第一篇:进站信号机点灯电路故障处理分析
进站信号机侧线开放不了故障处理
故障现象:某站S进站信号机侧线开放不了信号。故障原因:点灯电路2DJ继电器故障。分析判断:
1、排列上行正线接车信号正常;
2、排列上行进侧线停车进路时,进路白光带显示正常,S进站复示器闪双黄灯后灭灯。说明LXJ被驱动后又落下。
3、排列上行侧线接车进路时观察S-JZ组合继电器状态为: 1DJ随LXJ↑后而↓,LXJ又由↑随1DJ↓后又↓,LXJ↓后1DJ随之又↑。正常情况下由于1DJ缓放,LXJ由↑至↓接点转换过程中保持↑,信号随之开放。上述继电器状态变化可能有两种情况下产生,一是LXJ吸起1DJ所在支路电路不通,二是2DJ所在支路电路不通2DJ不能↑,造成1DJ↓。观察2DJ始终没有吸起。
4、首先补信号在分线盘判断室内外。该故障补信号在分线盘测不到XJZ、XJF,判断为室内故障。根据下图可见,在定位(不开放信号)借XJF220测2DJ53,2DJ63上应有XJZ220,但测试2DJ53上有XJZ220,2DJ63上却没有,要么继电器插接不良或配线断,要么2DJ继电器坏。若是配线或继电器接点问题,应多次补信号测XJZ、XJF查找(注意1/2优选法断线方法的使用,加快查找速度)。
5、若是室外问题用多次补信号测XJZ、XJF查找或测回路电阻查找(断掉电源)。
处理:先更换2DJ继电器,排列进侧线进路试验,开放信号正常。
试验:S进站信号机侧线开放正常,测试2DJ灯丝电流(断开RD3将万用表串接其中进行测试)正常(≥100mA)。
第二篇:信号机点灯故障
信号点灯电路故障分析
一.电路工作原理
信号点灯电路如图7-1所示。以两方向出站信号机为例。
信号点灯电路用来控制信号机的显示,直接向司机发出行车命令。信号显示的正确与否,直接影响行车安全。所以,信号机点灯电路是具有严密性、可靠性的安全电路。点灯电路中,设有断线保护,采用了位置法和双断法的混线保护措施。依据联锁条件的要求,信号机的允许灯光灭灯时,要使信号显示降级;正线信号机的禁止灯光灭灯时,要禁止信号机再开放允许信号(正线)。所以,每架信号机都设有灯丝继电器,用以监督信号灯泡的完整。
信号机的点灯电源,一般由室内通过电源屏分为4束供出,在电源屏、组合架的零层、组合的侧面都设置了熔断器防护。点灯电源通过电缆送到室外。信号机内设有点灯变压器,将点灯电压降为12V之后,点亮信号灯泡。
矮型出站信号机,共有4种显示状态,这4种显示状态,是由出站兼调车的LXJ、DXJ、ZXJ、2LQJ进行控制的。电路的逻辑关系是:
图7-1
信号点灯电路
1.信号机的平时状态:
LXJ↓
DJ↑,信号机点亮红灯
DXJ↓
2.只有一个离去区段空闲时:
LXJ↑
ZXJ↑
DJ↑,信号机点亮黄灯
2LQJ↓
3.两个离去区段都空闲时:
LXJ↑
ZXJ↑
DJ↑,信号机点亮绿灯
2LQJ↑
4.开放调车信号时:
LXJ↓
DJ↑,信号机点亮白灯
DXJ↑
注:如果有两个发车方向
LXJF↑
LXJ↑
2DJ↑
ZXJ↓
DJ↑
ZXJ↓
2DJ↑
信号机点亮两个绿灯时,从逻辑关系式可以看出,主信号继电器ZXJ用来区分向主要线路发车还是向次要线路发车。ZXJ吸起说明向主要线路发车,点一个绿灯或黄灯;ZXJ失磁落下说明向次要线路发车,点两个绿灯。2LQJ用来区分点绿灯或黄灯。2LQJ吸起,点亮一个绿灯,2LQJ失磁落下,则点亮一个黄灯。
二.信号机故障时控制台的现象
信号点灯电路采用了双重系统,具有主灯丝断丝后自动转换副灯丝的功能,以及较完善的故障自诊功能。点灯电路出现故障时可以从控制台信号复示器点灯状态、电铃响铃报警发现。
进站信号复示器平时点亮红灯。开放允许信号时,进站信号复示器点亮绿灯;开放引导信号时,进站信号复示器点亮一红一白灯光。出站信号复示器平时无显示;开放允许信号时,点亮绿灯;开放调车信号时,点亮一个月白灯光。
(一)红灯或蓝灯灭灯时 控制台现象: 1.进站信号机:控制台复示器闪红灯。
2.出站信号机:控制台复示器闪白灯。
3.调车信号机:控制台复示器闪白灯。
分析:出现上述现象时,可以在分线盘上测量。进站信号机测量H、HH;出站信号机测量H、HBH;调车信号机测量A、BAH。上述端子之间若有交流220V电压,则为室外故障;若无电压,则为室内故障或发生了短路故障。
(二)允许灯光灭灯时 1.控制台现象:
(1)进站信号机:复示器在点亮稳定绿灯的同时闪红灯,此现象维持约2s。
(2)出站信号机:复示器在点亮稳定绿灯的同时闪白灯,此现象维持约2s。
(3)调车信号机:复示器闪白灯后灭灯。
分析:进站和出站信号机的允许灯光黄灯的点灯线使用了1U(U)与LUH,绿灯使用了L和LUH。在出现允许灯光灭灯的故障现象时,在开放信号的2s内测试,若有电压则为室外故障,若无电压则为室内故障(短路故障另行分析)。
注意:(1)当进站信号机的第二位黄灯灭灯时,点灯电路的动作逻辑关系是:2DJ↓→DJ↓,此时应该区分第一位黄灯与第二位黄灯灭灯的现象。
(2)若允许灯光灭灯,在重复开放信号2s后,信号机则自动改点红灯。LXJ↑→点绿灯或黄灯→因允许灯光灭灯DJ↓→LXJ↓→点红灯→DJ↑,故在其他时间内无法测到允许灯光的点灯电压。
2.当XJJ的保持吸起电路或LXJ的自闭电路发生故障时,其现象与上述现象有区别,读者应该注意区分。
(1)现象:信号机复示器由点亮稳定的绿灯直接变为点红灯(进站)或灭灯(出站),无闪红灯(进站)或闪白灯(出站)的过程,说明XJJ的保持吸起电路故障或LXJ的自闭电路故障。分析XJ从吸起到失磁落下,DJ一直保持在吸起状态。若XJJ先于LXJ失磁落下,则说明XJJ保持吸起电路故障;若LXJ先于XJJ失磁落下,则说明LXJ自闭电路故障。两者的故障现象,反映到控制台上是相同的。
(2)在控制台上也可以区分上述故障,方法如下。信号关闭后,重复开放信号,在LXJ缓放的瞬间,再次按压始端按钮,若信号不关闭,则说明LXJ的自闭电路故障。若信号仍然关闭,则说明XJJ先于LXJ失磁落下,造成信号关闭,是XJJ的保持吸起电路故障。
分析:重复开放信号后,信号开放使LXJ↑→FKJ↓,在FKJ↓至LXJ缓放的时间内,再次按压始端按钮将使FKJ再次吸起,用FKJ的前接点将LXJ的自闭条件短接。
3.若室内在开放信号时,进站信号机信号复示器在点亮绿灯的同时闪红灯,约2s后变成闪红灯,则说明允许灯光的点灯回路发生短路故障;出站信号机信号复示器在点亮稳定绿灯的同时闪白灯,2s后变成闪白灯,则说明出站信号机的允许灯光发生了短路故障。
分析:未开放信号,LXJ失磁落下,信号机正常点亮红灯;开放信号,LXJ吸起,点亮允许灯光,因为允许灯光的点灯回路短路,烧坏室内熔断器,DJ失磁落下使LXJ失磁落下,信号关闭后,禁止灯光也无法正常点亮。
三、信号点灯电路室外设备故障分析(以红灯为例)
当进站(进路)、出站、通过、调车等信号机出现故障时,电务维修人员在接到车站值班员通知后,应立即登记停用设备,积极组织查找故障原因,并及时向工长、车间和段调度汇报。
发现故障后,应首先在分线盘上区分故障的范围和性质,下面,就信号机的室外故障处理方法进行分析。
(一)在分线盘上测量故障信号机的H和HH(或HBH)
1.若有交流220V电压,则说明室外发生断线故障。
2.若无交流220V电压,则应看组合架及相应组合的XJZ或XJF熔断器是否熔断:(1)若熔断器完好,则说明分线盘到组合内部断路。
(2)若已熔断,且更换熔断器后即熔断,说明是短路故障。
(3)若是短路故障,则可在分线盘甩开一个端子,再加熔断器,若不再熔断,则说明分线盘至信号机处短路;若再次熔断,则说明是分线盘至组合内部短路。
注意:若BX-34型变压器Ⅱ次侧短路,其现象是控制台复示器不闪光(DJ不失磁落下),熔断器不熔断,但在分线盘的端子上测到的电压降低,测到的电压大约在交流150V(视信号机至信号楼的距离而定)。
(二)在信号机处的变压器箱或终端电缆盒上测量(进站信号机、两方向出站信号机端子为3、7,一方向出站信号机端子为3、6)
1.若有交流220V电压,则说明变压器箱或电缆盒至信号机内部点灯电路发生断路故障。2.若无交流220V电压:(1)若在分线盘测出有交流220V电压,则说明电缆断线。
(2)在分线盘甩开一个端子,再加熔断器,若不再熔断,则说明分线盘至信号机处短路,应前往现场信号机处,在电缆盒内甩开任一端子,室内再加熔断器: ①仍然熔断熔断器,则说明分线盘至信号机电缆盒之间的电缆发生短路故障。
②不再熔断熔断器,则说明BX1-34型变压器Ⅰ次或电缆盒至BX1-34型变压器Ⅰ次间引入线短路。
注意:在分线盘分析判断后,在前往室外时,要注意将分线盘动过的线头恢复到正常位置,防止发生判断错误。在操作时,要与室内人员密切联系,确保判断正确。
(三)在BX1-34型变压器Ⅰ次侧测量(设变压器箱或电缆盒端子有电压)
1.若有交流220V电压,则说明BX1-34型变压器Ⅰ次故障或BX1-34型变压器Ⅱ次至灯泡间有断路故障。
2.若无电压(此处仅分析断路,短路故障另行分析),则说明变压器箱或电缆盒端子至BX1-34型变压器Ⅰ次侧之间断路,分别判断是哪一根引入软线断路即可。
(四)在BX1-34型变压器Ⅱ次侧测量(设BX1-34型变压器Ⅰ次有电压)
应将电压表挡置于交流25V挡位上。
1.若有13V左右电压,则说明BX1-34型变压器Ⅱ次到灯端间断路。
2.若无13V左右电压,则说明BX1-34型变压器故障。正常情况下变压器各端子间电压如图7-2所示。
图7-2(1)Ⅰ1-Ⅰ2 与Ⅰ1-Ⅰ3 之间均为220V,说明Ⅰ1-Ⅰ2 线圈或引出线断线。
(2)Ⅰ3-Ⅰ2 和Ⅰ3-Ⅰ1 均为220V,说明Ⅰ2-Ⅰ3 线圈或引线断线。(3)变压器Ⅱ次侧各端子均无输出,则可判明为Ⅰ次故障。
(4)若Ⅰ次正常,Ⅱ次故障: ①Ⅱ1 引线断线:Ⅱ3-Ⅱ2 之间为1V,Ⅱ1-Ⅱ3 之间无电压,Ⅱ3-Ⅱ4 之间为2V。
②Ⅱ3 引线断线:Ⅰ1-Ⅱ2 之间为13V,Ⅰ1-Ⅱ3 之间无电压,Ⅱ1-Ⅱ4 之间为16V,Ⅱ2-Ⅱ3 之间无电压,Ⅱ3-Ⅱ4 之间无电压。
注意:(1)测变压器Ⅰ次及Ⅱ次时,应注意及时更换万用表挡位。
(2)若是发生变压器Ⅱ次侧的Ⅱ3 引出线断线故障,而Ⅱ1-Ⅱ2-Ⅱ4 正常,则可以临时用Ⅱ2 或Ⅱ4 恢复使用。
(五)在灯泡端测量(设BX1-34型变压器Ⅱ次有输出)
1.若有12V左右电压,则说明灯座弹簧不好或灯泡断丝。
2.若无电压,按步进电压法查找具体断路点即可。
注意:(1)JZCJ-0.12型继电器线圈的压降约为1V,直流电阻约为1Ω左右。
(2)灯丝转换继电器的两组后接点,一组供点副灯丝用,一组供主灯丝断丝报警用,前接点未用,应注意区分。
(六)变压器箱或电缆盒至信号机内部短路的分析及处理
当确定是短路故障之后,则应用断线法进行查找: 1.甩开变压器箱或电缆盒端子3上的电缆线,用电阻R×1挡测量变压器Ⅰ次侧:(1)若电阻值在80Ω左右,则说明引入软线及变压器Ⅰ次侧正常。
(2)若电阻值为0Ω,则说明引入软线或变压器Ⅰ次侧短路,继续在变压器一次侧甩线,分别判断之,即可以区分。
2.若BX1-34型变压器Ⅰ次侧正常,Ⅱ次侧短路,则可以用下列方法查找:(1)甩开Ⅱ3,并取下信号灯泡,用电阻挡测试从Ⅱ1-Ⅱ3 至灯端的配线是否短路,若短路,则应用甩线法分别判断。
(2)若经过判断点灯电路的配线正常,则应恢复BX1-34型变压器至室内的配线,Ⅱ3 的线应继续甩开,在BX 1-34型变压器Ⅱ次测量,若无电压,则是Ⅱ次短路。
注意:(1)因为BX1-34变压器Ⅱ次侧及信号灯泡阻值均较小,无法用电阻挡进行准确的判断。所以,用甩线法进行电压判断时,应仔细地与日常测试的值相比较。
(2)当上述方法不能区分短路范围时,则可以甩开Ⅱ次侧的配线,测量Ⅰ次侧的空载电流。Ⅱ次侧如正常(Ⅰ次侧的空载电流约为0.12A左右),则可以断定是Ⅱ次侧配线故障,集中查找配线即可以。若是Ⅱ次侧短路,则Ⅰ次侧的电流将明显增加。
(3)当Ⅱ1-Ⅱ3 短路时,在Ⅱ1 与Ⅱ2、Ⅱ1 与Ⅱ3 将基本上测不到电压,Ⅱ3 与Ⅱ4 之间将有略低于2V的正常电压输出。
(4)Ⅱ次侧短路,变压器的噪声增加,温度升高,时间长将烧坏变压器,如图7-3所示。
图7-3 ①变压器Ⅱ次侧短路点若在JZCJ-0.12型继电器线圈前,在短时间内不会烧毁变压器,控制台的现象是主灯丝断丝报警,室外灭灯,室内DJ↑(因点灯回路中有电流,灯丝转换继电器JZCJ-0.12型继电器失磁落下)。
②变压器Ⅱ次侧短路点若在JZCJ-0.12型继电器线圈后,室内将无任何显示(短路电流使JZCJ-0.12型继电器保持在吸起状态)。
四.允许灯光的点灯电路故障分析(以四显示出站信号机白灯为例)
允许灯光灭灯,开放信号后,DJ↓将使DXJ经缓放后失磁落下,改点禁止灯光。所以,允许灯光的点灯电压,是瞬间送出的,不宜采用电压法进行查找。此时,可以使用电阻法进行查找。
注意:用电阻法查找,应与室内加强联系,严禁室内在处理故障的过程中开放信号,防止烧坏万用表或室内点灯熔断器。
(一)在变压器或电缆盒4、6端子上测量(设电压已送到电缆盒)
1.若电阻值在80Ω左右,则说明BX1-34型变压器Ⅰ次侧及引入线正常。
2.若电阻值为0Ω,则说明BX1-34型变压器Ⅰ次侧或引入线短路,查找方法与红灯短路故障处理方法相同。
3.若电阻值为无穷大,则说明引入线或BX1-34型变压器Ⅰ次侧线圈断路,分别判断区分即可。
(二)在灯泡端测量(设BX1-34型变压器Ⅰ次正常)若电阻为0Ω,则可采用下列方法: 1.取下信号灯泡,若电阻值仍为0Ω,则说明变压器Ⅱ次至灯泡端配线正常(仅限于断路情况),故障为灯座压簧不良或灯泡断丝。
