【话题】环锭细纱机钢领板西威 SPA AX4 BPM DRIVER伺服器维修历程（20250212）

       前段时间，接修当地环锭细纱机钢领板电机1台伺服器。这套环锭细纱机历史已有20-30年了，早已停产。其中的伺服器可能是细纱机生产商定制机型，因而网上、厂家缺乏任何信息、资料、电路图。给维修带来了极大困难。
       到目前为止，几经测试、维修、装车、试车，一直没有成功修复。
       考虑到论坛大师云集，也许有人接触过这套细纱机、这台伺服器，或者有相关信息、资料，更或者有相关维修经历，或者能够提供一下维修思路，故特别把这个几次维修尚不成功的经历贡献出来，以供共同研讨！

一、起因及故障现象
  1、细纱机及钢领板无刷电机：
2、车间维修电工主诉：
①、生产中停车，不能重启，主控液晶屏显示“Fuse F3/Axpact E1 not ready”（熔断器F3或钢领板伺服器E1未准备好）；
②、查配电柜，伺服器E1输入电源熔断器F3熔丝正常；查熔断器联动微动开关正常（熔断器合上时正常闭合，拉下时断开）；
③、查伺服器E1面板LED状态指示灯，有几个红灯点亮（未拍照）。
3、查细纱机随机电路图手册，如以下3图：
4、根据报警提示“E1熔断器熔丝断/E1伺服器未准备好”及以上3图分析，有关伺服器E1的报警信号，由熔断器F3的检测微动开关常闭触点（熔丝正常时闭合）、伺服器E1内部故障继电器常开触点（伺服器正常时闭合）串联后送给PLC I2.2。现在，既然熔丝确实未断，熔断器联动微动开关也正常闭合，那么，这个报警大概率就是指向伺服器E1故障了！

二、第一次检测维修E1伺服器
1、伺服器，如图：
2、先网上查找伺服器，型号标示西威 SPA AX4 BPM DRIVER，或SPA AX440-0090143（S3A56)，无任何资料！这是1台细纱机生产商定制的伺服器！这就为后面一系列的故障判断、检测维修带来了极大不确定性！
3、开盖检测
发现大型铝散热器上镶嵌安装一个U型管，且一处有明显的熔洞！U型管其2端分别连接伺服器RB+、RB-端子，这无疑是内置制动电阻了。测试制动电阻丝，已经开路。如图：
4、确定更换制动电阻：
①、首先，必须知道原制动电阻的阻值、功率，为此，曾发帖求助：http://bbs.gkong.com/archive.aspx?id=503242。
仔细观察原烧穿孔洞，可以看到其内部碳化严重，已无法辨认电阻丝或电阻体材质性质，无法测试此处内部到任一端出线的阻值。
只得在U型弯中间锉开一个洞口，露出内部电阻丝后进行测量，测得半边阻值约为1.8K，电阻丝直径似为φ0.3mm。但考虑到此U型制动电阻长期处于高温状态，并最终被烧断、熔洞，内部一定烧毁、碳化严重，所以，也不能最终确认此制动电阻完整阻值一定就是3.6KΩ（2*1.6KΩ）。如下图：
好在车间还有同型号、同规格在运行细砂车。断电后，测试其伺服器端子RB+、RB-间内部制动电阻阻值，为40Ω。至此，原U型制动电阻的阻值已经得到确认！
对于更换制动电阻的功率选择，查阅有关资料，得知需要参考伺服器功率进行配置，但此伺服器无任何参数，查伺服电机铭牌，也无任何功率参数，仅有3个不知意义的电流参数，故无法依据。如图：
②、结合原制动电阻电阻丝直径及网络大量资料，拟先选定功率400W进行实验。购2只20Ω/200W黄金铝壳电阻串联，安装到原IGBT（制动电阻）散热器上，结果安装尺寸过大，伺服器外壳无法安装。如以下2图：
5、取消制动电阻内装方案，改为外装
因原内置U型制动电阻出线是与伺服器端子RB+、RB-联通的，故考虑将改装的黄金铝壳电阻拆除，将拟外装的制动电阻直接接到RB+、RB-端子上，如图：
又考虑到，既然制动电阻外装，体积（功率）就基本没有太大的限制，所以，为了功率上更加充裕，重新选择了一个40Ω/800W的专用铝壳制动电阻，电阻外挂到电柜内壁。安装如图：
6、同时，更换了板上3只电解电容（原容量有减少）、1只二极管（原焊盘有发热痕迹），如图：
7、装车、上电，未运行，观察：伺服器面板红LED灯DL11、DL13亮！一会儿，制动电阻发热严重！立即断电检查，如图：
显然，这是由于IGBT内部制动管开机上电即处于长期导通状态，从而造成制动电阻在非运行时即处于大电流消耗伺服器530VDC母线电压的状态！同时，原U型制动电阻烧断的根本原因，也就完全清楚了！
至此，基本确认，制动控制、制动驱动、制动管存在故障！也认识到，原内置U型制动电阻烧熔后，外接制动电阻的同时，也尤其应该检测有关制动电路！
8、第一次伺服器维修、试机小结：
①、查明了细砂车液晶总控显示器报警的原因、机制；
②、伺服器查无资料：相关信息、说明书、电路图全部没有；
③、确认了伺服器内置制动电阻烧断；
④、确定了制动电阻的阻值、功率，以及外接方案；
⑤、证实了该伺服器不仅是内置制动电阻烧断这1处故障。

