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    上海石化滌綸工業(yè)長(zhǎng)絲車(chē)間一期引起的變頻器主要為日本安川電機(jī)公司的VS-686TYM、VS-616HII系列，其逆變器采用大功率晶體管（GRT）；二期引進(jìn)的變頻器主要為安川VS-616G、VS-616T系列，其逆變器采用絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。可編程序控制器主要有安川的CO313MA、CP-813、CP-3300等系列。從1992年開(kāi)始運(yùn)行，隨著時(shí)間的推移，故障也逐步增多，各種型號(hào)的變頻器、可編程序控制器都有損壞。我們通過(guò)研究、摸索，克服了無(wú)圖紙、無(wú)技術(shù)資料、無(wú)專用配件等困難，現(xiàn)已基本能修復(fù)各類故障的變頻器、可編程序控制器及其它電氣控制設(shè)備。

    1. 滌綸工業(yè)長(zhǎng)絲裝置電氣控制設(shè)備故障主要原因及維修 

    （1）負(fù)載端短路引起的變頻器故障及維修  

    VS-686TYM、VS616HII變頻器中的驅(qū)動(dòng)板、GTR模塊，雖有過(guò)流（OC）、過(guò)載（OL）、接地等保護(hù)，但在變頻器輸出端負(fù)載瞬時(shí)大電流短路時(shí)，還是會(huì)造成損壞。引起短路故障的主要原因是：由于卷繞機(jī)運(yùn)行時(shí)A、B錠頻繁切換，切換時(shí)電機(jī)引出線受到一定拉力，將使電機(jī)引出線固定部分松動(dòng)，時(shí)間一久引出線就會(huì)逐漸磨損、磨穿，造成與外殼短路；卷繞機(jī)內(nèi)切換電刷磨出的碳粉或電刷錯(cuò)位也會(huì)造成短路；還有電氣箱內(nèi)因清洗之間短路以及導(dǎo)線與外殼之間的短路等。
 
    打開(kāi)損壞的變頻器可看到GTR模板已有一組或幾組裂開(kāi)，驅(qū)動(dòng)板上部分元件已經(jīng)發(fā)黑或裂開(kāi)，有時(shí)強(qiáng)電流甚至?xí)B印制電路銅箔也燒斷。用萬(wàn)用表仔細(xì)測(cè)量每一個(gè)元件，可發(fā)現(xiàn)有一組或幾組驅(qū)動(dòng)單元元件成片損壞。由于驅(qū)動(dòng)電路與GTR模塊直接相連，如果一組GTR模塊擊穿損壞，則對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路上各組容元件、晶體管、厚膜電路也可能損壞，這時(shí)可仔細(xì)檢測(cè)每一個(gè)元件，逐個(gè)更換。驅(qū)動(dòng)部分與控制部分一般采用光電耦合器或含有光耦電路的厚膜電路相連接和隔離，所大電流擊穿故障一般不會(huì)殃及控制部分。
 
    由于變頻器種類較多，其采用的元件也各種各樣，許多元件國(guó)內(nèi)無(wú)法購(gòu)到，查各種手冊(cè)也很難找到其參數(shù)，維修時(shí)可針對(duì)工況、功能及封裝形式選用元件。比如，VS-686TYM變頻器其功率輸出模塊采用TOSHIBA-MG50G2CL3，如果購(gòu)原裝產(chǎn)品每塊需2500多元，且國(guó)內(nèi)不易購(gòu)到。我們通過(guò)對(duì)好的模塊進(jìn)行測(cè)量、分析發(fā)現(xiàn)這是一種采用大功率晶體管及續(xù)流二極管、加速二極管、電阻等組成的GTR模塊，其工作極限電流IcM = 50A、電壓Vce0 = 600V左右。在上海市場(chǎng)我們找到了技術(shù)參數(shù)基本相同、外形封裝尺寸相近的SanRex GTR模塊QCB50A60，只需400多元；驅(qū)動(dòng)板上ET206大功率晶體管原裝產(chǎn)品每塊需100多元，推算工作狀況IcM = 3A、Vce0 = 600V左右，這是一種塑封大功率、高反壓NPN型晶體管，我們采用相同封裝、優(yōu)于其新性能的2SC1403，只需10元不到；2SA1010則可用MUR1020C代用……根據(jù)這一原則，我們代用了許多晶體管、阻容元件，成功地修復(fù)了各類變頻器故障。以一臺(tái)價(jià)值10多萬(wàn)元的VS-686TYM變頻器為例，送日本修理起碼也要2 ~ 3萬(wàn)元，而自己維修只需近千元。在檢修更換元器件時(shí)如果代用品與原型號(hào)不同，應(yīng)將三相（R、S、T）電路相對(duì)應(yīng)的器件全部更換為同一型號(hào)的器件。另外，在修復(fù)后的變頻器通電前，不要忘記查出短路原因，并排除負(fù)載短路故障，以免修復(fù)的變頻器再次損壞。為此，我們對(duì)每臺(tái)卷繞機(jī)進(jìn)行定期檢修，對(duì)松動(dòng)的引出線及破損的保護(hù)套管及時(shí)更換；對(duì)電刷等經(jīng)常擦洗并調(diào)整好位置；對(duì)電氣箱內(nèi)流入的堿液及時(shí)清洗、擦干，盡可能減少變頻器損壞的幾率。
 