2.若取下灯泡后,电阻值变为无穷大,则说明灯座及灯泡良好,故障是变压器Ⅱ次侧断线或灯端至变压器Ⅱ侧断线或是JZCJ-0.12型继电器线圈断线,分别进行判断即可。
变压器Ⅱ次侧短路,处理方法同禁止灯光的处理方法。
五.处理信号点灯电路故障的技巧
当信号点灯电路发生故障时,可以在分线盘上快速区分故障的范围及性质,方法如下(设允许灯光故障)。
1.将万用表置于交流250V挡位,在分线盘测量(重复开放信号时),有电压,则为室外故障:无电压,则为室内故障。进行此项操作时须确认室内的电压已经送出。
2.若是室内电压已经送出,则故障在室外,可以将万用表置于R×1挡位,在分线盘测量:(1)若阻值在100Ω左右,说明分线盘至信号机BX1-34型变压器的Ⅰ次正常,Ⅱ次或信号机内部故障。
(2)若阻值在0Ω左右,说明分线盘至信号机处的电缆短路,此故障使熔断器熔断。
(3)若阻值在20Ω左右,说明BX1-34型变压器Ⅰ次短路(视该信号机距信号楼的距离,应注意判断)。
(4)若阻值为∞,说明电缆或BX1-34型变压器Ⅰ次断路。
注意:(1)BX1-34型变压器Ⅰ次的直流阻值为80Ω左右,电缆芯线的阻值为23.5Ω/km。两者的阻值之和应≥100Ω。
(2)使用电阻挡测量时,应与室内加强联系,不得开放信号,防止烧坏万用表或室内熔断器。同时,根据所测阻值的大小,可以判断出短路点距信号楼的距离。
六.错线故障分析
错线故障一般发生在工程施工、更换信号机内部配线或更换器材后,在日常维修中较少发生。一旦发生,因故障现象特殊,且有些现象与断线故障相似,易引起误判。在此,进行简单分析,以引起读者的注意,如图7-4所示。
图7-4 1.主灯丝线与回线配错。主灯丝点亮正常;若主灯丝断,则副灯丝不能正常点亮。
2.副灯丝与回线配错。主、副灯丝串接,同时点亮,但亮度明显降低;若断开主灯丝,则副灯丝点亮正常。
3.主、副灯丝线配错。平时副灯丝点亮,且灯丝转换继电器吸起正常;若断开副灯丝,则灯丝转换继电器失磁落下,主、副灯丝点亮。
4.JZCJ-0.12型继电器线圈1至中接点1配错。主、副灯丝点亮正常;若断开主灯丝,JZCJ-0.12型灯丝转换继电器颤动。JZCJ-0.12型继电器的配线方式如图7-5所示。
图7-5 注意:正常使用中的信号机发生故障时,应先考虑常规故障,只有更换配线后,才能考虑错线故障。
第三篇:常见电路故障处理流程
本次主要针对电路方面的一些基础知识和故障处理进行培训,培训内容主要有理论和实操两部分。其中理论培训主要包括:爱立信电路故障处理流程,电路单通测试(指令测试),光口故障处理流程,光口保护倒换原理,三种非爱设备简单故障处理。实操部分包括:LIFE3000使用,电路单通测试(挂表测试),传输有误码或中断时如何挂表测试,传输头制作,DDF ODF认识,基站应急割接模拟等方面。
爱立信常规故障处理流程
故障的类型主要有两大类:传输故障和交换设备故障。下面讲一些常见故障的处理。
传输故障又主要分为物理传输故障和链路故障。物理传输故障,主要是传输ABL或者是传输质量差而引起的话务设备ABL,影响通信业务,链路故障则是指信令链状态不正常,会影响信令的接续。
第一章、传输故障 第一节:2M口的介绍
一、传输的名称类型和出现的误码类型
爱立信的DIP名称类型:RTG(GPRS的GB接口)、RBLT、RALT、RAL2、RBL2、MALT、MAL1、C7B4、C7B5、UPET、UPE、UPD、UPD1,起名称长度不能超过7个字母。
首先看传输状态,用指令DTSTP:DIP=xxxx,传输状态主要有WO、ABL和MBL。传输ABL,其误码类型常见的有5种告警,FC 1=AIS、FC 2=LOF、FC 3=ERATE、FC 4=RDI、FC 9=LOS。
二、传输常见误码的处理
传输出现的误码常见组成为:FC 1&
2、FC 2&
9、FC 4,下面根据误码来判断传输出现的情况:
FC 1&2:属于远端告警,对于此类故障,应该先在传输架上向本端自环,确定我们本端没有问题后,再和对端联系,要对端也在传输架上自环,如果两边自环都没有问题,那就需要传输室在中间一段检查、处理。FC 2&9:属于近端告警或者是收发接反。先在交换机上确认SNT和传输线是好的,然后在传输架上自环本端。如果正常,则和对端联系,将收发反一下,看是否能恢复。
FC 4:属于能够收到信号,而不能发送信号。这种误码可能是由于传输头松动,只有一边做好了,主要是排除本端传输的头是否有问题。
三、传输质量
下面讲一下传输质量。有时候传输状态查看是好的,但质量有问题,会使得误码逐渐增加,误码增加到一定程度就使得传输断掉。当传输是好的时候,有一定的误码,可以用以下指令清除,清误码也许只能治标而不能治本,最关键是要保证传输是通的。
DTQUP: DIP=XXXX;
DTQSR:DIP=ALL,DEGR,UNACC;
DTQSR:DIP=ALL,ES,SES,SF;
DTQSR:DIP=ALL,ES2,SES2;
第二节:光口ET155的介绍
ET155可以用来开电路和链路,在交换机没有升R9的时候,基于ET155的稳定性和安全考虑,一套ET155就开56个2M口,一般不用来开链。升为R9/R10后,就可以全部开电路,而且也用来开链路。其开电路和链路的方法和普通的2M电口没有任何区别。
ET155也存在传输质量问题,其误码的增加也会引起ET155的部分设备不能工作,在必要的时候就得清除传输质量误码,方法如下:
TPQSR:SDIP=XX,DEGR,UNACC;
TPQSR:SDIP=XX,ES,SES;
TPQSR:SDIP=XX,ES2,SES2;
光口ET155故障
A.维护人员从终端查看故障光纤中继的状态:指令TPSTP:SDIP=;见到MS及VC状态为
ABL(DEGR);指令DTSTP:DIP=;查看DIP为ABL。
B.根据电路资料,在传输ODF架前一个位置,楼层纤ODF,作硬件自环。同时其他配合人员在终端指令检查光口状态(应不正常,否则需报其它科室处理)。而后,维护人员用光功率计在楼层ODF架测量光功率:-8~-20dbm之间的才合格。光功率计质量越小越好,C.维护人员在楼层ODF对其备用纤(原本不放通)向交换机作自环,并用光功计确定其通光正常。原则上是尽快确定出可正常通光到楼层ODF的通道。
D.将备用纤与传输端光纤接通。其后,先在终端解除话务在主用边的锁定:指令PWFSE:SDIP=;,再把话务锁定到光纤备用侧:指令PWFSI:SDIP=,MS=MS-1;,恢复通话。
第三节、电路设备、链路故障的处理
一、电路设备故障
当传输保证是正常状态的情况下,电路设备也会出现不能工作的现象。其设备状态不正常有三种情况:BLOC、LIBL、SEAL。
BLOC:指设备断掉,主要是因为传输不通或误码过大而引起的。
LIBL: 主要是对端未解开对应设备引起
SEAL: 可能是两端设备的CIC不对应,按要求正确定义即可;也可能是信令拥塞导致,可尝试重新定义一遍数据
二、链路故障
当七号信令链路状态不正常时,若为FC 3,则可以由人工闭解恢复(C7LAI:LS=?,SLC=?;C7LAE:LS=?,SLC=?),若为FC 108 可能是由于本端传输自环而引起,查看传输状态
若为FC 206 可能是对端数据没有做,或本端的半永久连接数据有问题。
首先检查该信令链所属中继的状态是否正常 可以由指令
C7LTP:LS=
;打印状态
C7LDP:LS= ; 打印所占用的设备以及信令终端 EXSCP:NAME=SGG01-0;/DEV=UPD-1/C7ST2C-0;查看半永久连接状态,看是否为ACT
三、信令链全阻:
A.ALLIP;
B.C7LTP:LS=2-19-255-13;
打印信令链状态,看是否为全阻。
C.C7LDP:LS=2-19-255-13;
打印信令链所用的设备(DEVICE)D.EXSCP:NAME=GZG01-0;/DEV=UPD-1/C7ST2C-0;查看半永久连接,看是否为ACT
EXDEP:DEV=C7BTC4-XX;
可以查到设备所属的传输号(DIP号)
E.DTSTP:DIP=xxC7B4;
打印传输状态(FC=1&2多为远端告警),如果交换维护人员在本端传输架自环正常,则需要请传输室处理,传输室电话:86321169。
F.DTQUP:DIP=xxC7B4;如果传输状态正常,则查看传输误码 ;如果传输误码增加很快,交换维护人员在传输架自环,观察5-10分钟,在此期间,误码没有增加则请传输室处理。如果在自环过程中误码仍然不断增加,则为本端问题,需要重新做传输头。
四、单通测试
以每个季度为周期,完成番禺所有代维网元电路的单通测试。电口电路使用LITE 3000进行监听测试,光口电路可以使用指令测试,每套电路正常监听测试原则上不能超过3秒钟,特殊情况可适当延长至10秒以内。对于监听发现通话不正常的电路,要及时准确记录下来,确认为单通后,并及时上报交换室数据组闭掉电路,但还要继续跟进处理。
二、单通测试-指令测试
EXTPP;EXTPI:BNB=86***;NTCOP:SNT=UPET-1;STDEP:DEV=UPD-1&&-31;或者STRDP:R=GZB2O,STATE=BUSY/INCO;MOCOI:DEV=UPD-X;CMB;END;
西门子交换机日常重大、紧急故障处理流程
一、日常重大故障: A、中继故障 1)、查哪些中继传输断
STATPORT:EQN=1-6-2;STATTRUNK:TGNO=X STATTRUNK:TGNO=x,STATUS=NCAR; STATTRUNK:TGNO=x,CIC=x-y;
可查到哪一方向的哪一传输断。2)、先在本端自环,用STATDIU:LTG=x-y,DIU=z;检查PCM状态。如为ACT,则本端OK,报传输,让传输环给我们,再检查PCM状态,如为ACT,则为传输问题。
如为DIS-MA或DIS-SA,则多为传输问题。
如为MAL,则传输收发反。3)、对于DIU的UNA,可闭解一下
CONFDIU:LTG=x-y,DIU=z,OST=CBL; CONFDIU:LTG=x-y,DIU=z,OST=MBL; CONFDIU:LTG=x-y,DIU=z,OST=ACT; 4)、STATTRUNK查看时,参数STATUS意义为 IDLE 空闲 INC/OUT 打出/打入 NCAR 传输断
BADM 本端闭塞(CANTRDAT)HOBB 环路 MOBB 对方阻塞
NSYP 对方CIC没做,不同步 CCS7F NO7信令出错 MDIU DIU阻塞(人工)CDIU DIU阻塞(系统)MPRT PORT阻塞(人工)CPRT PORT阻塞(系统)
华为常见电路故障
一 假如监控报电路故障:GZB4到QYG06有传输断掉。
1>首先根据路由名查出对端中继号,命令:LST TG 2>检查故障状态是否正常,命令:DSP N7TKC 3>查询指定局向的电路信息,命令:LST OFTKC 4>通过MGW和查询电路信息,命令:LST TKCBYTID 5>查出TID,命令:LST TKC 6>查出本端端口之后,在传输架做环路测试,如果本端正常,联系对端处理,对端也是正常,转传输室处理。
二 假如监控报链路故障: GZB4到QYG06有套链路断掉。
1>首先根据路由名查出对端中继号,命令:LST TG 显示属于指定局向集的链路状态,命令:DSP N7LSLNK 2>根据模块查询链路状态,命令:LST N7LNK
3、贝尔日常维护
信令链路告警:
处理流程如下:
接到告警后用241看链路状态,再用241看链路配置,然后用MARCO或挂表测试传输是否正常,如果传输不正常本端原因检查传输,其他原因转传输室处理,如果传输正常,可尝试将链打死激活或者将信令终端重启,如果还是不行可以联系对端一起做重启信令终端的操作,一般可以恢复。以下是处理过程中涉及的详细指令:
链路有以下几种状态:
ACTIVE ……….表示链路正常
ACTING ……….表示链路中断
OOS
.…….表示链路退出服务
ORJ-DIS ……..表示链路人工闭塞
然后先:MM 7599:ALMTYPE=ALL,OPTION=LINK.(看链路告警)。
先:MM 241:DEST=”GZA1”&NAT,SLC=ALL,29=6;(按局向查看链路状态)先:MM 241:DEST=”GZA1”&NAT,SLC=ALL,29=1;(按局向查看链路数据)
可以查看到某个局向的链路配置:链路是2M还是64K,链路所占用的信令模块和中继模块。其中DTMEN的PCE是中继模块的NA,CCMEN的PCE是信令模块的NA。
看到配置后可以看中继状态是否正常,可用MARCO来检查,也可直接挂表测试。
用MACRO ALMPCE >ALMPCE:NA ALARM=OFF 表示当前传输状态是好的
ALARM=ON 表示当前传输状态是断的
如果链路所在传输没有问题,可尝试将链打死激活,指令如下:
先:MM 220:DEST= “GZA1”&NAT,SLC=0,FUNCTION=6;(链路打死)先:MM
220:DEST= “GZA1”&NAT,SLC=0,FUNCTION=5;(链路激活)
A> DI:SLTC,NA,1(查看电路状态)B> D:SLTC,NA,1(打死 SLTC)C> I:SLTC,NA,1(激活 SLTC)A> DI:CTLE,NA,1(查看中继板状态)B> D:CTLE,NA,1(闭塞中继板)C> I:CTLE,NA,1(激活中继板).查看中继板位置 的DTUA板
IDS:N,NA
对于CE RES(重启不会影响其他链路)AC NA CE RES
也可以CE BOO 或者对模块:RB(会影响同模块的其他链路)AC NA : RB
谢谢!
