1 Überstrom Überstrom ist die häufigste Alarmmeldung bei Frequenzumrichtern. 1.1 Phänomen (1) Beim Neustart löst der Umrichter sofort nach Erreichen der Drehzahl aus. Dies ist ein sehr schwerwiegendes Überstromphänomen. Hauptursachen sind: Kurzschluss in der Last, blockierte mechanische Teile, beschädigtes Umrichtermodul, zu geringes Motordrehmoment usw. (2) Der Umrichter löst direkt nach dem Einschalten aus. Dieses Phänomen lässt sich in der Regel nicht beheben. Hauptursachen sind: Modulausfall, Ausfall der Ansteuerschaltung, Ausfall der Stromerfassungsschaltung. (3) Der Umrichter löst nicht sofort beim Neustart, sondern während der Beschleunigung aus. Hauptursachen sind: zu kurze Beschleunigungszeit, zu niedriger Stromgrenzwert, zu hohe Drehmomentkompensation (V/F). 1.2 Beispiel (1) Ein LG-IS3-4 3,7-kW-Frequenzumrichter löst beim Anlaufen sofort mit „OC“ aus. Analyse und Reparatur: Beim Öffnen des Gehäuses wurden keine Brandspuren festgestellt. Die Online-Messung des IGBT (7MBR25NF-120) ergab keine Auffälligkeiten. Um das Problem genauer zu bestimmen, wurde der IGBT ausgebaut und die Hochleistungstransistoren der sieben Einheiten vermessen. Die Ein- und Ausschaltzustände waren in Ordnung. Bei der Messung der Ansteuerschaltung der oberen Halbbrücke zeigte sich, dass einer der Pfade deutlich von den anderen beiden abwich. Nach genauerer Untersuchung stellte sich heraus, dass der Ausgangspin eines Optokopplers A3120 mit dem Minuspol des Netzteils kurzgeschlossen war. Nach dem Austausch waren die drei Pfade im Wesentlichen identisch. Das Modul wurde installiert und eingeschaltet, und alles funktionierte einwandfrei. (2) Ein BELTRO-VERT 2,2-kW-Wechselrichter löste beim Einschalten den Fehlercode „OC“ aus und ließ sich nicht zurücksetzen. Analyse und Reparatur: Zunächst wurde das Wechselrichtermodul überprüft, wobei keine Fehler festgestellt wurden. Anschließend wurde die Ansteuerschaltung überprüft, wobei keine Auffälligkeiten festgestellt wurden. Es wurde vermutet, dass das Problem nicht in diesem Teil, sondern in der Überstromsignalverarbeitung lag. Nach dem Ausbau des Schaltungssensors wurde das Gerät eingeschaltet, und alles funktionierte normal. Daher wurde angenommen, dass der Sensor defekt war. Nach dem Austausch gegen einen neuen Sensor verlief der Lasttest normal. 2. Überspannung: Ein Überspannungsalarm tritt üblicherweise im Stillstand der Maschine auf. Hauptursache ist eine zu kurze Verzögerungszeit oder ein Problem mit dem Bremswiderstand und der Bremseinheit. (1) Beispiel: Ein Taian N2-Wechselrichter mit 3,7 kW Leistung löste im Stillstand den Alarm „OU“ aus. Analyse und Reparatur: Vor der Reparatur dieser Maschine ist es entscheidend, die Ursache des „OU“-Alarms zu verstehen. Während der Verzögerung des Wechselrichters schneiden die Rotorwicklungen des Motors das rotierende Magnetfeld mit erhöhter Geschwindigkeit, wodurch die elektromotorische Kraft und der Strom des Rotors ansteigen. Dadurch gerät der Motor in den Generatorbetrieb, und die Rückkopplungsenergie fließt über die parallel zum Hochleistungsschalttransistor in der Wechselrichterstufe geschaltete Diode in den Zwischenkreis, was zu einem Anstieg der Zwischenkreisspannung führt. Daher sollte der Fokus auf der Überprüfung des Bremskreises liegen. Der Entladewiderstand war in Ordnung, jedoch war die Bremsleitung (ET191) kurzgeschlossen. Nach dem Austausch lief die Maschine problemlos, und auch das Schnellstoppen funktionierte einwandfrei. 3. Unterspannung: Unterspannung ist ein weiteres häufiges Problem im Betrieb. Dies liegt hauptsächlich an der zu niedrigen Hauptstromkreisspannung (unter 200 V bei 220-V-Anlagen, unter 400 V bei 380-V-Anlagen). Zu den Hauptursachen zählen: Beschädigung eines Stromkreises der Gleichrichterbrücke oder Fehlfunktion eines der drei Thyristorkreise, was zu Unterspannungsfehlern führen kann; Beschädigung des Hauptstromkreisschützes, wodurch ein Spannungsabfall am Ladewiderstand im Zwischenkreis entsteht, was ebenfalls zu Unterspannung führen kann; und ein Fehler im Spannungserfassungskreis. 