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变频器维修

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再战六位数:2019年工控维修篇

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发表于:2020/1/3 13:57:38
#0楼
                                             ——2019年工控维修篇之—

     作者:广州郡控王工

     注:文章有点长,六位数,指整个十一月份的战况,但一次写不完……下次再续
     1、一切的从容都是从焦虑中熬过来的
     都说2019年生意不好,我们干工控维修的属于服务行业,企业效益不好,我们的日子也不好混。但市场终究还在那里,年底一清账,哈哈,和前年差不多。但2019年波动起伏较大,饥一个月饱一个月的,由于我是小公司,附带轻责任小,压力不大。
    老婆笑称我提早进入半退休状态,我说干我们这行的就是苦行僧,天涯无穷旅:闲时敲敲木鱼化化缘,忙时点点香火诵诵经。
    安慰安慰内人可以,压力当然是有的,干我们这行,不可能什么都钻研一通,什么都懂,但必须确定自己的强项,再在这个领域下功夫。个人专长是驱动(和电机转起来有关的东东),兼长一些仪器仪表维修,这就够了,一辈子也学不完了。目前市场上,工控产品做得好点的都是涉外品牌!不服不行。说明书,用户手册这些资料,逻辑关系太强,不花点时间琢磨,是理解不了的。至于维修经验,这个就别指望别人了,老老实实的自己做好笔记,江湖上那些维修大神谁不守口如瓶,人家可不想你动了他的奶酪。这些就是打基础,时间是公平的。真的业务来了,做到沉着冷静心中有数。不要修个机子,用估计法去收钱。(当然也有无法试机的)。
附件 2.jpg

    2、什么是岸电系统
    广东的十月是一年中最舒服的日子,秋高气爽,云淡风轻。过完国庆节,业务真的寡淡,正好把时间抽出来装修了房子,忙得一塌糊涂。微信,设置成消息不打扰模式,很多朋友会在微信上咨询问题,问东问西。我呢,忙时统统不管,闲时一一解答。微信只是一个窗口,真正可以成交的人,是不会吝啬到打个电话的!
    十一月初,珠三角一个客户打电话,问修不修vacon驱动?vacon就是芬兰瓦萨嘛,在中国苏州生产后取了个中国名,叫伟肯。图片发过来一看,大家伙,九百多安!登时来了兴趣。一番沟通下来,弄明白这东西原来不是驱动变频器,而是一个岸电系统。岸电我还是有点了解的!什么是岸电,这东西港口用得较多,属于特殊逆变供电设备。就是把我国的380v动力电源,通过逆变器,改变电压和频率(440v/60hz),给在岸的船舶供电。用岸电供电,一来可以节省船舶使用成本,二来环保,减少发电机组的废气排放。岸电生产商,我国最有名的品牌是安利。此安利非搞传销的彼安利,大家可以百度。
附件 安利变频电源维修1.jpg