第四篇:初中物理电路故障分析
初中物理电路故障分析
一、短路、断路和开路
1、短路:(1)电源短路:指导线不经过用电器而直接接到了电源的两极上。会导致电路中电流过大而烧坏电源。
(2)用电器短路:指串联的多个用电器中的一个或多个(当然不是全部)在电路中不起作用,这种情况是由于接线的原因或者电路发生故障引起的。(一般不会造成较大的破坏。)
2、断路:从电源的正极到负极,有且只有一条通路,若在某出断开,整个电路就成为断路。可能是由于接触问题或者电流过大把用电器烧毁引起的。
3、开路:一般情况下等同于断路。就是负载断开或者电路断开出现一个端口,一般是电路的干路没有连接电源正负极,也有可能是导线断了,或者是干路串联了电压表等特大电阻的元件。
二、电路故障分析
(一)针对串联电路中的断路故障
方法1:将完好的用电器与被测电路并联。若用电器正常工作,说明被测电路上发生断路;若用电器不能工作,说明未测的电路上发生断路。
方法2:用导线与被测电路并联。若未测电路正常工作,说明被测电路上发生断路;若未测电路不能工作,说明未测电路上发生断路。
(二)利用电流表的示数变化判断电路故障
1.对于电路中原有电流表的示数变化情况分析。
(1)示数增大,说明电路(或支路)中部分用电器被短路(若所有用电器都被短路,则电流表烧毁)。
(2)示数减小,说明电路(或支路)中发生断路。
2.(针对串联电路)将电流表与被测电路并联分析。
(1)有示数,说明被测电路上发生断路。
(2)无示数,说明:未测电路上发生断路。
(三)利用电压表的示数变化判断电路故障
1.对于电路中原有电压表的示数变化情况分析。
(1)示数增大,说明未与电压表并联的用电器被短路。
(2)示数减小,说明:与电压表并联的被测电路上发生短路或电压表与电源正负极间发生断路。
2.将电压表与被测电路并联分析。
(1)有示数,说明:电压表与电源正负极间是通路的。
(2)无示数,说明:与电压表并联的被测电路上发生短路或电压表与电源正负极间发生断路。
(四)串联电路的断路或局部短路故障现象如下表:
内容
断路
局部短路
实质
某电阻(或导线)变为阻值无穷大。
某电阻值变为0,可看作一根导线。
电流情况
电路中(任何处)均无电流。
短路处无电流,整个电路中电流变大。
用电器工作情况
均不工作。
有一个工作,另一个不工作。
故障发生处
电路中任何一点。
只可能在电阻上。
电流表的示数
无示数。
有示数且变大。
电压表的示数
断路处两端电压为电源电压,其余部分为0。
短路处为0,仍然工作的用电器(电阻)两端电压为电源电压。
电流表无示数
断路
与电压表并联的电器断路
电压表示数为电源电压
电压表并联以外电路断路
电压表无示数
电流表有示数(变大)
短路
与电压表并联的电器短路
电压表无示数
电压表并联以外电路短路
电压表示数为电源电压
串联电路的断路或短路故障分析,一般先判断电路中是否有电流(或用电器是否均工作),以确定故障到底是短路还是断路;然后可根据电压情况来判断故障发生的地方。
三、动态电路部分
类型1:滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中物理量的变化:明确电路(电压表直接去掉,简化电路);看准每个电表分别测的是谁的电压和电流;先看电阻的变化,再根据欧姆定律判断电流、电压的变化。
类型2:开关的断开或闭合引起电路中物理量的变化:明确断开和闭合是分别是什么电路;画出等效电路(电压表直接去掉,简化电路);根据欧姆定律判断。
串联和并联电路的判断
一、分析电路的“口诀”:
先判串联和并联,电表测量然后判。一路到底必是串;若有分支是并联。
A表相当于导线;并时短路会出现。V表可并不可串;串时相当电路断。
二、连接电路的“口诀”:
①电路:串联各件依次连;并联标节点、连干路,连好再检验。
②电表:A表串其中,V表并两端。正(进)负(出)不能反,量程仔细断。
③提醒:无论串联或并联,电压表都应最后连。
二.串联、并联的识别方法(右图是简化、改画电路图的最终结果。)
1.电流流向法:
从电源正极出发,沿着电流的方向描绘出电流通过电阻的各条路经,一直达到电源的负极。这是识别电路最直观的方法,也是连接实物电路时必须遵循的基本思路。
【例1】在图2(甲)所示电路中,三盏灯是如何连接的,开关闭合后,电流表测量的是哪部分的电流?
做法:先标出电源的正负极,再沿着从正极到负极的方向,用箭头描绘各处的电流走向,标在电路图上,如图2(乙)。
分析:从图2(乙)中可以看出,点a是最初的电流分支点,点b是最后的电流会合点。电流共有三条路径(I1、I2、I3),分别通过三盏灯(L1、L2和L3),所以三盏灯是并联的。通过电流表的电流只通过L1,所以电流表测量的是通过灯L1的电流。2.摘表法:
从电路中摘去电压表和电流表,电压表所在支路用断路替代,电流表所在位置用导线替代。如需进一步分析讨论,原电压表、电流表所测量的电压和电流则应在简化后的电路上标出。
【例2】如图3(甲)所示电路中,三个电阻是__联的。电压表V1的示数为3V,V2的示数为5V,电源电压
8V(填“大于”、“小于”或“等于”)。
分析:两个电压表使电路看起来比较复杂,摘掉两个电压表后,把电压表所在支路擦除,电阻的串联方式如图3(乙)所示。两图比较可知,电压表V1测量的是R1和R3两端的电压U1+U3,电压表V2测量的是R1和R2两端的电压U1+U2,两个电压表的示数之和大于电源电压。
3.直线法:
这是把不规范电路简化成规范电路的普遍适用的方法。具体方法是:将电路从电源正负极处断开,结合电流流向法,拉长和缩短某一段导线,使各组元器件都在一条直线上,一次不成,可逐次分步完成。
【例3】图4(甲)所示电路中,电源电压是6V,开关闭合后电压表的示数为4V,问:灯L1、L2两端电压各为多少?
分析:利用摘表法,可确定这两个灯泡的串联电路。问题是电压表测量的电压是哪个灯两端的电压。将电路拉成直线,画出如图4(乙)所示的简洁图,这个问题就迎刃而解了。
4.节点法
这是一种比直线法更直接、更简洁的快速简化电路的方法。具体做法是:从电源正极开始,把电阻之间的连接导线缩减成点,相同的点用同一个字母表示。如果一个电路中的点多于两个,可以将这些点排在一条直线上,再把相应的电阻补充到这些点之间,节点法和直线法有着相辅相成的关系。
【例4】图5(甲)所示电路中,三个电阻是__联的;电流表A1测量的是通过电阻___的电流。电流表A2测量的是___的电流。
分析:将图5(甲)中的电流表摘掉后,电路中三个电阻的连接方式仍然不明显。从电源正极开始,可以标出三个位置都是a点(电源正极),另外两个位置都是b点(电源负极)。如图5(乙)所示。三个电阻都连接在ab两点之间,通过三个电阻的电流方向都是从a到b,所以这是一个并联电路。再利用电流法,描绘电流走向如图5(丙)所示。可以知道原电流表A1的位置通过的是R2和R3的电流I2+I3;原电流表A2的位置通过的是R1和R2的电流I1+I2、。本题中两个电流表的位置跟【例2】(图3甲)中两个电压表的位置相同,因为用电流表替代了电压表,三个电阻的连接方式也随之发生了变化。
电路故障分析
经典例题
1、先根据题给条件确定故障是断路还是短路:两灯串联时,如果只有一个灯不亮,则此灯一定是短路了,如果两灯都不亮,则电路一定是断路了;两灯并联,如果只有一灯不亮,则一定是这条支路断路,如果两灯都不亮,则一定是干路断路。在并联电路中,故障不能是短路,因为如果短路,则电源会烧坏。
2、根据第一步再判断哪部分断路或短路。
【分析】L1与L2串联在电路中,用电压表测L2两端电压,开关闭合后,发现两灯都不亮,电压表有示数。则故障原因是什么?解:你先画一个电路图:两灯都不亮,则一定是断路。电压表有示数,说明电压表两个接线柱跟电源两极相连接,这部分导线没断,那么只有L2断路了。
【例】L1与L2串联,电压表V1测L1电压,V2测L2电压。闭合开关后,两灯都不亮。则下列说法正确的是:
A、若V1=0,V2示数很大,则L1短路而L2正常;
B、若V1=0而V2示数很大,说明L2都断路。
解:两灯都不亮,则电路是断路,A不正确。当L2断路时,此时V2相当于连接到了电源两极上,它测量的是电源电压,因此示数很大。而此时L1等效为导线,因此两端没有电压,因此V1的示数为零。答案为B。
一、简单电路故障类习题的分析判断
【例1】如图1,闭合开关时,两灯都不亮,电压表示数为0。则原因可能是()
A、L1短路
B、L2短路
C、L1开路
D、L2开路
分析:闭合开关两灯都不亮,表明电路中无电流,是开路故障。是L1还是L2开路呢?因为电压表测量L1两端电压,若是L1开路,则电压表应与L2串联接在电源两端,它应该有示数且接近电源电压,而此时电压表示数为0,说明电压表没有连接到电源两端。正确选项是D。
【例2】如图2,闭合开关时,电流表有示数,电压表示数接近电源电压,则原因可能是()
A、L1短路
B、L2短路
C、L1开路
D、L2开路
分析:闭合开关时,电流表有示数,表明电路中有电流,从上面的分析可以判断这是电路中的部分电路短路故障。那么是L1还是L2短路呢?可以通过电压表的示数来进行分析。可以假设一下,若是L1短路,那么L1就相当于一根导线,它的两端电压就为0,这与题目条件不相符。答案是B。
【例3】如图3,闭合开关时,L1发光而L2不亮,则原因可能是()
A、L2开路
B、L2开路
C、RL1比RL2大得多
D、RL1比RL2小得多
分析:闭合开关时,L1发光,表明电路中有电流,从上面的分析可以判断这是电路中的部分电路短路故障,L1发光而L2不亮,可以很快得出是L2短路;那么L2就相当于一根导线,它的电阻极小,而从电路中不能看出L2被短接,因而故障应是RL2比RL1小得多。正确选项是C。
【例4】如图4,闭合开关时,电流表A与A1的示数相同,则原因可能是()
A、L1短路
B、L2短路
C、L1开路
D、L2开路
分析:并联电路由于存在两条支路,因此必须分析各条支路是否有电流。本题中,电流表A与A1的示数相同,即I=I1,说明干路和L1所在支路是通路,从并联电路的电流特点分析:I=I1+I2,因此I2=0,即电流表A2示数为0,L2支路没有电流,此支路开路。正确选项是D。
【例5】如图6,闭合开关时,灯泡都不亮,电压表示数接近电源电压,则原因可能是()
A、ab间开路
B、bc间开路
C、cd间开路
D、ad间开路
分析:L1、L2都不亮,可以判断出电路故障属于开路。由于电压表示数接近电源电压,说明L2阻值很大(或者电压表串联在电路中),远大于L、L3的电阻,所以开路故障应该是出现在L2所在的部分电路,正确选项应是B。
【例6】如图7,闭合开关时,发现电流表的指针没有偏转;某同学用一根导线将ac两点连接起来,闭合开关瞬间,电流表指针迅速偏转到最大;当他用这根导线将bd两点连接起来时,发现灯L1发光。则下列关于该电路存在的问题分析错误的是()
L1完好
B、L2开路
C、L3短路
D、L2情况无法判断
分析:闭合开关后,电流表指针没偏转,首先可确定此电路中有开路故障。用一根导线将ac两点连接起来,闭合开关瞬间,电流表指针迅速偏转到最大,说明开路故障没有出现在L3所在部分电路,同时说明L3被短路了;再用导线将bd两点连接起来时,L1发光,说明故障也不是L1所在部分电路,那么只有L2开路的可能了。综合上述分析,错误的选项应该是D。
二、复杂电路故障类习题的分析判断
例4
(06大连)如图所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮;接触b、c两点时,两灯都不亮;接触c、d两点时,两灯都亮。则()(导线检测法)
A.灯L1断路
B.灯L2断路
C.灯L2短路
D.开关S断路
分析:闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,说明电路发生断路故障。用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮,说明断路故障发生在灯L2和开关上;接触b、c两点时,两灯都不亮;说明断路故障发生在灯L1和开关上;接触c、d两点时,两灯都亮,排除灯泡故障,说明开关S断路,故选D。
电流表、小灯泡的检测法与导线相似,电流表检测时要防止造成电源短路。
4、把两个小灯泡L1和L2、一个蓄电池、—个电键及若干导线组成串联电路。当闭合电键时,两个小灯泡均不发光。用电压表测量,发现灯L1两端有电压。若整个装置除了两个小灯泡以外,其余都完好,那么小灯泡不发光的原因可能是()
A
L1的灯丝断了。
B
L2的灯丝断了。
C
L1和L2的灯丝都断了。
D
以上三种情况都存在分析:电压表并联在L1两端,有示数,说明除L1之外其他部分正常完好,因此,只有L1断路,等效于电压表直接连接电源两极。
5.如图5所示的电路,电源电压保持不变。电键S闭合时,发现只有两个电表的指针发生偏转,电路中的电阻R或灯L有一个出现了故障,则可能是
()(2010年中考)
A.电流表A示数为零,电阻R短路
B.电流表A示数为零,灯L断路
C.电压表V2示数为零,电阻R短路
D.电压表V2示数为零,灯L断路
分析:排除电表影响,L和R串联,因此,L和R均不能断路,否则只有V1有示数。排除BD;若R短路,则R相当于导线,V2无示数,选C
例3 在电学实验中,遇到断路时,常用电压表来检测。某同学连接了如图1所示的电路,闭合开关S后,发现灯不亮,为检查电路故障,他用电压表进行测量,结果是,则此电路的故障可能是()(电压表检测法)
A.开关S接触不良
B.小灯泡灯丝断了
C.d、e间出现断路
D.e、f间出现断路
分析:观察电路,灯泡和定值电阻串联,闭合开关S后,发现灯不亮,说明发生断路故障。用电压表测量时,表与被测元件并联,相当于在被测元件旁又使电流有了一条路径。若被测元件通路,由于电压表电阻很大,等效于开路,对电路无影响,其示数为零;若被测元件断路,电流不能从元件通过,只能从电压表通过,因电压表的电阻很大,这个电流很小,灯泡不亮,但电压表有示数,且近似等于电源电压。本题中电压表测得,说明电源可提供3V电压;说明a、d两点与电源两极相连的电路某处断开,说明故障在d、e两点之间且为断路。选择C。
二、动态电路分析与判断
动态电路分析题和电路故障分析题对学生有较高的能力要求,是初中学生物理学习过程中的难点。进行电路故障分析,要以电路动态分析能力作为基础,而电路故障分析又是电路动态分析的载体。
分析动态电路的一般思路是:根据引起电路变化的原因(开关通断、变阻器滑片移动、电路故障),分析判断电路中电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化(电流表示数变化),再根据欧姆定律变形式U=IR(或串并联电路电压特点)进一步判断电路中部分电路中电压的变化(电压表示数变化)或其它物理量的变化。
1、滑动变阻器滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化
(1).串联电路中滑动变阻器滑片P的位置的变化引起的变化
[例1]如图1,是典型的伏安法测电阻的实验电路图,当滑片P向左移动时,请你判断电流表和电压表示数的变化。
分析:
P左移→R2减小→R总减小→I增大→表变大。
R1不变→IR1增大→U1增大→表变大。
判断表的变化还可以根据串联电路的电压特点来分析:
R2减小→U2减小→U1增大→表变大。
[例2]如图2,当滑片P向左移动时,表和表将如何变化。
分析:首先要确定电路的类型,此电路属于串联电路呢还是并联电路。我们可以将电流表简化成导线,将电压表简化成断开的开关或干脆拿掉。此时可以容易地看出,这是一个串联电路。而且发现滑动变阻器的滑片已经悬空,滑动变阻器变成了定值电阻,电流表测串联电路的电流,所以表示数不变。即:P左移→R1+R2不变→不变
在本电路中,电压表是测量R1和R2部分电阻之和的总电压,当滑片P向左移动时,被跨接在电压表内的电阻随着变小,根据串联电路电压特点:表示数减小。
[例3]在如图3所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时
(A)电流表示数变大,灯变暗。
(B)电流表示数变小,灯变亮。
(C)电压表示数不变,灯变亮。
(D)电压表示数不变,灯变暗。
分析:将电流表等效为一根导线,可以看到电压表直接测量电源电压,因此当滑动变阻器的滑动片P向右移动时,电压表的示数将不会变化;而电阻R的阻值变大,小灯的电阻RL大小不变(注意:在初中阶段,小灯泡的电阻由于温度的影响引起的变化往往忽略不计),因此总电阻变大,电流变小,所以电流表示数变小。根据串联电路的电压特点分析,小灯两端的电压也将变小,小灯的功率P=ULI也将变小,所以小灯的发光将变暗。本题正确答案为D。
(2).并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化
[例4]如图4,当滑片P向右移动时,表、表和表将如何变化?