三、第二次检测维修E1伺服器
1、分析制动电路
分析伺服器制动电路如图，测试BR-与母线DC-间（即IGBT内部制动管C-E）正反向阻值为194Ω！应该制动管C-E间（包括C-E寄生二极管）击穿或不良，如图：
2、测试IGBT各管脚如图：
①、在板测试IGBT模块的三相整流桥正常，逆变桥正常！为进一步准确测试IGBT制动管及其与电路板的连接关系，将IGBT模块拆焊后，测试如下图：
②、IGBT拆焊后，测试确认，制动管C-E正反向阻值为194Ω，确实击穿或不良！当伺服器上电后，由于直流母线530VDC通过制动管C-E的击穿内阻194Ω，加到制动电阻40Ω上，此时，制动电阻上长期流过的电流为2.3A（530VDC /(194Ω+40Ω)），消耗的电功率为210W（2.3A*2.3A*40Ω），足以造成原制动电阻烧断、新制动电阻发热！而且，2.3A的电流，在制动管C-E端的压降达到446V（2.3*194Ω），制动管管压降如此之大，必然被制动管管压降检测电路检测到，进而触发伺服器故障报警!
③、网查IGBT模块型号，无资料、购买渠道，必须外加制动管应急。
3、外加制动管型号选择及固定：
①、分离原IGBT制动管：既然IGBT模块整流桥正常、逆变桥正常，考虑将IGBT内部制动管与电路板脱开，然后在IGBT散热器上外加一个N-IGBT制动管。具体方法如图：
②、外加制动管选用9N150，固定在IGBT散热器上，外加制动管各电极分别接原制动管焊盘如图：
4、为保险起见，同时更换了制动管的驱动芯片A316，如图：
5、测试所有驱动芯片A316周围阻容、二极管无异常；
6、装车，上电，正常；运行，正常。但持续运行几个小时后，再次停车、报熔断器/伺服器故障！红色LED DL11、DL13亮！
7、第二次伺服器维修、试机小结：
①、查证了IGBT内部制动管的损坏；
②、确定了外加制动管的方案，以及制动管的选型、安装方法；
③、确定了IGBT内部制动管的最佳隔离方法（剪断IGBT模块内置制动管的G-E管脚以及N2管脚），保留住了IGBT内部关键的整流、逆变、测温、制动二极管功能（原设想，脱离IGBT内部制动管后，这个二极管也不保，如果外加，存在一个选型的问题：http://bbs.gkong.com/archive.aspx?id=503324）；验证了外接制动电阻、制动管的可行性；
④、验证了伺服器的故障不仅是制动电阻烧断、制动管击穿，还具有能够上电、运行的能力，但运行时间，长可能3、4小时，短可能1小时；
⑤、根据运行情况，判断伺服器PCB板、元器件还可能存在热稳定性故障；