     而安利的核心供货商就是芬兰Vacon和美国的伊顿eaton。根据我的维修经验,伊顿的驱动产品其实更多是瓦萨代工的。说白了,两个品牌其实就是同一种硬件产品。Vacon的东西不错,之所以国人对他态度不好的原因,主要是售后服务这一块。Vacon,这个北欧品牌其实很牛的,在船用设备这块,市场份额很高(每个产品,进场时间重要,经验和技术也很重要,打个比方:船用小型发动机,你马上就会想到雅马哈这个品牌)。和他合作的都是世界级工控大牛:eaton伊顿、AllenBradley-Rockwell罗克韦尔、Konecranes科尼起重等等。
    岸电价格不菲,这东西属于专用设备。岸电电源和变频器的区别其实不大,都是变频变压输出,外国人统称逆变器。这东西的用途首要标准,是输出电压和频率稳定,输出波形干净,标准的正弦波。我们所熟悉的变频器,是不能直接作为电源供应的。除了载波的问题,电源启动或卸载时,大开大合的电流波动,变频器就胜任不了,所以岸电同样有核心技术的。岸电的逆变电源有两个特点:一是载波频率。二是输出的LC滤波电路。要完全过滤杂波,输出频率,载波,和LC电路,就要经过精确的计算,以保证输出滤波器能发挥最大的作用,得到干净的三相正弦波电源。
     客户是国企,派头挺大,手续繁杂。这么多年我也没少和这类企业打交道,他们目标清晰明确,非常注重对方的资质和合同。
    于是上门看设备评估报价,预订协议,双方谈得都挺愉快。但讨论到具体是上门维修还是拉回来维修时,意见出现分歧:我坚决拉回公司维修,对方要我上岛服务。我的理由是:拉回来维修可以彻底检测和维护保养,当然也为了好先收款。对方的理由是:目测只是主机问题,辅机绝对没有问题。我深入得知,此机已经有两拨人修过,都是上电正常,开机就炸模块,情况绝对没那么简单,不给我拉回公司维修,我就放弃。
     要知道你去一个场地做芯片级维修,即使准备得再充分,到时候同样要什么没什么!在这样的条件下,修不好,时间成本统统浪费,你连钻地缝的机会都没有。
     最后厂里领导出面,同意让我拉回公司维修,时间一个礼拜。
附件 安利变频电源维修8.jpg
    3、曲折的维修过程
    机子以前炸过,还经历了两拨同行,这难度肯定不小。但报价不菲,用户替代困难。
    Vacon的机子,特别是并联输出的机子,很多人对他敬而远之,其实我不怵,我修过不少nxs型号的变频器,而这个逆变器硬件就是nxs电路。Vacon NXS系列机子,是瓦萨的高端产品,貌似复杂,只因为采用了多级光纤传输设计:将主控板;处理板+电源;驱动+电源分段设计的!但这个驱动是出了名的复杂,即:集成了开关电源,并联驱动电路,还有各种检测电路。光一个IGBT电流检测,就够研究上一整天了。比较龟毛的是,电流互感器还封装在IGBT里面,采用插针和驱动板压接组合,要在桌面测试,需要做工具,非常麻烦。
但我以前测绘过图纸,可以按图索骥。
    380V供电的变频器,经过我手里维修过的,最大,也就630kw(更大的是供电源是690v或更高等级的电压),且需要并联输出。外国品牌的并联,并不是国产变频器的加模块技术!国外品牌的并联技术,是两台或三台设备并联,有主板的那个叫power1,即主机,另一台软件是pwoer2,即从机。从机同样带处理板,光纤,和驱动板,完全独立。你把主板装辅机上,也同样可以用。这样的并联组合优势明显,灵活方便。但对软件的要求,硬件的响应要求很高,处理运算需要完全同步!输出同频同相!!稍有差异,直接炸模块!
以前,我就曾经在上电的时候去插拔辅机光纤,再次启动,炸模块的声响地动山摇,至今我心里还有阴影。后来得出的分析结论,也是从厂家发布的参考资料中得出的。原因是通讯变了,造成信号处理有时间差异,不并联没事。所以说同志们,单机随便玩,并联设备,特别是同相并联的大功率变频器,做并联前,一定要先确定好,再按输出启动键。错一步,学费真的过万!
     维修的过程如下:主机炸了模块是真的,左右都乌漆墨黑了。炸了模块,驱动板自然也好不了,nxs的维修难点不在驱动板上,而是压在IGBT模块上的那张检测板上。这个板集成了电流检测、温度检测、输出短路检测等功能。最让人头疼的是电流检测电路板,元件参数仪器级要求。这是个封装在IGBT内部的感应线圈,通过竖板把电流放大,放大电压在通过反相的次级线圈构成环路,在电路板上,有五个接触点(实际用了四个),中间加上一个限流阈值的电路(这个就是功率设置),原理同霍尔元件的限流电路。这个电路性能稳定,检测灵敏高且误差很小。
    Vacon这个牌子,喜欢设计复杂的并联电路,这可能是一个公司的特点传承。论通用方面,不如abb方便。并联电路有一个要求就是,器件参数必须一致,换句话说就是,十二个桥臂输出必须完全一样。如果器件参数出现偏差,输出电流将成倍放大,重载的时候,照样烧模块。
    所以说大功率并联驱动单元,别想当然就换个模块上去,一定注意模块的参数指标。
    这台逆变,除了模块更换原装同型号外。两边的检测板上的pcb都炸飞了,这个也必须更换。进一步检测发现驱动也是坏的,这个直接维修,做绝缘漆,可以做到看不出来维修的痕迹。我的经验是:进口品牌,坏一个地方,倒推三步检测,一般都能彻底排除故障。进一步检测驱动板上的检测电路,又发现了问题,v相输出的驱动e极,有个兆欧级电阻已经开路。这个电阻是干什么的呢?非常重要!属于矢量输出取样电阻,桥臂每导通一次,都会产生一个高电平脉冲,经运算反馈给控制单元,进行输出相位、电压比较,没有这个信号,直接报输出短路故障。大功率维修,在自己都没有确定之前,我一般不直接加电到IGBT模组上。
附件 威肯变频器驱动板放大图.jpg