分析:测电源两端电压,测R1支路电流,测干路电流。并联电路各支路两端电压相等,等于电源电压,故电压表V示数不变。由于并联电路各支路独立工作,互不干扰,滑动变阻器滑片P向右移动时,对R1这条支路没有影响,所以电流表示数不变。滑片P右移,R2变大,两端电压不变,故电流变小,干路中电流也随之变小,所以示数也会变小。
2、开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化
(1).串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
[例5]在如图5所示的电路中,将开关S闭合,则电流表的示数将______,电压表的示数将________(均填“变大”、“变小”或“不变”)。
分析:在开关尚未闭合前,电流表测量的是串联电路的电流值,由于此时电阻较大,故电流较小;开关S闭合后,电阻R2被局部短路,电路中的电阻只有R1了,因此电流表的示数将变大。
在开关尚未闭合前,两个电阻组成串联电路。电压表测量R1两端的电压,开关S闭合后,电阻R2被局部短路,只有R1接入电路,电压表变成测量电源两端的电压了,因此电压表的示数将变大。
还可以根据U=IR来分析开关闭合后电压表的示数变化。
(2)并联电路中开关的断开或闭合引起的变化
[例6]
在图6中,灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。当开关K断开时,电压表的示数将_____;电流表的示数将_____
(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
分析:本题的难度首先在电路的识别,我们可以将电流表看作导线,将电压表拿去,就容易看出这个电路是“并”联电路。电流表串联在小灯L1的支路中,所以开关闭合时,电灯L1接入电路,电流表的示数从0变到有读数,应该选填“增大”。电压表并联在L2两端,也即测量电源电压,而且不受开关控制,所以电压表示数“不变”。
3、电路的故障引起电路中电学物理量的变化及故障原因分析
[例7]在图7中,当开关
K闭合后,两只小灯泡发光,电压表示数为4伏。过了2分钟,电压表示数为0,经检查除小灯泡外其余器材的连接良好,请分析造成这种情况的原因可能有:_____________________。
分析:电压表示数为0,其原因有三:1.电压表没有接好或电压表损坏;2.小灯L2短路;3.小灯L1断路。起先,电压表有示数,说明不存在原因1的情况。那么还有两种情况都是可能的。答案为:小灯L2短路;小灯L1断路。
[例8]
在如图8所示电路中,电源电压不变。闭合开关K后,灯L1、L2都发光。一段时间后,其中一灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变,产生这一现象的原因可能是
(A)灯L1短路。
(B)灯L2短路。
(C)灯L1断路。
(D)灯L2断路。
分析:这是一个并联电路。可以采用排除法。小灯L2短路,会导致电压表示数变小、电流表示数变大,且导致两灯都不亮;小灯L2断路,会导致电流表示数变0;小灯L1短路,也会导致两灯都不亮;一灯熄灭而电表示数都不变,只有小灯L1发生断路时才有此可能。本题正确答案为C。
[例9]
在图9所示的电路中,电源电压不变。闭合开关K后,灯L1、L2都发光,—段时间后,其中的一盏灯突然变亮,而电压表Vl的示数变小,电压表V2的示数变大,则产生这一现象的原因是
(A)灯L1断路。
(B)灯Ll短路。
(C)灯L2断路。
(D)灯L2短路。
分析:应用“去表法”可以判断此电路是L1、L2组成的串联电路。
“—段时间后,其中的一盏灯突然变亮”排除了电路出现断路的情况,那么,故障现象只有发生短路了。电压表V2的示数变大,是小灯变亮的原因,且它测小灯L2两端电压,所以一定是小灯L2突然变亮;电压表Vl的示数变小说明小灯L1发生了短路。本题正确答案为B。
四、动态电路电功率问题的分析与计算
电功、电功率问题的分析和计算是目前中考的热点之一,也是学生答题的难点之一。这种题型把欧姆定律、串并联电路的规律及初中阶段电学仪器的应用和电功、电功率知识融合在一起,通过对这部分问题的训练和考查,有利于提高学生的物理思想、逻辑分析能力、表达能力及应用数学知识分析解决物理问题的能力。
常见电功、电功率类试题一般分为三类:第一类就是直接运用电功和电功率公式进行计算,譬如给你一个电能表在某段时间内消耗的电能(电功)计算电功率,或者根据用电器的铭牌信息计算该用电器在某段时间内消耗的电能;第二类是根据动态电路的电阻变化分析计算某用电器实际功率的变化,譬如小灯泡亮度的变化;第三类就是对动态电路进行计算。
解决电功率问题的一般思路:根据电路的连接状况分析电路的工作状态,根据各部分电路的已知条件分析寻找求解未知量所需的隐含条件,再依据欧姆定律、电功率的公式(包括变形式)列出代数式(方程、方程组)解答。
解决电功率问题的一般方法:
(1)弄清引起电路状态发生变化的原因是开关的通断,还是滑动变阻器滑动引起变化。
(2)弄清电路各状态的连接方式和接入此电路的用电器,必要时画等效电路图。
(3)弄清电压表、电流表测的是哪部分电路的电压和电流。
(4)抓住电路中的不变量(如电源电压不变、电阻不变)或利用串并联规律列式求解。
解决电功率问题的关键:首先是分析清楚电路的状态,即需求解的部分电路中用电器个数及连接方式,其次是与该部分电路中用电器相关的已知条件包括隐含条件,第三是此电路中的不变量(如电源电压不变、电阻不受温度影响)等。
解决电功率问题思路的口诀:审题识电路,拆图标已知,建立关系式,给三能求九。就是说,审题的过程要将电压表去掉,将电流表当导线处理,看清属于哪一类电路,一般难题分成简单电路(单个用电器)电路、.串联电路和并联电路三类;在识别电路的同时,观察电路变化了几次,就有几种工作状态(一般考题中电路变化是利用开关的通断和滑动变阻器滑片的移动引起电路的变化),拆图标已知的含义是电路变化几次,就画几个等效电路草图,在图上标出已知条件,根据串、并联电路的特点建立关系式,也就是方程(组)。通常从等效电路图上已知条件密集处就是解题的切入点,一般情况下只要给出三个物理量就能求出九个物理量。这就是给三能求九。在完成上述的步骤之后,一般的电功率题就比较容易了。
例1:如图1所示电路,灯L上标有“12V
9W”字样,当开关S和S1都闭合,变阻器的滑片P移到a端时,灯恰好正常发光,电流表示数是1.25A,求:
(1)变阻器的最大阻值是多少?
(2)当开关S闭合,S1断开,变阻器的滑片P移到b端时,灯消耗的功率是多少?
分析思路:(1)①求滑动变阻器电阻值需知道变阻器此时两端电压和通过它的电流;②当开关S、S1都闭合时,P在a端,灯泡L与变阻器R1并联,电流表测干路电流;因为灯正常发光,找出隐含条件:灯、变阻器和电源两端电压都是12V;因为灯正常工作,可根据铭牌计算出通过灯的电流,再根据并联电路特点求出通过变阻器的电流。
③根据欧姆定律推导式计算变阻器的阻值。
(2)①要求灯消耗的实际功率,需要知道此时灯两端的实际电压和通过的电流(或灯泡的电阻根据P=I2R计算);②当开关S闭合,S1断开,变阻器的滑片P移到b端时,变阻器与灯L串联接入电路,且变阻器全部接入电路,电流表测串联电路电流;③根据灯的铭牌可求得灯丝电阻RL,因为电源电压为12V(已求得),可以计算此时电路中的电流I’,再根据欧姆定律推导式求出此时灯两端电压为U’L;④灯消耗的功率就为P=U’LI’
解:(1)当开关都闭合时,P在a端,灯泡L与变阻器并联,灯正常发光
通过的电流:
因为灯L与变阻器直接并联到电源两端,所以:
变阻器最大值:
(2)当开关S闭合,断开,滑片P滑到的b端时,灯L与串联。
灯的电阻:
串联后总电阻:
电路中的实际电流:,灯两端电压U’=IRL=0.3A×16Ω=4.8V
灯的实际功率:
或
例2:在如图6所示的电路中,电源电压和灯泡电阻不变,电阻R1=12Ω,灯L标有“6V
12W”的字样,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R2上标有“2.5A”字样。
(1)只闭合S1,电流表的示数为0.6A,求电源电压;
(2)当闭合S1、S2和S3,并将滑片P移到b端时,电流表的示数为1.2A,求滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)只闭合S2时,求电路总功率的最大值。
分析思路:(1)①只闭合S1时,灯L与R1串联,电流表测此电路电流,电压表测R1两端电压。②求电源电压即求出此时灯L和R1两端总电压,只要知道灯L的电阻和R1电阻值,即可根据U=IR计算它们的总电压即电源电压。③R1阻值已知,灯丝电阻可由灯的铭牌求出。
(2)①当闭合S1、S2和S3,并将滑片P移到b端时,灯L被短路,R1与R2并联,R2全部接入电路,电流表测干路电流,电压表测电源电压。②求R2阻值,需知道R2两端电压和通过的电流。③电源电压已求得,则变阻器两端电压等于电源电压,R1阻值已知,可求此时通过R1的电流,根据给出的总电流和并联电路特点,求出通过R2的电流。
(3)①只闭合S2时,灯L与R2串联,电流表测此时电路中电流,电压表测R2两端电压。②求最大功率,就是要考虑在电流表、电压表和滑动变阻器安全的前提下,根据电路中的最大电流和最高电压来计算功率。③由于电源电压为9V,不超过电压表0~15V量程,所以电压表安全,考虑电流值时,要综合分析灯和变阻器允许通过的电流,从变阻器允许通过的电流是2.5A来看,即电路中的电流不允许超过2.5A,再从灯的铭牌来看,可计算出灯正常工作允许通过的电流是2A。④所以此时电路中允许通过的最大电流是2A,电压是9V,因此电路消耗的最大功率是18W。
解:(1)只闭合S1时,灯L与R1串联,灯泡的电阻:
电源电压:
(2)当闭合和时,灯L短路,R1与R2并联,通过R1的电流:
滑动变阻器的最大阻值:
(3)只闭合S2时,灯泡L与R2串联,灯泡L的额定电流:为保护灯泡,电流
为保护电流表,电流
为保护滑动变阻器,电流
由此可得电路中的最大电流
电压表量程0~15V,电源电压9V,9V<15V,电压表始终是安全的。
电路总功率的最大值
6、(2010年浦东新区中考模拟)
在图6所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作。过了一会儿,灯L熄灭,两电表指针发生同向偏转;另用一导线并联在L两端,均再无其他现象发生。若电路中只有一处故障,且只发生在L或R上,由此可以判断
()
A.可能是R断路
B.可能是R短路
C.一定是L断路
D.一定是L短路
1.如图2所示的电路中,电源电压为6V,当开关S闭合后,只有一只灯泡发光,且电压表V的示数为6V,产生这一现象的原因可能是()
A.灯L1处短路
B.灯L2处短路
C.灯L1处断路
D.灯L2处断路
2.如图3所示,当开关S闭合时,发现电流表指针偏转,电压表指针不动。该电路的故障可能是()
A.灯L1的接线短路
B.灯L2的接线短路
C.灯L1的灯丝断了
D.灯L2的灯丝断了
电
路
故
障
灯泡
短路
原因:接线柱碰线
现象:灯泡不亮
断路
原因
接线柱接触不良
灯丝烧坏(断)
现象:灯泡不亮
电压表
短路
原因:接线柱碰线
现象:电压表无示数
断路
原因:接线柱接触不良或损坏
现象:电压表无示数
与用电
器串联
原因:与电压表并联的用电器断路
现象
电压表示数几乎等于电源电压
电路电流几乎为0不能使用电器正常工作
电流表
短路
原因:接线柱碰线
现象:电流表示数为0
断路
原因:接线柱接触不良,或电流表已烧坏
现象:电流表无示数
滑变
短路
原因
接线柱错接“一上,一上”
闭合开关前没有调节滑片p位于“阻值最大处”
现象:起不到保护作用,电路电流很大
断路
原因:接线柱接触不良或烧坏
现象:整个电路被断开
接法错误,连入电阻最大并不改变
原因:接“一下,一下”
现象:阻值不变,较大
开关
短路:不存在,相当于开关闭合断路:相当于开关断开
照明电路的故障及判断方法
1.常见的故障
(1)断路:如灯丝断了,灯座、开关、挂线盒断路,熔丝熔断或进户线断路等。断路会造成用电器无法用电工作。
(2)短路:如接在灯座两个接线柱上的火线和零线相碰,插座内两根接线相碰。短路会把熔丝熔断而使整个照明电路断电,严重者会烧毁线路引起火灾。
(3)过载:电路中用电器的总功率过大或单个用电器的功率过大。产生的现象和后果同短路。
(4)接触不良:如灯座、开关、挂线盒接触不良,熔丝接触不良,线路接头处接触不良等。这样会使电灯忽明忽暗,用电器不能连续工作。
(5)连接错误:如插座的两个接线柱都接在火线或零线上,开关接在主线中的火线上,用电器串联接在电路中等。
2.检修故障的一般方法
(1)检修断路:先用测电笔检查总闸刀开关处,如有电,再用校火灯头(一盏好的白炽灯,在灯座上引出两根线就成为校火灯头)并联在闸刀开关下的两个接线柱上。如灯亮,说明进户线正常(如灯不亮,说明进户线断路,修复进户线即可)。再用测电笔检查各个支路中的火线,如氖管不发光,表明这个支路中的火线断路,应修复接通火线。如果支路中的火线正常,则再用校火灯头分别接到各个支路中,哪个支路的灯不亮,就表明这个支路的零线断路了,需要修复。
(2)检修短路:先取下干路熔断器的盒盖,将校火灯头串接入熔断器的上下两端,如灯亮,表明电路中有短路。同样,在各个支路开关的接点用上述方法将校火灯头串接进去,哪个支路的灯亮,就表明这个支路短路了,只要检修这条支路就能解决问题。
例1.有一幢楼房,突然发生停电事故,经检查,保险丝已熔断,已排除用电器过多这一原因,那么有经验的电工师傅检修时,他最先考虑并重点检查的是下列哪个部件?()
A.灯泡
B.开关
C.插座
D.导线
分析:若用电器不过载,则电路中只有短路使电流过大。而灯泡与导线短路的可能性不大,且开关不会引起电路短路,所以只有插座短路的可能性最大。故选(C)。
例2.物理小组的同学们练习安装照明电路,接通电源之前,老师将火线上的保险丝取下,把一个额定电压为220V的灯泡作为检验灯泡连接在原来安装保险丝的位置,同时要求同学们将电路中所有开关都断开,用这种方法可以检查电路中是否有短路。在接通电源后,下列说法中正确的是()
A.若检验灯泡正常发光,表明电路连接无误
B.若检验灯泡不亮,但将某一个用电器的开关闭合后检验灯泡正常发光,表明这个开关的两端直接连到了火线和零线上
C.若检验灯泡不亮,但将某一个电灯的开关闭合后,这个电灯和检验灯泡都能发光,只是亮度不够,这表明电路中出现了短路现象
D.不论电路中用电器的开关是闭合还是断开,检验灯泡均不发光,这表明电路中有短路
分析:题中保险丝换成了灯泡,并把所有用电器的开关都断开,正常情况下应该没有电流通过灯泡。如果灯泡发光,说明有短路现象。如果闭合某一开关,检验灯泡不亮,说明电路断路。若闭合某一个电灯的开关后这个电灯和检验灯泡都能发光,只是亮度不够,表明电路中的电灯能正常工作,电灯所在的电路为通路。故选(B)。
例3.某人家里只开一盏电灯,其它用电器都不用,为了看电视,他在电视机开关闭合之前将电视机的两脚插头插入两孔插座中,结果电灯立即熄灭,经检查灯泡是好的,保险丝烧断,则产生这种现象的原因是()
A.电视机已损坏
B.电视机的插头内有短路
C.两孔插座内原来已经短路了
分析:家里开着一盏电灯,说明原来的电路是好的,如果两孔插座内原来就已经短路,电灯不可能发光,(C)错误。
电视机的开关未闭合,说明电视机的电路未接通,电视机不可能损坏,因此(A)可以排除。
将电视机的两脚插头插入两孔插座中,电灯立即熄灭,保险丝烧断,由此可以判断电视机的两脚插头内有短路,选(B)。
第五篇:变频器故障分析与处理
变频器故障分析与处理
目前人们所说的交流调速系统,主要指电子式电力变换器对交流电动机的变频调速系统。变频调速系统以其优越于直流传动的特点,在很多场合中都被作为首选的传动方案,现代变频调速基本都采用16位或32位单片机作为控制核心,从而实现全数字化控制,调速性能与直流调速基本相近,但使用变频器时,其维护工作要比直流复杂,一旦发生故障,企业的普通电气人员就很难处理,这里就变频器常见的故障分析一下故障产生的原因及处理方法。
一、参数设置类故障
常用变频器在使用中,是否能满足传动系统的要求,变频器的参数设置非常重要,如果参数设置不正确,会导致变频器不能正常工作。
1、参数设置
常用变频器,一般出厂时,厂家对每一个参数都有一个默认值,这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下,用户能以面板操作方式正常运行的,但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求。所以,用户在正确使用变频器之前,要对变频器参数时从以下几个方面进行:
(1)确认电机参数,变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
(2)变频器采取的控制方式,即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。
(3)设定变频器的启动方式,一般变频器在出厂时设定从面板启动,用户可以根据实际情况选择启动方式,可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。
(4)给定信号的选择,一般变频器的频率给定也可以有多种方式,面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定,当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后,变频器基本上能正常工作,如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。
2、参数设置类故障的处理
一旦发生了参数设置类故障后,变频器都不能正常运行,一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行,最好是能够把所有参数恢复出厂值,然后按上述步骤重新设置,对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。
二、过压类故障
变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下,变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算,则平均直流电压Ud= 1.35 U线=513V。在过电压发生时,直流母线的储能电容将被充电,当电压上至760V左右时,变频器过电压保护动作。因此,变频器来说,都有一个正常的工作电压范围,当电压超过这个范围时很可能损坏变频器,常见的过电压有两类。
1、输入交流电源过压
这种情况是指输入电压超过正常范围,一般发生在节假日负载较轻,电压升高或降低而线路出现故障,此时最好断开电源,检查、处理。
2、发电类过电压
这种情况出现的概率较高,主要是电机的同步转速比实际转速还高,使电动机处于发电状态,而变频器又没有安装制动单元,有两起情况可以引起这一故障。
(1)当变频器拖动大惯性负载时,其减速时间设的比较小,在减速过程中,变频器输出的速度比较快,而负载靠本身阻力减速比较慢,使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量回馈单元,因而变频器支流直流回路电压升高,超出保护值,出现故障,而纸机中经常发生在干燥部分,处理这种故障可以增加再生制动单元,或者修改变频器参数,把变频器减速时间设的长一些。增加再生制动单元功能包括能量消耗型,并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻,通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统,这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态,产生再生能量,这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的,当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。
(2)多个电动施动同一个负载时,也可能出现这一故障,主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例,当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时,则转速高的电动机相当于原动机,转速低的处于发电状态,引起故障。在纸机经常发生在榨部及网部,处理时需加负荷分配控制。可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。
三、过流故障
过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均,输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障,说明变频器逆变电路已环,需要更换变频器。
四、过载故障
过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是加速时间太短,直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重,所选的电机和变频器不能拖动该负载,也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对生产机械进行检修。
五、其他故障
1、欠压
说明变频器电源输入部分有问题,需检查后才可以运行。
2、温度过高
如电动机有温度检测装置,检查电动机的散热情况;变频器温度过高,检查变频器的通风情况。
一、变频器控制回路的抗干扰措施
由于主回路的非线性(进行开关动作),变频器本身就是谐波干扰源,而其周边控制回路却是小能量、弱信号回路,极易遭受其他装置产生的干扰,造成变频器自身和周边设备无法正常的工作。因此,变频器在安装使用时,必须对控制回路采取抗干扰措施。
1. 变频器的基本控制回路