    （2）電子元件本身質(zhì)量問(wèn)題及自然老化造成的故障及維修
 
    ① 電解電容器漏夜問(wèn)題在各類開(kāi)關(guān)電源和變頻器中造成的故障尤為常見(jiàn)。工業(yè)廠絲車(chē)間從1992年引進(jìn)一期設(shè)備后，前幾年運(yùn)行基本正常，至1995年后期開(kāi)始故障急劇上升。特別有許多BY24010型、BY24005型24V開(kāi)關(guān)電影，只要一停車(chē)檢修，再次送電就不能正常運(yùn)行。拆下檢查發(fā)現(xiàn)元件無(wú)明顯損壞跡象，通電試運(yùn)行發(fā)現(xiàn)保護(hù)電路動(dòng)作，使開(kāi)關(guān)電源停振，經(jīng)查看印制電路板比較臟，清洗后能使用一段時(shí)間又會(huì)重復(fù)出現(xiàn)故障。仔細(xì)查看發(fā)現(xiàn)脈寬調(diào)制集成電路SC70101P旁一紅色longlife型100μF/35V電解電容器下有電解液滲出，改變了印制電路板的絕緣電阻，使開(kāi)關(guān)電源RC振蕩器停振，電源無(wú)直流輸出。更換該電解電容器后，再對(duì)印制電路板清洗并噴上保護(hù)膜后通電運(yùn)行正常。
 
    IGBT集MOSFET和GTR優(yōu)點(diǎn)于一身，具有輸入阻抗高、速度塊、熱穩(wěn)定性號(hào)、電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，又具有耐壓高和承受電流大等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于IGBT屬壓控器件，極易受外界干擾使柵射電壓瞬時(shí)超過(guò)開(kāi)啟電壓而引起器件誤導(dǎo)通。為阻止這類現(xiàn)象發(fā)生，一般在柵射間并接一只10kΩ左右柵射間并接一只10kΩ左右柵射電阻Ras和小電容。以VS-616H系列變頻器的制動(dòng)單元為例，內(nèi)部GT15Q101型IGBT器件直接安裝在驅(qū)動(dòng)板上，周?chē)袨V波用電解電容器及并接的RaS電阻等。

    由于受IGBT散熱片的烘烤以及電解電容器本身的質(zhì)量問(wèn)題，電解電容器常會(huì)引起漏液損壞。滲出的電解液導(dǎo)致印制電路板腐蝕、斷開(kāi)。由于受電解液及溫度的影響，Ras電阻阻值會(huì)變大或開(kāi)路，最終導(dǎo)致變頻器在正常運(yùn)行狀態(tài)下IGBT誤導(dǎo)通而損壞。維修時(shí)一定要更換質(zhì)量較好的電解電容器，加大Ras電阻的功率，并對(duì)驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行清洗、噴膜保護(hù)處理。
 