     维修很费脑筋,特别考验一个人的耐性。我公司环境不错,累了,出去公园走几圈,捋一下思路,回来再维修。这样花了一天,桌面上测试触发,检测通路都走通了,就直接装机上电,显示正常了,静态测试正常!先老化一下,研究了一下参数,然后将参数拷贝了起来。
    传说中的启动炸机,让我心里也有点忐忑不安(怕程序问题),想想也不至于那么邪乎吧?逆变器嘛,通路走通了,一般不会无缘无故的炸机,按下启动键,嗡的一声,逆变器输出了!假负载的电灯泡在一点一点的变亮,没有炸机!
    哈,看来没那么玄乎!
    等等,我好像还忘记了什么?对了,主机和辅机没有并联,万一是主机和辅机相位不同步呢,不同样也炸模块。这个还不简单,两台双踪示波器上场,将u/v/w相循环一遍,得出结论可以联机。联机,一切正常!找一台大功率马达接上去,分则个并联单元电流,和系统的监控比对,偏差很小,初步判断输出正常。
接下来就是老化,老化过程中我发现一个问题,电机22kw时,我切换到25a进行空开上,偶尔会跳闸,时间不定。切换到32a的供电空开上又可以。跳闸后上电开机又可以继续运行。
     跳空开!瞬间肯定有过流,卸掉电机,居然也跳。肯定还有问题!主机还是辅机?
     冷静下来分析一下,觉得还是主机,跳空气开关不炸模块。检查重点放在进线滤波和直流部分,再拆下来检查,卸掉进线滤波电容。故障依旧;检查整流电路,三相输入平衡;进线整流耐压,个个2000v以上,当检测母线电容时,又发现一个失效电容。一番折腾后重新装机,顺便更换了进线滤波电容,上电,居然不跳闸了。
     难道,几个零点几微法的电容漏电了,耐压表打了也没问题啊?
时间到了第四天,用户打电话催促了。晚上运行了一个晚上电机,还是没有问题出来,便拍了视频,告诉对方我按时装机,可以付款了。对方很爽快,50%款项马上到账。双方约定,现场开机成功,离岛前结清余款。
附件 安利变频电源维修3.jpg

    4、意料之外的返工
    岸电系统,装机其实很麻烦,狭小的空间里要把两个几百斤重的大家伙挂在那个配电板上,难度系数是普通场地的几倍。现场电工单位不配合,你是绝对装不上去的。拉去现场,现场外协单位的兄弟很给力,安装非常的顺利。配电时,同样32a的空开会跳闸,最后直接干到160a空开上,成功上电启动,现场测试,输出正常。由于岸电系统的输出不是随时可以连接的,当天无法带载。对方履行了协议,下岛之前,付款80%,余款试机一个礼拜后结清。
    本来以为就这样收官了。但第三天清晨。很早,厂里的设备主管就打来电话,说电源上电就炸了!对方很着急,这种事以前同样遇到过,收了人家钱,自然要负责到底。我首先表明:有问题算我的。再和他冷静了解现场的情况。他说,除了移机,接线,一切都没动过。上电就听到了炸机的声音,但没跳闸。我让他先看一下现场:模块炸了没?是主机还是辅机?他说,他看了,辅机发现了母排有短路的现象,主机暂时没看出问题。
     设备主管气呼呼的说,当时不让你带走辅机,但是你硬拉回去了,辅机问题一样得算你的!
维修没问题,但这说法,并联设备我不拉辅机怎么试机?运行不起来,我那有底气让甲方付款?不过不管怎么说,问题是真的出现了,人家用不起来。现在也不是扯这些的时候。真本事是到现场把设备运行起来。
     我决定立即驱车去现场。
     现场检测,辅机看着很严重,右侧母线电容4个炸裂,黑色的炸点把驱动板熏得黑乎乎的。现场辅机和主机的距离很近,无法在线进一步检测,需要卸下来检测。设备主管对系统是个内行(对元件级就不熟悉),让我不爽的是,他干涉太多。认为我换过他辅机的模块,这点气得我想当场走人!真是君子坦荡荡……让我维修辅机没问题,但我不接受这样的理由。其现场要求你这个不能动,那个应该怎么检测。起先我没想和他发生不愉快,最后实在忍无可忍,直接发飙:要吗你自己搞定,我退款走人。要吗你只问结果不问过程。按合同,辅机材料我是必须收费的,要吗你提供配件。最后他让步,让我去仓库挑报废的设备组装一台。
     做工控维修,大型设备维修,合同有合同的好处,大家有约在先。
附件 微信图片_20200103135223.jpg