变频器同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种:
①4~20mA电流信号回路(模拟);1~5V/0~5V电压信号回路(模拟)。②开关信号回路,变频器的开停指令、正反转指令等(数字)。外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器,同时干扰源也在其回路上产生干扰电势,以控制电缆为媒体入侵变频器。
2. 干扰的基本类型及抗干扰措施
(1)静电耦合干扰:指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合,在电缆中产生的电势。
措施:加大与干扰源电缆的距离,达到导体直径40倍以上时,干扰程度就不大明显。在两电缆间设置屏蔽导体,再将屏蔽导体接地。
(2)静电感应干扰:指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通大小,控制电缆形成的闭环面积和干扰电缆与控制电缆间的相对角度。
措施:一般将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离铺设,分离距离通常在30cm以上(最低为10cm),分离困难时,将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合间距越小,铺设的路线越短,抗干扰效果越好。
(3)电波干扰:指控制电缆成为天线,由外来电波在电缆中产生电势。
措施:同(1)和(2)所述。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽,屏蔽用铁箱要接地。
(4)接触不良干扰:指变频器控制电缆的电接点及继电器接触不良,电阻发生变化在电缆中产生的干扰。
措施:对继电器采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆应定期做拧紧加固处理。
(5)电源线传导干扰:指各种电气设备从同一电源系统获得供电时,由其他设备在电源系统直接产生电势。
措施:变频器的控制电源由另外系统供电,在控制电源的输入侧装设线路滤波器或隔离变压器,且屏蔽接地。
(6)接地干扰:指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发干扰,比如设置两个以上接地点,接地处会发生电位差,产生干扰。
措施:速度给定的控制电缆取一点接地,接地线一作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧进行,使用专设的接地端子,不与其他接地端子共用,并尽量减少接地端子引接点的电阻,一般不大于100ω。
3. 其他注意事项
(1)装有变频器的控制柜,应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设置。
(2)弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器和接触器。(3)控制电缆建议采用1.25mm×2或2mm×2屏蔽绞合绝缘电缆。
(4)屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时,屏蔽端子要互相连接。
二、变频器常见故障分析
1. 变频器充电启动电路故障
通用变频器一般为电压型变频器,采用交一直一交工作方式,即是输入为交流电源,经三相整流桥后变为直流电压,然后再经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。当变频器刚上电时,由于直流侧的平波电容容量非常大,充电电流很大,通常采用一个启动电阻来限制充电电流,常见的变频启动两种电路,如图1所示。充电完成后,控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路,启动电路故障一般表现为启动电阻烧坏,变频报警显示为直流母线电压故障,一般在设计变频器时,为了减少变频器的体积,启动电阻值选择在10~50ω,功率为10~50ω。
当变频器的交流输入电源频繁通断,或者旁路接触器的触点接触不良时,以及旁路晶闸管导通阻值变大时,都会导致启动电阻烧坏。如遇此情况,可购规格的电阻换届之,同时必须找出引出电阻烧坏的原因,才能将变频器投入使用。
2. 变频器无故障显示,但不能高速运行
某厂一台变频器状态正常,但调不到高速运行,经检查,变频器并无故障,参数设置正确,调速输入信号正常,上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有450V左右,正常值为580~600V,再测输入侧,发现缺了一相,原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的。实际上变频器缺一相输入时,是可以工作的,因多数变频器的母线电压下限为400V,只有当直流母线电压降至400V以下时,变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时,直流母线压为380×1.2=456>400V。当变频器不运行时,由于平波电容的作用,直流电压也可达到正常值。新型的变频器都是采用PWM控制技术,调压调频的工作在逆变桥完成,虽然在低频段输缺相时仍可以正常工作,但因为输入电压低使输出电压低,造成异步电机转矩低,频率上不去,所以不能高速运行。
3. 变频器显示过流故障
出现这种故障显示时,首先检查加速时间参数是否太短,力矩提升参数是否太大,然后检查负载是否太重。如果无这些现象,可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点,复位后运行,看是否出现过流现象,如果出现的话,很可能是含有过压过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能的IPM模块出现故障,一般更换IPM模块即可。
4.变频器显示过压故障
这种故障一般是雷雨天气出现,由于雷电串入变频器的电源中,使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸,在这种情况下,通常只须断开变频器电源1min左右,再合上电源,即可复位;另一种情况是变频器驱动大惯性负载,就出现过压现象,这时变频器的减速停止属于再制动,在停止过程中,变频器的输出频率按线性下降,而负载电机的频率高于变频器的输出频率,负载电机处于发电状态,机械能转化为电能,并被变频器直流侧的平波电容吸收,这种能量足够大时,就会产生所谓的“泵升现象”,变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大电压而跳闸,对于这种故障,一是将减速时间参数设置长些或增大制动电阻或增加制动单元;二是将变频器的停止方式设置为自由停车。
5.电机发热,变频器显示过载
对于已经投入运行的变频器如果出现这种故障,就必须检查负载的状况.新安装的变频器可能是V/F曲线设置不当或电气参数设置有问题,如一台新装变频器,其驱动的是一台变频电机,电机额定参数为220V/50Hz,而变频器出厂时设置为380V/50Hz,由于安装人员没有正确变频器的V/F参数,导致电机运行一段时间后转子出现磁饱和,致使电机转速降低,发热而过载。在使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时,没有正确的设置负载电机的额定电压、电流、容量等参数及设置的变频器载波率过高时,均会导致电机发热过载,另处设计者设计变频器常常在低频段工作,而没有考虑到在低频段工作的电机散热变差的问题,致使电机工作一段时间后发热过载,对于是种情况,需加装散热装置。
交流变频速以其节能显著、保护完善、控制性能好、过载能力强、使用维护方便等特点,迅速发展起来,已成为电动机调速的主潮流。变频调速在我国已进入推广应用阶段。然而由于认识上的局限,人们在VVVF(变频变压)变频器的实际应用中还存在许多错误。怎样结合生产工艺要求正确使用变频器并使其充分发挥效益,已成人们关注的焦点。现结合工程应用中的故障实例,对变频器在应用中普遍存在的问题进行分析。
一、故障实例
1、误操作故障
某水泥厂7#水泥回转窑篦式冷却机设计选用两台Y250M-830kW电动机分别传动两级篦床,变频调速控制,其控制原理如图1所示。图中VVVF是日产富士FRNO37P7-4EX57kVA通用变频频器,装于低压配电室内,其电源接触器及运转命令上冷却机现场和控制室两地操作,KA是篦冷机与破碎机联锁触点。变频器系统试车时,因工艺需要,操作人员在主控室操作SB4断开变频器电源接触器KM,使处于集中控制的篦冷机停车。重新开车时,两台变频器均进入OH2(外部故障)闭锁状态,故障历史查询显示OH2和LU(低电压),检查端子THR随联接良好,电源电压正常,按RESET键复位无效,测量主电路直流电压为518V。经分析故障前篦冷机工作于集中控制状态,参与系统联锁,操作员停变频器电源实现停车时,计算机进行内部数据读操作并获取正转指令,但此时主回路直流电压尚未建立,CPU检测后封锁输出,发出OH2故障信号,因此,导致故障的真正原因是错误操作,而非现场技术人员认为的由电源接触器频繁起动变频器所致。故障原因明确以后,针对现场情况规定了操作程序,开停车使用控制室内的S2(集中控制时)或SB5、SB6开停车按钮,将集中控制室内变频器电源接触器控制按钮SB3、SB4用胶带贴封,仅当停机检修时启用,以避免误操作现象出现,系统运行正常。图1
2、使用条件造成的故障
一家油田某采区所用的九台变频器在短期内烧毁三台,故障都是变频器控制的变压器烧毁导致主板等部件损坏。据了解,该地区电网电压有时高达480V,远超过手册规定的+10%的电压上限,使绝缘裕度较小的控制变压器烧毁。这是一个变频器用于严重过压条件下而损坏的曲型事例。因此,使用变频器时,应对使用现场的电网质量、环境温度、粉尘、干扰等条件认真调查,外部条件不能满足要求时应采取有效措施加以解决。
二、变频器应用中的常见问题及处理方法
1、变频器电源开关的设置与控制
变频器用户手册规定,在电源与主电路端子之间,一定要接一个开关,这是为了确保检修安全。对这一点,一般用户能够按手册要求做。但容易忽视的是手册还建议在开关后装设电磁接触器,其目的是在变频器进入故障保护状态时能及时切断电源,防止故障扩散。在实际使用中,有的用户没有安装,有的使用不合理;如图1方案中电源接触器仅被用来实现远地停送电及变频器的过负荷保护;有些方案则仅用于起、停电动机。这都是不恰当的。由于变频器价格较高,使用时应在电源接触器控制回路中串接变频器故障报警接触器动断触点控制回路中串接变频器故障报警接链接触器动断触点(如富士P7/G7系列的B30、C30触点),这对大容量变频器尤为重要。
变频器电源进线端一定要装设开关,使用中宜优选刀熔开关,该开关有明显的断点,集电源开关、隔离开关、应急开关和是路保护于一体,性能优于目前采用较多的单一熔断器、刀开关或自动空气开关等方案。对大容量变频器应选配快速熔断器以保护整流模块。
变频器电源侧设置接触器应选配快速熔断器以保护整流模块。
变频器电源侧设置接触器并参与故障联锁时,应将控制电源辅助输入端子接于接触器前,以保证变频器主电路断电后,故障显示和集中报警输出信号得以保持,便于实现故障检索及诊断。
2、不应用电源侧接触器频繁起、停电动机
实际应用中,有许多控制方案设置外围电路控制电源侧接触器实现系统软起动特性,图2是某杂志一篇文章推荐的日产三垦(SANKEK)变频器的控制方案。由图可知,该方案电动机起动时按SB2,其触点闭合,KA1得电,其动合触点分别发出变频器运行和时间继电器KT的激励命令,KT延时断开动合触点提供继电器KA2激励命令,KA2动合触点控制KM吸合,变频器得电起动电动机。停车时按SB1发出停车命令,KA1断电,其动合触点复位,取消运行命令并使KT断电,KT动合触点延时20s复位,电源接触器KM断电,实现当KM起动时,先闭合KA1,停止时先断开KA1的办法,可达到起动、停止软特性,从而避免电动机反馈电压侵入变频器。图2 上述方案建议利用电源接触器直接起动变频器来实现电动机起动、停止的软特性是错误的。由图3可知,当电压型交-直-交变频器通电时,主电路将产生较大充电电流,频繁重复通断电,将产生热积累效应,引起元件的热疲劳,缩短设备寿命。因此上述方案不适用于频繁起动的设备。对不频繁起动的设备也无优越性(某些大容量变频器根本无法起动,如例1所述),因为变频器本身具有优越的控制性能,实现软起动特性应优先考虑利用正、反转命令和通过加、减速速时间设定实现,无谓地增加许多外围电路器件,不但浪费资金而且降低了系统的可靠性,大大降低了响应速度,加大维护工作量,增加损耗,是不足取的。图3
3、电动机过载保护宜优先选择电子热继电器
一部分专业人员认为,变频器内部的过载保护只是为保护其自身而设,对电动机过载保护不适用,为了保护电动机,必须另设热继电器。在实际应用中,笔者所见各种变频调速控制方案也绝大多数在电路的不同位置设置了热继电器,以完成所控单台电动机的过负荷保护,这显然又是一种误解。对一台变频器控制一台标准四极电动机的控制方案而言,使用变频器电子热过载继电器保护电动机过载,无疑要优于外加热继电器,对普通电动机可利用其矫正特性解决低速运行时冷却条件恶化的问题,使保护性能更可靠。尤其是新型高机能变频器(如富士9S系列)现已在用户手册中给出设定曲线,用户可根据工艺条件设定。通常,考虑到变频器与电动机的匹配,电子热过载继电器可在50%~105%额定电流范围内选择设定。
只有在下列情况时,才用常规热继电器代替电子热继电器:
所用电动机不是四极电动机。
使用特殊电动机(非标准通用电动机)
一台变频器控制多台电动机。电动机频繁起动。
但是,如果用户有丰富的运行经验时,笔者仍建议通过电子热继电器的合理设定(引入校正系数)来完成单台电动机变频调速的过载保护。
当变步器选用外部热继电器进行电动机过载保护时,热继电器应装设于变频器输出侧,常见的装于输入侧的方案起不到保护作用(变频器的变频变压特性使 其低频时输入电流远远小于输出电流)。过载保护应根据设备工艺要求情况,采用变频器停止命令(断开CM)或空转停车(断开BX)命令实现停车,不宜通过电源接触器实现。
4、变频器与电动机间不宜装设接触器
装设于变频器和电动机间的接触器在电动机运行时通断,将产生操作过电压,对变频器造成损害,因此,用户手册要求原则上不要在变频器与电动机之间装设接触器。但是,当变频器用于下列情况时,仍有必要设置:
当用于节能控制的变频调速系统时常工作于额定转速,为实现经济运行需切除变频器时。
参与重要工艺流程,不能长时间停运,需切换备用控制系统以提高系统可靠性时。
一台变频器控制多台电动机(包括互为备用的电动机)时。变频器输出侧设置电磁时,设计外围电路应避免接触器在变频器有输出时动作,任何时候严禁将电源接入变频器输出端。
目前,有些用户为了方便测试负荷电缆和电动机绝缘,在变频器输出侧设置自动空气开关,用以在测试时切除变频器,该法弊大于利。由于变频器输出电缆(线)要求选用屏蔽电缆或穿管敷设,缆线故障几率很小,通常情况下测量电动机及电缆绝缘时,可选用铅丝或软铜线将变频器输入、输出、直流电抗器和制动单元联接端子可靠短接后进行测试,仅在需要测量电缆相间绝缘时拆线检测,确无必要增加投资,否则还要采取可靠措施,防止在运行中误操作。
5、电流检测时电汉互感器的设置及电流表的选择
由于设计人员或用户容易忽视变频器输出频率的变化特性,在电流检测及仪表选型上经学出现错误。变频器输出侧电流测量应使用电磁经系仪表,以获得所需的测量精度。例如,某杂志刊登的《一起变频器不能复位的故障处理》一文,提出变频器输出侧不能使用普通电流互感器,这是错误的论点。在变频器输出侧使用普通电流互感器是可以完成输出电流检测的。由电流互感器铁心磁通密度计算公式Bmake=K2/4.44fSmW2可知,铁心的磁通密度与交流电流频率的变化成反比,忽略次要因素时,其电流误差(即变化误差)和相位误差可看作与电流频率变化成反比,只是当电流频率超过1kHz时,铁心温度会增高。但是,由于互感器正常运行时激磁电流设计得很小(主要为了减小误差),因此,普通电流互感器用于50Hz频率附近时,其电流误差是很小的。通过实际校验对比可知,当变频器输出频率在10~50Hz之间变化时,电磁系电流表指示误差很小,实测误差在1.27%以下,并与电流频率变化成反比(以变频器输出电流指示为基准),能够满足输出电流监视的要求。此外,尤其是当变频调速系统驱动负载变化不太大的往复运动设备时,由于设备传动力矩的周期性变化,使变频器输出电流产生一定波动,变频器的LED数码显示电流值跳字严重,造成观察读数困难,采用模拟电流表可有效地解决这个问题。
应当注意的是,使用指针式电流表测量变频器输出侧电流时,必须选择电磁经系仪表(手册通常称作动铁式),使用时应严格按用户手册的规定选择安装,以保证应有的精度。如选用整流系仪表(该错误非常普遍)时,经实测在19~50Hz区间,指示误差为69.7%~16.66%,且为负偏差。
此外,由于变频器的输入电流一般不大于输出电流,因此,输入侧设置电流监视意义不大,一般有信号灯指示电源即可,如电压不稳时可设电压表监视。大容量变频器低频运行时,其输入侧电流表可能无指示。
如今,变频器已具有很强的功能,但是,国内的应用情况在很大程度上与录像机一样,其功能的开发与正确应用十分有限,许多地方仅限于能够开停车和调速的应用。因此,迅速提高技术人员的应用水平,对发挥变频器的节能和优良的控制性能是十分重要的。
1、加速时:
外部原因可能有:输出回路有接地或相间短路现象。若是则排除之。若是矢量控制变频器,则可能是参数没有辨识或辨识不准确,需重新进行参数辨识。
若是V/F控制方式,则可能有如下原因: A、加速时间过短,使变频器的输出电压上升太快,解除办法是延长加速时间, 若工艺要求快速起动则需选用大一档的型号。B、手动提升转矩设置不合适。另外还可能和下列因素相关:
A、电压是否偏低?若是则将电压调至正常范围。
B、是否对正在运行的电机起动?若是则选择转速跟踪再起动或等电机停止后起动
C、起动过程是否有突加负载?若是则取消突加负载。D、变频器型号是否选小?若是则选择合适型号。
2、减速时:
变频器减速时过电流一般都是由电机惯性负载造成,当电机一下子从高速变为低速时,由于负载存在惯性,电机变成发电机向变频器回馈电能所致,解除办法是延长减速时间,或増加制动单元。 fhdjf(2007-6-06 12:37:32)在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。如果是变频器出现故障,如何去判断是哪一部分问题,在这里略作介绍。
一、静态测试
1、测试整流电路
找到变频器内部直流电源的P端和N端,将万用表调到电阻X10档,红表棒接到P,黑表棒分别依到R、S、T,应该有大约几十欧的阻值,且基本平衡。相反将黑表棒接到P 端,红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端,重复 以上步骤,都应得到相同结果。如果有以下结果,可以判定电路已出现异常,A.阻值 三相不平衡,可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时,电阻无穷大,可以断定整流桥 故障或起动电阻出现故障。
2、测试逆变电路
将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上,应该有几十欧的阻值,且各相阻值基 本相同,反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端,重复以上步骤应得到相同结果,否则 可确定逆变模块故障
二、动态测试
在静态测试结果正常以后,才可进行动态测试,即上电试机。在上电前后必须注意 以下几点:
1、上电之前,须确认输入电压是否有误,将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机(炸电容、压敏电阻、模块等)。
2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器出现故障,严重时会出现炸机等情况。
3、上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。
4、如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载(不接电机)情况下启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况,则模块或驱动板等有故障
5、在输出电压正常(无缺相、三相平衡)的情况下,带载测试。测试时,最好是满负载测试。
三、故障判断
1、整流模块损坏
一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下,更换整流桥。在现场处理故障时,应重点检查用户电网情况,如电网电压,有无电焊机等对电网有污染 的设备等。
2、逆变模块损坏
一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后,测驱动波
形良好状态下,更换模块。在现场服务中更换驱动板之后,还必须注意检查马达及连接电缆。在确定无任何故障下,运行变频器。
3、上电无显示
一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起,如启动电阻损坏,也有可能是面板损坏。
4、上电后显示过电压或欠电压
一般由于输入缺相,电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检测点,更换损坏的器件。
5、上电后显示过电流或接地短路
一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放等。
6、启动显示过电流
一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。
7、空载输出电压正常,带载后显示过载或过电流
该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化,模块损伤引起.
