的維修與測試方法。   
        1  引言
        變頻調速器作為一種高效節能的電機調速裝置，因其較高的性能價格比，在工廠得到了越來越廣泛的應用。維護、維修、測試變頻調速器的工作變得日趨重要，因而使變頻調速器維修測試平臺成為應用領域不可缺少的設備。萊鋼自動化部于2002年設計、組建了變頻調速器維修測試平臺。變頻調速器維修測試平臺主要由兩部分組成，維修部分和測試部分。 
        2  變頻調速器維修部分的組成 
        從前幾次維修變頻器的經驗來看，與強電相關的器件、大功率器件，電源部分以及相應的驅動部分電路損壞頻率較高，當然在以后的維修過程中會出現各種各樣的故障現象，表現與其相應的電子電路有關。電子設備的維修過程就是尋找相應故障點的過程。在維修過程中，我們還是應該堅持以人為主，設備為輔的原則，充分發揮人的主觀能動性，降低維修成本，從故障現象入手，分析電路原理、時序關系、工作過程，找出各種可能存在的故障點，然后借助一些維修檢測設備，確定故障點，確定故障元器件，(包括定性與定量指標)，然后尋找相應的器件進行替換，使設備恢復其固有的性能指標。 
        維修過程包括以下幾個方面：
        第一步，詢問用戶變頻器的故障現象，包括故障發生前后外部環境的變化。例如，電源的異常波動、負載的變化。 
        第二步，根據用戶的故障描述，分析可能造成此類故障的原因。
        第三步，打開被維修的設備，確認被損壞的程序，分析維修恢復的可行性。
        第四步，根據被損壞器件的工作位置，通過閱讀電路，分析電路工作原理，從中找出損壞器件的原因，以及一些相關的電子電路。 
        第五步，尋找相關的器件進行替換。 
        第六步，在確定所有可能造成故障，所有原因都排除的情況下，通電進行實驗，在做這一步的時候，一般要求所有的外部條件都具備，并且不會引起故障的進一步擴大化。
        第七步，在設備工作正常的情況下，就可以進入下一個程序，系統測試。 
        2.1 維修平臺 
        (1) 邏輯分析儀:邏輯分析儀具有多個輸入通道，反映被測信號電平的邏輯狀態和相應時間，即被測點的二進制編碼，邏輯分析儀可同時對邏輯電平信號，數據總線信號，地址總線信號，芯片的輸入輸出等多路數字信號的邏輯關系進行測試和比較，利用測試儀器本身的瞬態定時測試功能，來捕捉窄脈沖的干擾和測試點前后的波形，邏輯分析儀特別適合對數字邏輯電路進行測試和分析。
        (2) 模擬示波器:示波器是用來“凍結”一個模擬信號或隨時間變化信號的有效工具，可根據顯示屏上的靜態波形分析其特性，并根據熒光屏上的方格和選用檔次來測量其參數值，通過使用示波器，可以把被測信號十分真實、直觀的反映在熒屏上，便于維修人員對被測信號進行定量和定性的分析。 
        (3) 晶體管圖示儀：用途：測試選配大功率管，維修大功率電源，UPS等。
 附件1：集成電路電壓傳輸特性測試臺用途：測試選配數字電路，維修各種數字智能儀表；附件2：場效應管配對測試臺，用途：選配場效應管；附件3:0-3KV高壓測試臺。 
        ( 4) 圖示儀：測試GTR模塊等。
        (5) 線性集成電路智能參數分析儀：選配測試運放等線性電路，維修稱重儀表，信號處理板。
        (6) 臺式數字電橋:測試精密R、C、L，維修精密儀器，通訊裝置等。
        (7) 通用編程器:修改拷貝各種程序存儲器、維修計算機、智能儀器儀表以及智能儀器儀表數據的備份。
        (8) 集成電路測試儀:測試各類數字集成電路，主要參數：帶RS232接口及編程解密軟件。
        (9) 智能校驗信號發生器:校驗測量儀表等， 日本白光。 
        3  變頻調速器測試部分的組成
        測試部分的功能是對已維修完成的變頻調速器性能測試。通過考察與交流，測試變頻器的最佳負載還是交流電機。我公司變頻器的功率由大到小，各種規格都存在，在維修完成以后，如果采用同等功率的電機來做負載實驗，這需要配備各種型號的電機這是不現實的，也是不科學的。根據變頻器的使用說明，一般要求變頻器負載不低于額定功率的10%，我們可以考慮用3kw左右的電機來實現15kw以下等級變頻器的負載。用15kw的電機來實現150kw以下等級變頻器的負載。針對變頻器負載電機不能空載的情況，可以使用一臺磁粉制動機來模擬電機負載，磁粉制動機可以通過改變輸入電壓來改變磁粉的間隙，從而達到改變負載的目的。實現模擬變頻器使用現場的目標，當然還需要檢測其它一些輔助參數，如輸入電壓、電流、輸出電壓、電流，以及三相的平衡情況，輸出波形的諧波分量。測試平臺需要以下設備儀表：
        (1) 三相交流電機：主要參數：3kW，15kW 
        (2) 磁粉制動器：主要參數：350N.m 
        (3) 電流傳感器：主要參數：測量范圍內0-50A，輸出0-50Ma， 北京科海
        (4) 電壓傳感器：主要參數：測量范圍內0-1000V，輸出0-100mA 
        (5) 模擬電流顯示表頭：主要參數：0-50A，輸入0-50mA 
        (6) 模擬電壓顯示表：主要參數0-1000V，輸入0-100mA 
        (7) i=3減速器 
        (8) 小水泵：用途：磁粉制動機的冷卻。 
        (9) 16位16通道A/D轉換卡： 主要參數：輸入0-10V 
        (10) 16位D/A轉換卡：主要參數:輸出0-10V 
        (11) 信號部分：輸入、輸出信號分別為0-10v電壓信號、0-20mA電流信號、開關量和脈沖信號 
        (12) 計算機1臺 
        (13) 多功能打印機1臺 
         4  系統特點 
        (1) 系統結構合理，使用方便； 
        (2) 適合對各種品牌的變頻器進行維修和測試；
        (3) 輸入輸出信號齊全，系統組成靈活；
        (4) 利用變頻器和智能臺信號發生器單元等組成閉環控制系統，模擬現場輸入輸出設備；
        (5) 對多種儀器儀表進行維修和測試；
        (6) 可以對一般模塊進行測試和維修；
        ( 7) 對維修、測試的數據進行處理、顯示和打印。
        5  結束語 
        變頻調速器維修測試平臺組建以來，檢修變頻器多臺，對保障生產的順利進行發揮了較大的作用，同時為萊鋼節約了大量的外出維修費用。