    为什么在公司试机可以,现场也试机也OK,但供电的时候就出现这样的尴尬局面呢?经过分析,原来现场进线变压器是升了压的,进线ac380v,出线侧电压高达ac565v。系统监测显示,母线浮点直流电压高达811v。这个电压吓了我一跳,要知道vacon逆变器上用的电解电容是瑞典rifa品牌,耐压标准值是420v。两个电容串联的耐压值,也就840v。800+的母线电压,真的在极限值边缘游走啊!有些电容早就放炮了。程序既然还没报警,证明这个电压还在程序允许范围内。以前这台设备也一直这样用,应该没问题。
    我后来分析,觉得第一次跳25a空开时,辅机问题就已经埋下了伏笔。但当时联机正常,就没有去仔细推敲,辅机有故障的可能性。当然,出了炸电容的情况,主机自然也要重新检查的。经检查,还真有一组(两个)电容裂开了,电解液都出来了。赶紧更换了。
    那晚我一个人留下来加班。客户仓库里的设备,都是缺胳膊少腿的,灰尘厚得可以再上面写字。配型号,清洁,检测,装机。因为没有电动工具,拧螺丝直接把手搞起两个血泡。值班室的兄弟很给力,一会找来直流矿灯,一会送来矿泉水。我直接干到临晨一点,终于组装出一台辅机,上电测试,通路正常后,忐忑而疲倦的就睡着了。
    第二天装完机,已经下午5点多了。反复启动了几次,没有问题,当天是无法带载测试了。给当班的负责人交代好,让他们放心试机,便匆匆下岛了。因为公司里,中铁建公司的盾构机刀盘驱动变频器,罢工了三台,无法作业。盾构机刀盘变频器一共八台,设备组长说,如果六台正常,照样可以施工。但一下坏了三台,就要面临停工的危险。现场一天几个电话,等我救急呢!
附件 3.jpg

     半个月后,甲方领导人打来电话。谢谢王工。设备运行平稳正常,现在把余款付给你。至此,这个大功率,高风险的设备维修过程结束。
[此贴子已经被jint于2020/1/7 11:56:28编辑过]
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发表于:2020/1/3 18:41:26
#1楼
大神级维修啊。。。
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ytleaderplc
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发表于:2020/1/3 18:44:29
#2楼
王老板一年赚了七位数
PLC 文本显示器 触摸屏 变频 伺服 编程电缆 plc触摸屏编程 维修等
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大蜜蜂
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发表于:2020/1/3 18:45:32
#3楼
牛人!!
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发表于:2020/1/3 19:04:12
#4楼
楼主的六位数是不是指这次的维修费用?
大家一起学习
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wenquan753
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2018论坛解答高手
发表于:2020/1/3 19:17:26
#5楼
这一个单子都六位数了吧!
楼主这是高精尖啊!
这种活一年搞个几次就够了!
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发表于:2020/1/3 19:20:15
#6楼
王工,太厉害了。
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kazefsh
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发表于:2020/1/3 21:34:36
#7楼
维肯被丹佛斯收购了
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kazefsh
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发表于:2020/1/3 21:46:18
#8楼
原来公司做APF模块都是并联的,不过没有单独做闭环控制,测试时特地要测试模块的均流。
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发表于:2020/1/3 22:14:06
#9楼
厉害;
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