    ② 高速紡油劑泵用VS-616G5變頻器近期陸續(xù)有多臺(tái)發(fā)生三相輸出電壓不平衡故障（缺相）。經(jīng)查各臺(tái)變頻器復(fù)合IGBT模塊7MBR30NF606無(wú)明顯短路、擊穿現(xiàn)象，基本正常。該變頻器驅(qū)動(dòng)電路主要由3塊PC923和3塊PC929帖面雙列集成電路和外圍元件組成，經(jīng)通電測(cè)量驅(qū)動(dòng)輸出波形可以確認(rèn)，驅(qū)動(dòng)電路中定有1 ~ 2塊PC923或PC929損壞，導(dǎo)致三相驅(qū)動(dòng)電路故障，使變頻器輸出缺相。由于其他外圍電路元件無(wú)損壞，說(shuō)明主要是PC923或PC929本身質(zhì)量問(wèn)題引起的故障。PC923和PC929在國(guó)內(nèi)很難購(gòu)到，也無(wú)參數(shù)可查，無(wú)法用其它元件代用，經(jīng)與上海同濟(jì)安川專業(yè)維修部聯(lián)系要來(lái)2塊廢驅(qū)動(dòng)板，通過(guò)拆件已修復(fù)了6臺(tái)VS-616G5變頻器。
 
    （3）使用環(huán)境引起的設(shè)備故障及維修

    由于卷繞、牽伸等設(shè)備工作時(shí)處于多油霧、多纖維、灰塵的生產(chǎn)環(huán)境中，而電氣控制設(shè)備工作時(shí)溫度較高，需強(qiáng)制風(fēng)冷，一般設(shè)計(jì)時(shí)均采用中央空調(diào)。這樣中央空調(diào)難免會(huì)從生產(chǎn)環(huán)境中夾帶入一些油霧、纖維、灰塵。以CP-313MA、CP-813系列可編程序控制器為例，大都采用74系列TTL邏輯數(shù)字集成電路和Z80系列CPU，極易受靜電和油污腐蝕而引起漏電、短路、擊穿等故障。打開(kāi)多臺(tái)損壞的CP-813可編程序控制器，電路板上均布滿了灰塵、油污、刷去灰塵后發(fā)現(xiàn)有些電路板上銅箔已經(jīng)腐蝕、發(fā)白、起泡以致斷開(kāi)，部分阻容元件引腳銹蝕、斷開(kāi)，連接好銅箔，更換好阻容元件后試車(chē)還有故障。我們參閱了各種常用數(shù)字集成電路手冊(cè)、可編程序控制器使用說(shuō)明書(shū)等，通電后一塊塊測(cè)量電路板上集成電路的邏輯電壓，參照集成電路手冊(cè)上的邏輯圖找出來(lái)?yè)p壞的集成電路，進(jìn)行更換修復(fù)。

    2. 環(huán)境問(wèn)題引起電氣故障的預(yù)防措施 

    損壞的電氣設(shè)備可以修復(fù)，但更主要的是怎樣預(yù)防引環(huán)境問(wèn)題而引起的類似故障的再次發(fā)生。加強(qiáng)電氣控制設(shè)備的抗腐蝕性，增強(qiáng)絕緣性能是關(guān)鍵。我們?cè)囍鴮⑿迯?fù)的各類可編程序控制器、變頻器內(nèi)印制電路板用無(wú)水酒精及電路板清潔劑清洗干凈，再噴上電路板膜層保護(hù)劑進(jìn)行烘干處理，用膜層將印制電路板上的電子元件徹底與外部環(huán)境相隔離，取得極好的效果。經(jīng)多年的使用，再也沒(méi)有發(fā)生類似故障。我們利用大檢修或滾動(dòng)檢修對(duì)所有電氣控制設(shè)計(jì)進(jìn)行了輪流拆卸清洗、噴膜處理。在噴膜處理時(shí)接插件口可先用遮蓋劑或塑料膠帶遮蓋，以保護(hù)好各類接插件口接觸良好。通過(guò)清洗、噴膜處理后，許多不明原因的軟故障也解決了。
 
    在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行處理的同時(shí)也要杜絕生產(chǎn)環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備的再次污染。我們對(duì)原來(lái)冷卻用中央空調(diào)部分改用單獨(dú)的小空調(diào)；對(duì)電氣柜內(nèi)的冷卻風(fēng)扇進(jìn)行定期清洗更換；對(duì)還在使用的中央空調(diào)進(jìn)風(fēng)口加過(guò)濾網(wǎng)并每周更換，使因環(huán)境問(wèn)題引起的故障原因降至最低。