一、变频器的空载通电
1.1 将变频器的接地端子接地。
1.2 将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。
1.3 检查变频器显示窗的出厂显示是否正常,如果不正确,应复位,否则要求退换。
1.4 熟悉变频器的操作键。
一般的变频器均有运行(RUN)、停止(STOP)、编程(PROG)、数据P确认(DATAPENTER)、增加(UP、▲)、减少(DOWN、“)等6个键,不同变频器操作键的定义基本相同。此外有的变频器还
有监视(MONITORPDISPLAY)、复位(RESET)、寸动(JOG)、移位(SHIFT)等功能键。
二、变频器带电机空载运行
2.1 设置电机的功率、极数,要综合考虑变频器的工作电流。
2.2 设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性。VPf类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等项目。最高频率是变频器—电动机系统可以运行的最高频率,由于变频器自身的最高频率可能较高,当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时,应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线,应按电动机的额定电压进行设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的
VPf 类型图和负载特点,选择其中的一种类型。通用变频器均备有多条VPf 曲线供用户选择,用户在使用时应根据负载的性质选择合适的VPf 曲线。如果是风机和泵类负载,要将变频器的转矩运行代码设置成变转矩和降转矩运行特性。为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产负载启动的要求,要调整启动转矩。在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂。在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略,若仍保持VPf 为常数,则磁通将减小,进而减小了电机的输出转矩。为此,在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。日立J300 变频器则为用户提供两种选择:自行设定和自动转矩提升。
2.3 将变频器设置为自带的键盘操作模式,按运行键、停止键,观察电机是否能正常地启动、停止。
2.4 熟悉变频器运行发生故障时的保护代码,观察热保护继电器的出厂值,观察过载保护的设定值,需要时可以修改。变频器的使用人员可以按变频器的使用说明书对变频器的电子热继电器功能进行设定。电子热继电器的门限值定义为电动机和变频器两者的额定电流的比值,通常用百分数表示。当变频器的输出电流超过其容许电流时,变频器的过电流保护将切断变频器的输出。因此,变频器电子热继电器的门限最大值不超过变频器的最大容许输出电流。
三、带载试运行
3.1 手动操作变频器面板的运行停止键,观察电机运行停止过程及变频器的显示窗,看是否有异常现象。
3.2 如果启动P停止电机过程中变频器出现过流保护动作,应重新设定加速P减速时间。电机在加、减速时的加速度取决于加速转矩,而变频器在启、制动过程中的频率变化率是用户设定的。若电机转动惯量或电机负载变化,按预先设定的频率变化率升速或减速时,有可能出现加速转矩不够,从而造成电机失速,即电机转速与变频器输出频率不协调,从而造成过电流或过电压。因此,需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间,使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是先按经验选定加、减速时间进行设定,若在启动过程中出现过流,则可适当延长加速时间;若在制动过程中出现过流,则适当延长减速时间。另一方面,加、减速时间不宜设定太长,时间太长将影响生产效率,特别是频繁启、制动时。
3.3 如果变频器在限定的时间内仍然保护,应改变启动P停止的运行曲线,从直线改为S 形、U 形线或反S 形、反U 形线。电机负载惯性较大时,应该采用更长的启动停止时间,并且根据其负载特性设置运行曲线类型。
3.4 如果变频器仍然存在运行故障,应尝试增加最大电流的保护值,但是不能取消保护,应留有至少10 %~20 %的保护余量。
3.5 如果变频器运行故障还是发生,应更换更大一级功率的变频器。
3.6如果变频器带动电机在启动过程中达不到预设速度,可能有两种情况:
(1)系统发生机电共振,可以从电机运转的声音进行判断。
采用设置频率跳跃值的方法,可以避开共振点。一般变频器能设定三级跳跃点。VPf 控制的变频器驱动异步电机时,在某些频率段,电机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动,在电机轻载或转动惯量较小时更为严重。普通变频器均备有频率跨跳功能,用户可以根据系统出现振荡的频率点,在VPf 曲线上设置跨跳点及跨跳宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统能够正常运行。
(2)电机的转矩输出能力不够,不同品牌的变频器出厂参数设置不同,在相同的条件下,带载能力不同,也可能因变频器控制方法不同,造成电机的带载能力不同;或因系统的输出效率不同,造成带载能力会有所差异。对于这种情况,可以增加转矩提升量的值。如果达不到,可用手动转矩提升功能,不要设定过大,电机这时的温升会增加。如果仍然不行,应改用新的控制方法,比如日立变频器采用VPf 比值恒定的方法,启动达不到要求时,改用无速度传感器空间矢量控制方法,它具有更大的转矩输出能力。对于风机和泵类负载,应减少降转矩的曲线值。
四、变频器与上位机相连进行系统调试
在手动的基本设定完成后,如果系统中有上位机,将变频器的控制线直接与上位机控制线相连,并将变频器的操作模式改为端子控制。根据上位机系统的需要,调定变频器接收频率信号端子的量程0~5V 或0~10V ,以及变频器对模拟频率信号采样的响应速度。如果需要另外的监视表头,应选择模拟输出的监视量,并调整变频器输出监视量端子的量程。 1过流(OC)
过流是变频器报警最为频繁的现象。1.1现象
(1)重新启动时,一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有:负载短路,机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。(2)上电就跳,这种现象一般不能复位,主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。
(3)重新启动时并不立即跳闸而是在加速时,主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。1.2 实例
(1)一台LG-IS3-4 3.7kW变频器一启动就跳“OC”
分析与维修:打开机盖没有发现任何烧坏的迹象,在线测量IGBT(7MBR25NF-120)基本判断没有问题,为进一步判断问题,把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别,经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路,更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。(2)一台BELTRO-VERT 2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。
分析与维修:首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象,估计问题不在这一块,可能出在过流信号处理这一部位,将其电路传感器拆掉后上电,显示一切正常,故认为传感器已坏,找一新品换上后带负载实验一切正常。
二、过压(OU)
过电压报警一般是出现在停机的时候,其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。(1)实例
一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU”。
分析与维修:在修这台机器之前,首先要搞清楚“OU”报警的原因何在,这是因为变频器在减速时,电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快,转子的电动势和电流增大,使电机处于发电状态,回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流向直流环节,使直流母线电压升高所致,所以我们应该着重检查制动回路,测量放电电阻没有问题,在测量制动管(ET191)时发现已击穿,更换后上电运行,且快速停车都没有问题。
三、欠压(Uu)欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低(220V系列低于200V,380V系列低于400V),主要原因:整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现,其次主回路接触器损坏,导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压.还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。3.1 举例
(1)一台CT 18.5kW变频器上电跳“Uu”。
分析与维修:经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的,但是上电后没有听到接触器动作,因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅而是靠接触器的吸合来完成充电过程的,因此认为故障可能出在接触器或控制回路以及电源部分,拆掉接触器单独加24V直流电接触器工作正常。继而检查24V直流电源,经仔细检查该电压是经过LM7824稳压管稳压后输出的,测量该稳压管已损坏,找一新品更换后上电工作正常。
(2)一台DANFOSS VLT5004变频器,上电显示正常,但是加负载后跳“ DC LINK UNDERVOLT”(直流回路电压低)。
分析与维修:这台变频器从现象上看比较特别,但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂,该变频器同样也是通过充电回路,接触器来完成充电过程的,上电时没有发现任何异常现象,估计是加负载时直流回路的电压下降所引起,而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流,然后由电容平波后提供的,所以应着重检查整流桥,经测量发现该整流桥有一路桥臂开路,更换新品后问题解决。
四、过热(OH)
过热也是一种比较常见的故障,主要原因:周围温度过高,风机堵转,温度传感器性能不良,马达过热。举例
一台ABB ACS500 22kW变频器客户反映在运行半小时左右跳“OH”。分析与维修:因为是在运行一段时间后才有故障,所以温度传感器坏的可能性不大,可能变频器的温度确实太高,通电后发现风机转动缓慢,防护罩里面堵满了很多棉絮(因该变频器是用在纺织行业),经打扫后开机风机运行良好,运行数小时后没有再跳此故障。
五、输出不平衡
输出不平衡一般表现为马达抖动,转速不稳,主要原因:模块坏,驱动电路坏,电抗器坏等。5.1举例
一台富士 G9S 11KW变频器,输出电压相差100V左右。
分析与维修:打开机器初步在线检查逆变模块(6MBI50N-120)没发现问题,测量6路驱动电路也没发现故障,将其模块拆下测量发现有一路上桥大功率晶体管不能正常导通和关闭,该模块已经损坏,经确认驱动电路无故障后更换新品后一切正常。
六、过载
过载也是变频器跳动比较频繁的故障之一,平时看到过载现象我们其实首先应该分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载,一般来讲马达由于过载能力较强,只要变频器参数表的电机参数设置得当,一般不大会出现马达过载.而变频器本身由于过载能力较差很容易出现过载报警.我们可以检测变频器输出电压。
七、开关电源损坏
这是众多变频器最常见的故障,通常是由于开关电源的负载发生短路造成的,丹佛斯变频器采用了新型脉宽集成控制器UC2844来调整开关电源的输出,同时UC2844还带有电流检测,电压反馈等功能,当发生无显示,控制端子无电压,DC12V,24V风扇不运转等现象时我们首先应该考虑是否开关电源损坏了。
八、SC故障
SC故障是安川变频器较常见的故障。IGBT模块损坏,这是引起SC故障报警的原因之一。此外驱动电路损坏也容易导致SC故障报警。安川在驱动电路的设计上,上桥使用了驱动光耦PC923,这是专用于驱动IGBT模块的带有放大电路的一款光耦,安川的下桥驱动电路则是采用了光耦PC929,这是一款内部带有放大电路,及检测电路的光耦。此外电机抖动,三相电流,电压不平衡,有频率显示却无电压输出,这些现象都有可能是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏的原因有多种,首先是外部负载发生故障而导致IGBT模块的损坏如负载发生短路,堵转等。其次驱动电路老化也有可能导致驱动波形失真,或驱动电压波动太大而导致IGBT损坏,从而导致SC故障报警。
九、GF—接地故障
接地故障也是平时会碰到的故障,在排除电机接地存在问题的原因外,最可能发生故障的部分就是霍尔传感器了,霍尔传感器由于受温度,湿度等环境因数的影响,工作点很容易发生飘移,导致GF报警。
十、限流运行
在平时运行中我们可能会碰到变频器提示电流极限。对于一般的变频器在限流报警出现时不能正常平滑的工作,电压(频率)首先要降下来,直到电流下降到允许的范围,一旦电流低于允许值,电压(频率)会再次上升,从而导致系统的不稳定。丹佛斯变频器采用内部斜率控制,在不超过预定限流值的情况下寻找工作点,并控制电机平稳地运行在工作点,并将警告信号反馈客户,依据警告信息我们再去检查负载和电机是否有问题。 过电流跳闸的原因分析
(1)重新起动时,一升速就跳闸。这是过电流十分严重的表现。
主要原因有:
1)负载侧短路
2)工作机械卡住
3)逆变管损坏
4)电动机的起动转矩过小,拖动系统转不起来
(2)重新起动时并不立即跳闸,而是在运行过程中跳闸
可能的原因有:
1)升速时间设定太短
2)降速时间设定太短
3)转矩补偿设定较大,引起低速时空载电流过大
4)电子热继电器整定不当,动作电流设定得太小,引起误动作
电压跳闸的原因分析
(1)过电压跳闸,主要原因有:
1)电源电压过高
2)降速时间设定太短
3)降速过程中,再生制动的放电单元工作不理想
a.来不及放电,应增加外接制动电阻和制动单元
b.放电支路发生故障,实际并不放电
(2)欠电压跳闸,可能的原因有:
1)电源电压过低
2)电源断相
3)整流桥故障 电动机不转的原因分析
(1)功能预置不当
1)上限频率与最高频率或基本频率和最高频率设定矛盾
2)使用外接给定时,未对”键盘给定/外接给定“的选择进行预置
3)其他的不合理预置
(2)在使用外接给定时,无”起动"信号
(3)其它原因:
1)机械有卡住现象
2)电动机的起动转矩不够
3)变频器的电路故障
在变频器的使用中,由于对变频器的选型及使用不当,往往会引起变频器不能正常运行、甚至引发设备故障,导致生产中断,带来不必要的经济损失。本文以富士FRNP7/G7变频器为例,讲述变频器使用应注意的几个问题。1选型
一台喂料油隔泵采用变频控制,电机型号为JR127_
10、115kW,Ue=380V,Ie=231A,使用FRNll0P7-4EX变频器。运行中发现有时虽然给定频率高,但实际频率调不上去、变频器跳闸频繁,故障指示为“OLl”,即变频器过载。经检查,变频器的额定电流为210A,而油隔泵电机在高下料量时运行电流在220A左右波动,驱动转矩达到极限设定,使频率不能上调,运行电流大于变频器额定电流,变频器过流跳停。分析认为其原因是变频器容量选择偏小。变频器的选型应满足以下条件:(1)电压等级与控制电机相符。
(2)额定电流为控制电机额定电流的1.1~1.5倍。(3)根据被控设备的负载特性选择变频器的类型。
油隔泵为恒转矩负载,最好选用驱动转矩极限范围宽的G7变频器。选择FRNl60G7_4EX,变频器额定电压为400V,额定输出电流为304A,驱动转矩极限为150%,改用FRNl60G7。4EX后,上述问题再也没有发生。2安装环境
由于变频器集成度高,整体结构紧凑,自身散热量较大,因此对安装环境的温度、湿度和粉尘含量要求高。山西铝厂的变频器安装于操作室内,因安装车间属于干法车间,变频器运行环境差,操作室粉尘多,夏季室内温度高,曾多次发生变频器故障。在对操作室进行密封和加冷却设施后,情况大为改善。后来因操作室集中空调冷凝水较多,距离柜子太近,发生了一起变频器控制板元件损坏的故障。可见在安装变频器的同时,必须为变频器提供一个好的运行环境。3参数设定
变频器的设定参数多,每个参数均有一定的选择范围,使用中常常遇到因个别参数设置不当,导致变频器不能正常工作的现象。
(1)外加起停按钮及电位器调频无效。变频器出厂时设定为通过键盘面板操作,外部控制无效,端子FWD_CM用短接片短接。选择外部起停及调频控制时,必须将该短接片去掉。出现上面问题,可能是FWD,CM短接片未取掉,操作方式和调频方式参数选择错误所致,应重点对该部分进行检查。