四、第三次检测维修E1伺服器
1、测试外加制动管，正常！测试IGBT模块，正常！
2、在电路板开关电源供电电容2端加24VDC工作电源（不加380VAC或530VDC），如图：
此时，伺服器状态指示LED状态如图：
测试所有逆变管及制动管G-E 静态电压，上桥均为-6.6V，下桥均为-5.8V，平衡、稳定，应该正常！
3、考虑到伺服器并不是不能工作，而是运行一段时间后出现报警、停车。根据这个现象，有理由怀疑伺服器故障是由电路板元件升温引发。注意！！！这是以后所有维修的逻辑基础！！！
①、测试是否有元件温升严重：+24VDC加电，等待10分钟，仔细观察、触摸板上元件，电源芯片U629(UC4842)明显发热，手指按压不能持久，暂不更换；U603芯片（TL082C）和U103（TL802C）也有发热，手指能够感觉。更换U603、U103后，其发热未见明显改善；查周边阻容，也未见明显问题；上下桥所有驱动芯片A316输出端稳压二极管也有母线发热，手能触及，暂不更换。如图：
②、在只加24VDC时，测试板上各TL082C和LM339芯片管脚电压如图，也未见各芯片输入输出电位逻辑有明显异常：
4、考虑需要对电路板加强散热，故又加1个PCB散热风扇（24VDC），同时，将原IGBT散热器上的风扇（12VDC）换新（24VDC），2个风扇电源线并联，直接接入24VDC接入点，使伺服器上电即运转，以加强散热，原散热器风扇插座空着，散热效果明显，元件没有温升。如图：
5、测试时的几个问题：
①、外部24V工作电源的接入：伺服器在正常工作时，需要一个24VDC，由P2接入。经测试， P2插座的13脚接+24VDC；7脚接-24VDC；或者，PCB板中间的电解电容2端直接接入；
②、PCB板上24VDC隔离二极管，为外部24VDC工作电源引入PCB开关电源后正极回路串接的隔离二极管，型号ES1A；
③、PCB板上芯片ULN2003A（7路达林顿复合集电极开路驱动芯片），由CPU触发，2路输出用于控制IGBT散热器风扇智能温控启停（正常上电，风扇不转）、故障继电器动作，其他路似为送给P2控制外部电路（设备）。此芯片经拆焊测试正常；
④、母线电流互感器，外壳标注为双电源±15V供电；所有双运放TL082C，也为双电源供电，且与母线电流互感器双电源同源。TL082C双电源的测试，以其附近2只串接贴片滤波电容中点为地（参考0电位），8脚电源为+16.9VDC，4脚电源为-17.9VDC。此电压是否过高？
6、再次装车、上电，正常；运行，正常；几个小时后，再次报警，主控液晶屏重现“FUSE F3（伺服器E1熔断器）/伺服器E1未准备好”！检测熔断器正常！只是，这次报警只有DL11红色LED亮！同时，观察PLC输入端口I2.2，指示灯熄灭，如图：
7、第三次伺服器维修、试机小结：
①、明确了开关电源的工作电源是由P2插座从外部24VDC提供的，并确认了24VDC工作电源的引入点；
②、了解了板上所有低压电源，都是由板上开关电源提供的；
③、测试了板上所有TL082C、TL339运放各脚电压（位），根据输入、输出电压逻辑关系，判断芯片基本正常；也发现了几个芯片、元件的发热问题；了解了几个芯片的作用；
④、测试了IGBT逆变管、外加制动管的G-E门极静态电压，基本稳定、平衡、正常；
⑤、确定了PCB板元器件另加散热风扇的方案，以及安装方法；
⑥、验证了伺服器可以运行，确认了伺服器还存在不能长时间稳定运行的问题，据此判断，伺服器还存在热稳定性问题。

五、第四次检测维修伺服器E1
1、重新测试外装制动管9N150，正常；重新测试IGBT整流桥、逆变桥，正常；
2、加24VDC，重新测试所有A316芯片加到逆变桥、制动管的G-E静态电压，正常；
3、测试风扇，正常；
4、重新测试板上所有阻容、二极管、三极管，未见明显异常；
5、将发热的U629（UC3842）也更换；
6、测试DL11 LED的源头，直接来自板上CPU，此报警不可溯源。
7、考虑上次维修，改接了IGBT散热器风扇后将原风扇插座空着，难道伺服器检测不到这个风扇插座的运行电流，因而报警？这次，将原12VDC风扇重新复原，安装到IGBT散热器并接入风扇插座，同时，将新加的PCB散热风扇（24VDC）+极串接1个30Ω5W电阻后，接24VDC工作电源隔离二极管后面，-极接24VDC工作电源 GND，如图：
8、伺服器的5个红色LED指示灯DL5、DL11、DL12、DL13、DL14的意义到底是什么？动作的条件到底是什么？能不能人为设置、模拟故障，故意触发报警，从而溯源报警与LED 灯的对应关系？为反向溯源、验证，在只加入外24VDC工作电压、不加380VAC或530VDC、DL5/DL11/DL13亮、原IGBT散热器风扇接入原插座的情况下，做以下试验：
①、P2、P3插座外接短路线：按照伺服器E1外部接线图，当P2、P3插头接入时，插头内部有几个脚是接通的。通过测试，只有P3的1-14脚短接，可以熄灭DL5的报警。这一测试说明，DL5与P3是否插入相关联，如图：

