变频器刹车电阻接地故障现象与排除 - 工控编程吧

一个因刹车电阻接地造成的故障
   我公司有几十台简易数控车床，其主轴电机都是由IG4-U 或IG5 3.7KW 的变频器调速。前一阶段有一台车床的IG4-U变频器坏了，拿回来一查是直流保险丝断了，检查整个变频器未发现有烧损痕迹，那么保险丝为什么会断呢？这台变频器原装的保险丝是30A的，后来断过一次，因手头没有同样容量的，就用了一个16A的代替，装到现场后正常工作了一个多月，这次又断了，开始我们分析可能是操作者为了提高产量，将机床转速调的过高引起过流造成的。这样这次又重新换了一个30A的保险丝，在检修室里上电试验，带一个0.7KW的电机运转良好，之后又装到机床上。
安装后，按正常程序调试，试生产正常干了几个件，就在我转身刚要离去时，听到砰的一声，过去一看变频器又无显示了。这次将变频器拆回检查还是未发现有明显烧损的痕迹，用万用表测，电容、逆变模块都是好的，只是熔丝又断了，换上新熔丝送电（输出空载），我发现原来为了防止变频器送电短路而串在主回路里的3个灯泡，不象以往正常时闪亮一下就熄灭，而是常暗亮，这说明主回路里有轻微的短路，接着我测了整流器电路发现整流器已损坏。
我用外接整流器代替模块的整流器，装上后在室内带负载送电都正常，又装回到机床上。当时一切正常，可是用了两天该变频器又坏了，情形和以前一样，操作者说当时也听到了短路的放炮声。
因我在公司做管理工作，修理变频器只是业余爱好，春节前工作很忙，暂时没时间马上修理，就嘱咐车间电工，将变频器的外电路、电机、刹车电阻都检查一下测一下绝缘，如没什么问题就用新变频器装上以免影响生产。加之原变频器是我已经修过多次的，其中整流模块、刹车电阻的驱动电路、包括刹车用的IGBT管都是我用炸坏的模块里找出好的代替的。所以我对修复后的变频器能否持久可靠工作也不大有底。心想别再对付了，时间不允许就用新的吧。
第二天，车间电工就跑过来告诉我，说该检查的都查了没有问题，所以换了型号IG5 3.7KW的新变频器，但运行2个小时之后一声巨响，变频器又崩了！
将崩坏的新变频器拿回来一看，这次可看到崩坏的地方了，外壳有一处被烟熏黑，模块整流器处有胶状物溢出，印刷电路板上有的铜箔已凸显出来，凭经验我知道是整流器崩了，经测量果然如此。下面我就想为什么这次会和从前不一样？后来明白了，这次是型号IG5 3.7KW的变频器，是IG4-U的改进型，这种型号的变频器可能是生产商为了降成本，取消了直流保险丝，所发生短路时只有挺着挨崩，这也是没有直流保险丝变频器的很大的一个缺陷！
由于新变频器的崩坏使我意识到，1、原先的故障都不是变频器本身造成的，一定是外电路有问题，2、分析了变频器的主电路之后，短路电流通过了整流桥，熔断了保险丝，但却没有损坏6个逆变管，说明短路点就应该在两者的交界处。3、根据现场虽然放炮但却未发现IG4-U 变频器内部受损，说明短路点应在变频器的外部。而上述几点只有用外接刹车电阻接地能解释。
带着以上疑问我到现场仔细的观察刹车电阻，这是一个120欧 500W 的电阻，阻值测量正常，但在固定刹车电阻的一端铁片处，我发现绝缘瓷片与铁片间有闪络的痕迹，我想这就是那个闹鬼的地方。换了一个新的刹车电阻，并先将其悬挂起来防止其接地，还是用我原来修过几次的那台IG4-U 变频器，装上之后运行正常。车间未再来找我，后来我问过说一直工作正常。
回想起来有几点可以总结，1、此次刹车电阻接地故障和过去由于铁屑造成的接地不一样，那是比较固定的故障，接地不消除是送不住电的，这次是一次软故障比较掩蔽，可以正常送电，但不知什么时候刹车电阻就接地了，造成放炮。2、产生的原因，我分析是由于操作者为了提高产量，将转速提的过高，这样在刹车时电流来不及泄放，而使直流电压有尖峰冲击，刹车电阻的一端绝缘支撑物有过闪络痕迹，绝缘水平已经下降，所以在设备运行中不知那次尖峰电压就出现击穿造成接地。
3、改进的措施：1、教育操作者要遵守操作规程，知道超速给设备带来的危害。
         2、用设定变频器允许的最高频率锁定机床转速。
         3、对刹车电阻的两端金属与床身的固定支撑垫加了绝缘块。
4、在选择变频器时，最好选择主回路有熔断保险器的。