(2)变频器在电机空载时工作正常,但不能带载起动。这种问题常常出现在恒转矩负载。山西铝厂一台FRNl60P7。4EX变频器在试车时电机空试正常、但一带负荷即跳闸,提高了加减速时间后仍无法带载。继续检查转矩提升值,将转矩提升值由“2”改为“7”后,提高了低频时的电压输出。改善了低频时的带载特性,电机带载正常。遇到上述问题时应重点检查加、减速时间设定及转矩提升设定值。(3)变频器投入运行、电机还未起动就过载跳停。山西铝厂一台7.5kW_6极电机采用变频控制,变频器在投入运行起动时、频繁跳停。经查原设定时将偏置频率设定为2H2、变频器在接到运行指令但未给出调频信号之前、受控电机将一直接收2H2的低频运行指令而无法起动。经测定该电机的堵转电流达到47A,约为电机额定电流3倍,变频器过载保护动作属正常。改偏置频率为0Hz,电机起动正常。
(4)频率已经达到较大值,但电机转速仍不高。一台新投用的变频器频率设置显示已经很大,但电机转速明显较同频率下其它电机低。检查频率增益设定值为150%。由频率设定信号增益定义可知:设定增益为设定模拟频率信号对输出频率的比率,假设设定频率为30Hz,实际输出频率仅为20H2。将设定增益改为100%后,问题得到解决。
(5)频率上升到一定数值,继续向上调节时,频率保持在一定值不断跳跃,转速不能提高。变频器工作时,将自动计算输出转矩,并将输出转矩限制在设定值内。如果驱动转矩设定值偏小,将可能因输出转矩受到限制,使变频器输出频率达不到给定频率。遇到上面的问题,应检查驱动转矩设定值是否偏小,变频器的容量是否偏小,再设法解决。4故障诊断
变频器拥有较强的故障诊断功能,对变频器内部整流、逆变部分,CPU及外围通讯与电动机等故障进行保护。变频器在保护跳闸后故障复位前,将一直显示故障代码。根据故障指示代码确定故障原因,可缩小故障查找范围,大大减少故障查找时间。
(1)一台变频器在清扫后启动时,显示“OH2”故障指示跳停,OH2指变频器外部故障。出厂时连接外部故障信号的端子“THR”与“CM”之间用短接片短接,因这台变频器没有加装外保护,THR_CM仍应短接。经检查,由于66THR”与“CM’之间的短接片松动,在清扫时掉下。恢复短接片后变频器运行正常。
(2)变频器一启动就跳停,故障指示为“OCl”、OCl为加速时过电流,怀疑为电机故障,将变频器与电机连接线断开,检查电机绕组匝间短路。更换电机后变频器运行正常。
(3)夏季如果变频器操作室的制冷、通风效果不良,环境温度升高,则经常发生“OHl”、“OH3”过热保护跳停。这时应检查变频器内部的风扇是否损坏,操作室温度是否偏高,应采取措施进行强制冷却,保证变频器安全过夏。
(4)变频器在频率调到15Hz以上时,“LU”欠电压保护动作。“LU”保护信号指整流电压不足。我们从整流部分向变频器电源输入端检查,发现电源输入侧缺相,由于电压表从另外两相取信号,电压表指示正常,没有及时发现变频器输入侧电源缺相。输入端缺相后,由于变频器整流输出电压下降,在低频区、因充电电容的作用还可调频,但在频率调至一定值后,整流电压下降较快、造成变频器“LU”跳闸。5维护
变频器运行过程中,可以从设备外部目视检查运行状况有无异常,专职点检员可以通过键盘面板转换键查阅变频器的运行参数,如输出电压、输出电流、输出转矩、电机转速等,掌握变频器日常运行值的范围,以便及时发现变频器及电机问题。此外,还要注意以下几点:
(1)设专人定期对变频器进行清扫、吹灰,保持变频器内部的清洁及风道的畅通。(2)保持变频器周围环境清洁、干燥。严禁在变频器附近放置杂物.
(3)每次维护变频器后,要认真检查有无遗漏的螺丝及导线等,防止小金属物品造成变频器短路事故。
(4)测量变频器(含电机)绝缘时,应当使用500V兆欧表。如仅对变频器进行检测,要拆去所有与变频器端子连接的外部接线。清洁器件后,将主回路端子全部用导线短接起来,将其与地用兆欧表试验,如果兆欧表指示在5M欧以上,说明是正常的,这样做的目的是减少摇测次数。
自80年代通用变频器进入中国市场以来,在短短的十几年时间里得到了非常广泛的应用。目前,通用变频器以其智能化、数字化、网络化等优点越来越受到人们的青睐。随着通用变频器应用范围的扩大,暴露出来的问题也越来越多,主要有以下几方面: ① 谐波问题
② 变频器负载匹配问题 ③ 发热问题
以上这些问题已经引起了有关管理部门和厂矿的注意并制定了相关的技术标准。如谐波问题,我国于1984年和1993年通过了“电力系统谐波管理暂行规定”及GB/T-14549-93标准,用以限制供电系统及用电设备的谐波污染。针对上述问题,本文进行了分析并提出了解决方案及对策。2 谐波问题及其对策
通用变频器的主电路形式一般由三部分组成:整流部分、逆变部分和滤波部分。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变器部分为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM波形。对于双极性调制的变频器,其输出电压波形展开式为:(1)式中:n—谐波的次数n=1,3,5„„;a1—开关角,i=1,2,3„„N/2;Ed—变频器直流侧电压;N—载波比。
由(1)式可见,各项谐波的幅值为(2)令n=1,则得出变频器输出电压的基波幅值为:(3)从(1)、(2)、(3)式可以看出,通用变频器的输出电压中确实含有除基波以外的其他谐波。较低次谐波通常对电机负载影响较大,引起转矩脉动,而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加,使电机出力不足,故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。
如前所述,由于通用变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路,中间滤波部分采用大电容作为滤波器,所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流,呈较为陡峻的脉冲波,其谐波分量较大。为了消除谐波,可采用以下对策: ① 增加变频器供电电源内阻抗
通常情况下,电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。当电源容量相对变频器容量越小时,则内阻抗值相对越大,谐波含量越小;电源容量相对变频器容量越大时,则内阻抗值相对越大,谐波含量越大。对于三菱FR-F540系列变频器,当电源内阻为4%时,可以起到很好的谐波抑制作用。所以选择变频器供电电源变压器时,最好选择短路阻抗大的变压器。② 安装电抗器
安装电抗器实际上从外部增加变频器供电电源的内阻抗。在变频器的交流侧安装交流电抗器或在变频器的直流侧安装直流电抗器,或同时安装,抑制谐波电流。表一列出了三菱FR-A540变频器安装电抗器和不安装电抗器的含量对照表。③ 变压器多相运行
通用变频器的整流部分是六脉波整流器,所以产生的谐波较大。如果应用变压器的多相运行,使相位角互差30°如Y-△、△-△组合的两个变压器构成相当于12脉波的效果则可减小低次谐波电流28%,起到了很好的谐波抑制作用。④ 调节变频器的载波比
从(1)、(2)、(3)式可以看出,只要载波比足够大,较低次谐波就可以被有效地抑制,特别是参考波幅值与载波幅值小于1时,13次以下的奇数谐波不再出现。⑤ 专用滤波器
该专用滤波器用于检测变频器谐波电流的幅值和相位,并产生一个与谐波电流幅值相同且相位正好相反的电流,通到变频器中,从而可以非常有效地吸收谐波电流。负载匹配问题及其对策
生产机械的种类繁多,性能和工艺要求各异,其转矩特性是复杂的,大体分为三种类型:恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。针对不同的负载类型,应选择不同类型的变频器。① 恒转矩负载
恒转矩负载是指负载转矩与转速无关,任何转速下,转矩均保持恒定。恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载。
摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的150%左右,制动转矩一般要求额定转矩的100%左右,所以变频器应选择那些具有恒定转矩特性,并且起动和制动转矩都比较大,过载时间长和过载能力大的变频器。如三菱变频器FR-A540系列。位能式负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能,能够快速实现正反转,变频器应选择具有四象限运行能力的变频器。如三菱变频器FR-A241系列。② 风机泵类负载
风机泵类负载是目前工业现场应用最多的设备,虽然泵和风机的特性多种多样,但是主要以离心泵和离心风机应用为主,通用变频器在这类负载上的应用最多。风机泵类负载是一种平方转矩负载,其转速n与流量Q,转矩T与泵的轴功率N有如下关系式:(4)这类负载对变频器的性能要求不高,只要求经济性和可靠性,所以选择具有U/f=const控制模式的变频器即可。如三菱变频器FR-F540(L)系列。风机负载在实际运行过程中,由于转动惯量比较大,所以变频器的加速时间和减速时间是一个非常重要的问题,可按下列公式进行计算:(5)(6)式中:tACC—加速时间(s);tDEC—减速时间(s);GD2—折算到电机轴上的转动惯量(N·m2);g—重力加速度,g=9.81(m/s2);TM—电动机的电磁转矩(N.m);TL—负载转矩(N.m);nAS—系统加速时的初始速度(r/min);nAE—系统加速时的终止速度(r/min);nDS—系统减速时的初始速度(r/min);nDE—系统减速时的终止速度(r/min)。
从上式可以看出,风机负载的系统转动惯量计算是非常重要的。变频器具体设计时,按上式计算结果,进行适当修正,在变频器起动时不发生过流跳闸和变频器减速时不发生过电压跳闸的情况下,选择最短时间。
泵类负载在实际运行过程中,容易发生喘振、憋压和水垂效应,所以变频器选型时,要选择适于泵类负载的变频器且变频器在功能设定时要针对上述问题进行单独设定: 喘振:测量易发生喘振的频率点,通过设定跳跃频率点和宽度,避免系统发生共振现象。
憋压:泵类负载在低速运行时,由于系统憋压而导致流量为零,从而造成泵烧坏。在变频器功能设定时,通过限定变频器的最低频率,而限定了泵流量的临界点处的系统最低转速,这就避免了此类现象的发生。水垂效应:泵类负载在突然断电时,由于泵管道中的液体重力而倒流。若逆止阀不严或没有逆止阀,将导致电机反转,因电机发电而使变频器发生故障报警烧坏。在变频器系统设计时,应使变频器按减速曲线停止,在电机完全停止后再断开主电路电,或者设定“断电减速停止”功能,这样就避免了该现象的发生。③ 恒功率负载
恒功率负载是指转矩大体与转速成反比的负载,如卷取机、开卷机等。利用变频器驱动恒功率负载时,应该是就一定的速度变化范围而言的,通常考虑在某个转速点以下采用恒转矩调速方式,而在高于该转速点时才采用恒功率调速方式。我们通常将该转速点称为基频,该点对应的电压为变频器输出额定电压。从理论上讲,要想实现真正意义上的恒功率控制,变频器的输出频率f和输出电压U必须遵循U2/f=const协调控制,但这在实际变频器运行过程中是不允许的,因为在基频以上,变频器的输出电压不能随着其输出频率增加,只能保持额定电压,所以只能是一种近似意义上的恒功率控制。4 发热问题及其对策
变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主,约占98%,控制电路占2%。为了保证变频器正常可靠运行,必须对变频器进行散热,通常采用以下方法: ① 采用风扇散热:变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走,若风扇不能正常工作,应立即停止变频器运行。
② 降低安装环境温度:由于变频器是电子装置,内含电子元、电解电容等,所以温度对其寿命影响比较大。通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃~-50℃,如果能够采取措施尽可能降低变频器运行温度,那么变频器的使用寿命就延长,性能也比较稳定。
我们采取两种方法:一种方法是建造单独的变频器低压间,内部安装空调,保持低压间温度在+15℃~+20℃之间。另一种方法是变频器的安装空间要满足变频器使用说明书的要求。
以上所谈到的变频器发热是指变频器在额定范围之内正常运行的损耗。当变频器发生非正常运行(如过流,过压,过载等)产生的损耗必须通过正常的选型来避免此类现象的发生。对于风机泵类负载,当我们选择三菱变频器FR-F540时,其过载能为120%/60秒,其过载周期为300秒,也就是说,当变频器相对于其额定负载的120%过载时,其持续时间为60秒,并且在300秒之内不允许出现第二次过载。当变频器出现过载时,功率单元因其流过的过载电流而升温,导致变频器过热,这时必须尽快使其降温以使变频器的过热保护动作消除,这个冷却过程就是变频器的过载周期。不同的变频器,其过载倍数、过载时间和过载周期均不相同,并且其过载倍数越大,过载时间越短,请见表2所示: 对于变频器所驱动的电机,按其工作情况可分为两类:长期工作制和重复短时工作制。长期工作制的电机可以按其名牌规定的数据长期运行。针对该类负载,变频器可根据电机铭牌数据进行选型,如连续运行的油泵,若其电机功率为22kW时,可选择FR-F540-22k变频器即可。重复短时工作制电机,其特点是重复性和短时性,即电机的工作时间和停歇时间交替进行,而且都比较短,二者之和,按国家规定不得超过60秒。重复短时工作制电机允许其过载且有一定的温升。此时,若根据电机铭牌数据来选择变频器,势必造成变频器的损坏。针对该类负载,变频器在参考电机铭牌数据的情况下要根据电机负载图和变频器的过载倍数、过载时间、过载周期来选型。如重复短时运行的升降机,其电机功率为18.5kW,可选择FR-A540-22k变频器。
变频调速系统的主要电磁干扰源及途径 2.1 主要电磁干扰源
电磁干扰也称电磁骚扰(EMI),是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰,通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外,变频器的逆变器大多采用PWM技术,当其工作于开关模式并作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此,变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。另一方面,电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源,如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其他设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后,若不加以处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电;浪涌、跌落;尖峰电压脉冲;射频干扰。其次,共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。2.2 电磁干扰的途径
变频器能产生功率较大的谐波,对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分电磁辐射、传导、感应耦合。具体为:①对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;②对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电动机铁耗和铜耗增加,并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系统其他设备;③变频器对相邻的其他线路产生感应耦合,感应出干扰电压或电流。同样,系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。下面分别加以分析。(1)电磁辐射
变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内,它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术,当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时,其输出的电压和电流的功率谱是离散的,并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换(dv/dt可达1kV/μs以上)所引起的辐射干扰问题相当突出。
当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞,则辐射强度与干扰信号的波长有关,当孔洞的大小与电磁波的波长接近时,会形成干扰辐射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样,变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。(2)传导
上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射,也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比,其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是:接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络,并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络,使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。(3)感应耦合