②、PCB温度检测NTC及U603：直接用热风枪加热NTC，DL12亮，这一测试说明，DL12 与PCB温度相关联，且PCB温控U603（TL082C）上半部分温控正常；
③、IGBT内部NTC：用16K电阻并入IGBT NTC的T1与T2端（17-18脚），模拟IGBT温度升高，LED无变化，但引发IGBT散热器风扇开始转动；用1.5K电阻并入IGBT NTC的T1与T2端（17-18脚），模拟温度继续升高，IGBT散热器风扇继续转动，并且DL12 LED亮；这一测试说明，DL12也与IGBT散热器温度相关，且U603 （TL082C）下半部分温控正常！
④、母线电压检测U601：沿±母线上串接的10只470K电阻测试，其送给了U601芯片2-3脚（输入端），芯片1脚为处理后的信号输出。所以，将1脚脱离焊盘后，用2.7K电阻一端接1脚焊盘，另一端分别接芯片工作电压端8脚（+17V）、4脚（-17V），模拟母线电压过压或欠压，LED均无变化；
⑤、母线电流检测互感器：用2.7K电阻，一端接互感器信号输出端，另一端分别接工作电压端+17V、-17V，模拟母线电流过流或过低，LED无变化。
通过以上实验测试，说明：
①、DL5为P3插头（电机编码器）未插报警；
②、DL12 为PCB、IGBT过温报警指示；
③、IGBT散热器过温较小时，则仅启动风扇，并不报警；继续过温，风扇继续转动，DL12 也开始报警；
④、母线电压过压或欠压，并不报警（也许测试有误，存疑）；
⑤、母线电流过流，并不报警（也许测试有误，存疑）；
⑥、DL11、DL13功能不明（也许与加没加三相380VAC或有没有530VDC有关？）
9、装车、上电，正常；运行，正常；几个小时后，同样的故障、DL11亮、报警、停车再现！看来，并不是伺服器PCB及元器件发热问题！
上电LED状态正常：
几个小时候，再次同样故障、报警、停车：
10、更换钢领板无刷电机编码器，以上现象重现：上电，正常；运行，正常；1多小时后，同样的故障、报警、停车，如图：说明也不是编码器问题！
11、第四次伺服器维修、试机小结：
①、明确了几个芯片在电路中的作用；
②、证实了PCB、IGBT温控电路功能正常；
③、查证了红色DL5、DL12 LED的关联电路；
④、改善了外加PCB风扇的电源接法；恢复了原IGBT散热器风扇（12VDC）的安装和接法，并验证了伺服器故障、报警、停车，并非由散热器风扇运行检测电路引起（不存在这个检测电路）；
⑤、更换了U629（UC3824），测试了ULN2003A；
⑥、运行仍然存在不稳定性！
⑦、最重要的是，测试验证了：运行不稳定的问题，并非由PCB及元器件热稳定性问题引发！
⑧、也证实了，运行不稳定的问题，也并非由编码器引发！

The end。

至此，这个伺服器，
制动电阻烧断的问题解决了，
制动管击穿的问题解决了；
加强了PCB的散热问题，
遗留了。。。不能长时间稳定运行的问题，
验证了不能稳定运行的原因，不是由PCB、元件、散热器温度过热引起，不是由编码器引起。

不能稳定运行，对于纺纱设备来讲，就等于还是不能投运。

如果维修过程中不出现任何故障现象，还能怎样？
继续测试？测不出来！
换元件？换哪个？
不稳定的可能原因，除了温升，还有什么可能性？



还有什么办法或方向。。。设疑、求证、测试、维修？

网站该改进、升级了！