感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时,干扰的电磁波辐射能力相当有限,而该干扰源又不直接与其它导体连接,但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合,在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现,也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现,这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。3 抗电磁干扰的措施
据电磁性的基本原理,形成电磁干扰(EMI)须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰,可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中,硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施,一般从抗和防两方面入手来抑制干扰,其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。(1)隔离
所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中,通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。(2)滤波
设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器。为减少对电源的干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备,可在电源线上设置电源噪声滤波器,以免传导干扰。(3)屏蔽
屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽,不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号控制变频器时,要求信号线尽可能短(一般为20m以内),且信号线采用双芯屏蔽,并与主电路及控制回路完全分离,不能放于同一配管或线槽内,周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效,屏蔽罩必须可靠接地。(4)接地
实践证明,接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式,要根据具体情况采用,要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。
单点接地指在一个电路或装置中,只有一个物理点定义为接地点。在低频下的性能好;多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点。在高频下的性能好;混合接地是根据信号频率和接地线长度,系统采用单点接地和多点接地共用的方式。变频器本身有专用接地端子PE端,从安全和降低噪声的需要出发,必须接地。既不能将地线接在电器设备的外壳上,也不能接在零线上。可用较粗的短线一端接到接地端子PE端,另一端与接地极相连,接地电阻取值<100Ω,接地线长度在20m以内,并注意合理选择接地极的位置。当系统的抗干扰能力要求较高时,为减少对电源的干扰,在电源输入端可加装电源滤波器。为抑制变频器输入侧的谐波电流,改善功率因数,可在变频器输入端加装交流电抗器,选用与否可视电源变压器与变频器容量的匹配情况及电网允许的畸变程度而定,一般情况下采用为好。为改善变频器输出电流,减少电动机噪声,可在变频器输出端加装交流电抗器。图1为一般变频调速传动系统抗干扰所采取措施。以上抗干扰措施可根据系统的抗干扰要求来合理选择使用。若系统中含控制单元如微机等,还须在软件上采取抗干扰措施。(5)正确安装
由于变频器属于精密的功率电力电子产品,其现场安装工艺的好坏也影响着变频器的正常工作。正确的安装可以确保变频器安全和无故障运行。变频器对安装环境要求较高。一般变频器使用手册规定温度范围为最低温度-10℃,最高温度不超过50℃;变频器的安装海拔高度应小于1000m,超过此规定应降容使用;变频器不能安装在经常发生振动的地方,对振动冲击较大的场合,应采用加橡胶垫等防振措施;不能安装在电磁干扰源附近;不能安装在有灰尘、腐蚀性气体等空气污染的环境;不能安装在潮湿环境中,如潮湿管道下面,应尽量采用密封柜式结构,并且要确保变频器通风畅通,确保控制柜有足够的冷却风量,其典型的损耗数一般按变频器功率的3%来计算柜中允许的温升值。安装工艺要求如下: ① 确保控制柜中的所有设备接地良好,应该使用短、粗的接地线(最好采用扁平导体或金属网,因其在高频时阻抗较低)连接到公共地线上。按国家标准规定,其接地电阻应小于4欧姆。另外与变频器相连的控制设备(如PLC或PID控制仪)要与其共地。
② 安装布线时将电源线和控制电缆分开,例如使用独立的线槽等。如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉,应成90°交叉布线。
③ 使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时,确保未屏蔽之处尽可能短,条件允许时应采用电缆套管。
④ 确保控制柜中的接触器有灭弧功能,交流接触器采用R-C抑制器,也可采用压敏电阻抑制器,如果接触器是通过变频器的继电器控制的,这一点特别重要。⑤ 用屏蔽和铠装电缆作为电机接线时,要将屏蔽层双端接地。
⑥ 如果变频器运行在对噪声敏感的环境中,可以采用RFI滤波器减小来自变频器的传导和辐射干扰。为达到最优效果,滤波器与安装金属板之间应有良好的导电性。变频控制系统设计中应注意的其他问题
除了前面讨论的几点以外,在变频器控制系统设计与应用中还要注意以下几个方面的问题。
(1)在设备排列布置时,应该注意将变频器单独布置,尽量减少可能产生的电磁辐射干扰。在实际工程中,由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置,应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开,比如将动力配电柜放在变频器与控制设备之间。
(2)变频器电源输入侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护,但切记不可频繁操作。由于变频器内部有大电容,其放电过程较为缓慢,频繁操作将造成过电压而损坏内部元件。
(3)控制变频调速电机启/停通常由变频器自带的控制功能来实现,不要通过接触器实现启/停。否则,频繁的操作可能损坏内部元件。
(4)尽量减少变频器与控制系统不必要的连线,以避免传导干扰。除了控制系统与变频器之间必须的控制线外,其它如控制电源等应分开。由于控制系统及变频器均需要24V直流电源,而生产厂家为了节省一个直流电源,往往用一个直流电源分两路分别对两个系统供电,有时变频器会通过直流电源对控制系统产生传导干扰,所以在设计中或订货时要特别加以说明,要求用两个直流电源分别对两个系统供电。
(5)注意变频器对电网的干扰。变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响,使电网波型严重畸变,可能造成电网电压降很大、电网功率因数很低,大功率变频器应特别注意。解决的方法主要有采用无功自动补偿装置以调节功率因数,同时可以根据具体情况在变频器电源进线侧加电抗器以减少对电网产生的影响,而进线电抗器可以由变频器供应商配套提供,但在订货时要加以说明。(6)变频器柜内除本机专用的空气开关外,不宜安置其它操作性开关电器,以免开关噪声入侵变频器,造成误动作。
(7)应注意限制最低转速。在低转速时,电机噪声增大,电机冷却能力下降,若负载转矩较大或满载,可能烧毁电机。确需低速运转的高负荷变频电机,应考虑加大额定功率,或增加辅助的强风冷却。
(8)注意防止发生共振现象。由于定子电流中含有高次谐波成分,电机转矩中含有脉动分量,有可能造成电机的振动与机械振动产生共振,使设备出现故障。应在预先找到负载固有的共振频率后,利用变频器频率跳跃功能设置,躲开共振频率点。
变频器故障分类
根据变频器发生故障或损坏的特征,一般可分为两类;一种是在运行中频繁出现 的自动停机现象,并伴随着一定的故障显示代码,其处理措施可根据随机说明书 上提供的指导方法,进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适,或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象; 另一类是由于使用环境恶劣,高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障(严重时,会出现打火、爆炸等异常现象)。这类故障发生后,一般会使变频器无任何显示,其处理方法是先对变频器解体检查,重点查找损 坏件,根据故障发生区,进行清理、测量、更换,然后全面测试,再恢复系统,空载试运行,观察触发回路输出侧的波形,当6组波形大小、相位差相等后,再加 载运行,达到解决故障的目的。本文主要阐述第二类故障的分析和处理方法。3.1.1 主电路故障
根据对变频器实际故障发生次数和停机时间统计,主电路的故障率占60%以上;运 行参数设定不当,导致的故障占20%左右;控制电路板出现的故障占15%;操作失 误和外部异常引起的故障占5%。从故障程度和处理困难性统计,此类故障发生必 然造成元器件的损坏和报废。是变频器维修费用的主要消耗部分。(1)整流块的损坏
变频器整流桥的损坏也是变频器的常见故障之一,早期生产的变频器整流块均以 二极管整流为主,目前部分整流块采用晶闸管的整流方式(调压调频型变频器)。中、大功率普通变频器整流模块一般为三相全波整流,承担着变频器所有输出 电能的整流,易过热,也易击穿,其损坏后一般会出现变频器不能送电、保险熔 断等现象,三相输入或输出端呈低阻值(正常时其阻值达到兆欧以上)或短路。在更换整流块时,要求其在与散热片接触面上均匀地涂上一层传热性能良好的硅导热膏,再紧固螺丝。如果没有同型号整流块时,可用同容量的其它类型的整流 块替代,其固定螺丝孔,必须重新钻孔、攻丝,再安装、接线。例如,一台80年代中期西门子生产的变频器(7.5kVA)整流模块(椭圆形)击穿后,因无同类整流块配件,采用三垦生产的同容量整流块(矩形)替代后,已运行多年,目前仍然能正常使用。(2)充电电阻易损坏
导致变频器充电电阻损坏原因一般是:如主回路接触器吸合不好时,造成通流时 间过长而烧坏;或充电电流太大而烧坏电阻;或由于重载启动时,主回路通电和 RUN信号同时接通,使充电电阻既要通过充电电流,同时又要通过负载逆变电流,故易被烧坏。其损坏的特征,一般表现为烧毁、外壳变黑、炸裂等损坏痕迹。也 可根据万用表测量其电阻(不同容量的机器,其阻值不同,可参考同一种机型的 阻值大小确定)判断。(3)逆变器模块烧坏
中、小型变频器一般用三组IGTR(大功率晶体管模块);大容量的机种均采用多 组IGTR并联,故测量检查时应分别逐一进行检测。IGTR的损坏也可引起变频器OC(+pA或+pd或+pn)保护功能动作。逆变器模块的损坏原因很多:如输出负载发生 短路;负载过大,大电流持续运行;负载波动很大,导致浪涌电流过大;冷却风 扇效果差;致使模块温度过高,导致模块烧坏、性能变差、参数变化等问题,引 起逆变器输出异常。如一台FRN22G11S-4CX变频器,输出电压三相差为106V,解体 在线检查逆变模块(6MBP100RS-120)外观,没发现异常,测量6路驱动电路也没 发现故障,将逆变模块拆下测量发现有一组模块不能正常导通,该模块参数变化 很大(与其它两组比较),更换之后,通电运行正常。又如MF-30K-380变频器在 启动时出现直流回路过压跳闸故障。这台变频器并不是每次启动时,都会过压跳 闸。检查时发现变频器在通电(控制面板上无通电显示信号)后,测得直流回路电压达到500V以上,由于该型变频器直流回路的正极串接1只SK-25接触器。在有合闸信号时经过预充电过程后吸合,故怀疑预充电回路性能不良,断开预充电回 路,情况依旧。用电容表检查滤波电容发现已失效,更换电容后,变频器工作正常。3.1.2 辅助控制电路故障
变频器驱动电路、保护信号检测及处理电路、脉冲发生及信号处理电路等控制电 路称为辅助电路。辅助电路发生故障后,其故障原因较为复杂,除固化程序丢失 或集成块损坏(这类故障处理方法一般只能采用控制板整块更换或集成块更换)外,其他故障较易判断和处理。(1)驱动电路故障
驱动电路用于驱动逆变器IGTR,也易发生故障。一般有明显的损坏痕迹,诸如器 件(电容、电阻、三极管及印刷板等)爆裂、变色、断线等异常现象,但不会出 现驱动电路全部损坏情况。处理方法一般是按照原理图,每组驱动电路逐级逆向 检查、测量、替代、比较等方法;或与另一块正品(新的)驱动板对照检查、逐 级寻找故障点。处理故障步骤:首先对整块电路板清灰除污。如发现印刷电路断线,则补线处理;查出损坏器件即更换;根据笔者实践经验分析,对怀疑的元器 件,进行测量、对比、替代等方法判断,有的器件需要离线测定。驱动电路修复 后,还要应用示波器观察各组驱动电路信号的输出波形,如果三相脉冲大小、相 位不相等,则驱动电路仍然有异常处(更换的元器件参数不匹配,也会引起这类 现象),应重复检查、处理。大功率晶体管工作的驱动电路的损坏也是导致过流 保护功能动作的原因之一。驱动电路损坏表现出来最常见的现象是缺相,或三相 输出电压不相等,三相电流不平衡等特征。(2)开关电源损坏
开关电源损坏的一个比较明显的特征就是变频器通电后无显示。如:富士G5S变频 器采用了两级开关电源,其原理是主直流回路的直流电压由500V以上降为300V左 右,然后再经过一级开关降压,电源输出5V,24V等多路电源。开关电源的损坏常 见的有开关管击穿,脉冲变压器烧坏,以及次级输出整流二极管损坏,滤波电容 使用时间过长,导致电容特性变化(容量降低或漏电电流较大),稳压能力下降,也容易引起开关电源的损坏。富士G9S则使用了一片开关电源专用的波形发生芯 片,由于受到主回路高电压的窜入,经常会导致此芯片的损坏,由于此芯片市场 很少能买到,引起的损坏较难修复。另外,变频器通电后无显示,也是较常见的故障现象之一,引起这类故障原因,多数也是由于开关电源的损坏所致。如MF系列变频器的开关电源采用的是较常见 的反激式开关电源控制方式,开关电源的输出级电路发生短路也会引起开关电源 损坏,从而导致变频器无显示。(3)反馈、检测电路故障
在使用变频器过程中,经常会碰到变频器无输出现象。驱动电路损坏、逆变模块 损坏都有可能引起变频器无输出,此外输出反馈电路出现故障也能引起此类故障 现象。有时在实际中遇到变频器有输出频率,没有输出电压(实际输出电压非常 小,可认为无输出),这时则应考虑一下是否是反馈电路出现了故障所致。在反 馈电路中用于降压的反馈电阻是较容易出现故障的元件之一;检测电路的损坏也 是导致变频器显示OC(+pA或+pd或+pn)保护功能动作的原因,检测电流的霍尔传 感器由于受温度,湿度等环境因素的影响,工作点容易发生飘移,导致OC报警。总之,变频器常见故障有过流、过压、欠压以及过热保护,并有相应的故障代码,不同的机型有不同的代码,其代码含义可查阅随机使用说明书,参考处理措施 进行解决。过流经常是由于GTR(或IGBT)功率模块的损坏而导致的,在更换功率 模块的同时,应先检查驱动电路的工作状态,以免由于驱动电路的损坏,导致GTR(或IGBT)功率模块的重复损坏;欠压故障发生的主要原因是快速熔断器或整流 模块的损坏,以及电压检测电路的损坏,电压检测采样信号是从主直流回路直接 取样,经高阻值电阻降压,并通过光耦隔离后送到CPU处理,由高低电平判断是欠 压还是过压;过热停机,多数原因是由冷却风扇散热不足引起的。如我厂铝电解 车间环境恶劣,高粉尘、高温(夏季厂房上部气温高达56℃)、高氧化铝粉尘、氟化氢腐蚀气体使多功能天车上变频器内电路板易积尘、风扇粘死、电子器件老 化迅速、GTR(或IGBT模块过热烧坏,故经常出现过热保护,特别是在夏季,这种现象更加频繁,而且模块烧坏率很高,即使进口机型(如Siemens、senken、fuji 等)情况也是如此。为解决这个问题,我们通过加大天车上使用变频器容量,才 初步降低了变频器的故障率和报废率,但效果并不理想。4 降低变频器故障和延长使用寿命的措施
根据实验证明,变频器的使用环境温度每升高10℃,则其使用寿命减少一半。为此在日常使用中,应根据变频器的实际使用环境状况和负载特点,制定出合理的检修周期和制度,在每个使用周期后,将变频器整体解体、检查、测量等全面维护一次,使故障隐患在初期被发现和处理。4.1 作好检修工作
(1)定期(根据实际环境确定其周期间隔长短)对变频器进行全面检查维护,必要时可将整流模块、逆变模块和控制柜内的线路板进行解体、检查、测量、除尘和紧固。由于变频器下进风口、上出风口常会因积尘或因积尘过多而堵塞,其本身散热量高,要求通风量大,故运行一定时间后,其电路板上(因静电作用)有积尘,须清洁和检查。
(2)对线路板、母排等维修后,要进行必要的防腐处理,涂刷绝缘漆,对已出现局部放电、拉弧的母排须去除其毛刺,并进行绝缘处理。对已绝缘击穿的绝缘柱,须清除碳化或更换。
(3)对所有接线端检查、紧固,防止松动引起严重发热现象的发生。(4)对输入(包括输出)端、整流模块、逆变模块、直流电容和快熔等器件进行全面检查、参数测定,发现烧毁或参数变化大的器件应及时更换。(5)对变频器内风扇转动状况、要经常仔细检查,断电后,用手转动风叶,观察是否卡住或缺油,以确保风扇能够正常工作。