3.1 Beispiel (1) Ein 18,5-kW-Frequenzumrichter löste beim Einschalten den Fehlercode „Uu“ aus. ● Analyse und Reparatur: Nach der Überprüfung waren die Ladewiderstände der Gleichrichterbrücke dieses Frequenzumrichters in Ordnung, aber nach dem Einschalten war kein Schaltgeräusch des Schützes zu hören. Da der Ladekreis dieses Frequenzumrichters keine Thyristoren verwendet, sondern für den Ladevorgang auf den Schütz angewiesen ist, liegt der Fehler vermutlich im Schütz, im Steuerkreis oder im Netzteil. Der Schütz wurde ausgebaut und separat mit 24 V Gleichstrom versorgt. Der Schütz funktionierte einwandfrei. Anschließend wurde die 24-V-Gleichstromversorgung überprüft. Nach genauer Prüfung stellte sich heraus, dass die Ausgangsspannung durch den Spannungsregler LM7824 geregelt wurde. Es wurde festgestellt, dass der Spannungsregler defekt war. Nach dem Austausch gegen einen neuen funktionierte das System beim Einschalten einwandfrei. (2) Ein Frequenzumrichter vom Typ DANFOSS VLT5004 zeigte beim Einschalten ein normales Verhalten, löste jedoch nach dem Anlegen einer Last die Fehlermeldung „DC LINK UNDERVOLT“ (zu niedrige Gleichstromspannung) aus. ● Analyse und Reparatur: Dieser Wechselrichter erscheint auf den ersten Blick ungewöhnlich, doch eine genauere Analyse zeigt, dass das Problem nicht so komplex ist. Auch dieser Wechselrichter verwendet einen Ladekreis und einen Schütz für den Ladevorgang. Beim Einschalten wurden keine Auffälligkeiten festgestellt. Es wird vermutet, dass das Problem durch einen Spannungsabfall im Gleichstromkreis beim Anlegen einer Last verursacht wurde. Die Gleichstromspannung wird mittels Vollweggleichrichtung über eine Gleichrichterbrücke erzeugt und anschließend durch einen Kondensator geglättet. Daher sollte die Gleichrichterbrücke im Fokus der Überprüfung stehen. Die Messung ergab einen offenen Stromkreis in einem Zweig der Gleichrichterbrücke. Der Austausch gegen einen neuen Gleichrichter behob das Problem. 4. Überhitzung Überhitzung ist ebenfalls ein relativ häufiger Fehler. Die Hauptursachen sind: zu hohe Umgebungstemperatur, Lüfterstillstand, defekter Temperatursensor und Motorüberhitzung. 4.1 Beispiel: Ein Kunde meldete, dass ein ABB ACS500 22kW-Wechselrichter nach etwa einer halben Stunde Betrieb die Fehlermeldung „OH“ ausgab. ● Analyse und Reparatur: Da der Fehler erst nach einer gewissen Betriebszeit auftrat, war ein Defekt des Temperatursensors unwahrscheinlich. Wahrscheinlicher war, dass die Temperatur des Wechselrichters tatsächlich zu hoch war. Nach dem Einschalten drehte sich der Lüfter langsam, und die Schutzabdeckung war mit vielen Baumwollflusen verstopft (da dieser Wechselrichter in der Textilindustrie eingesetzt wird). Nach der Reinigung lief der Lüfter einwandfrei, und der Fehler trat nach mehreren Betriebsstunden nicht mehr auf. 5. Ausgangsunsymmetrie Eine Ausgangsunsymmetrie äußert sich im Allgemeinen durch Motorvibrationen und unruhige Drehzahl. Die Hauptursachen sind: defektes Modul, defekte Ansteuerschaltung, defekte Drosselspule usw. 5.1 Beispiel: Ein Fuji G9S 11-kW-Wechselrichter weist eine Ausgangsspannungsdifferenz von ca. 100 V auf. ● Analyse und Reparatur: Eine erste Online-Prüfung des Wechselrichtermoduls (6MBI50N-120) ergab keine Probleme. Auch die Messung der 6-Kanal-Ansteuerschaltung zeigte keine Fehler. Beim Ausbau des Moduls stellte sich heraus, dass einer der Hochleistungstransistoren in der Brücke nicht leitete und nicht ordnungsgemäß abschaltete; dieses Modul war beschädigt. Nachdem die Fehlerfreiheit der Ansteuerschaltung bestätigt worden war, behob der Austausch das Problem. 6. Überlastung: Überlastung ist eine der häufigsten Ursachen für das Auslösen von Wechselrichtern. Bei Überlastungserscheinungen sollte zunächst analysiert werden, ob es sich um eine Motor- oder Wechselrichterüberlastung handelt. Motoren verfügen in der Regel über eine hohe Überlastfähigkeit, und solange die Motorparameter in der Parametertabelle des Wechselrichters korrekt eingestellt sind, ist eine Motorüberlastung unwahrscheinlich. Wechselrichter hingegen weisen eine geringe Überlastfähigkeit auf und neigen zu Überlastalarmen. Wir können die Ausgangsspannung des Wechselrichters, die Stromerkennungsschaltung und andere fehleranfällige Punkte überprüfen, um die Fehlerursache schrittweise zu ermitteln. 6.1 Beispiel: Ein LG IH 55-kW-Wechselrichter schaltet während des Betriebs häufig auf „OL“. ● Analyse und Reparatur: Laut Kunde wurde die Maschine ursprünglich mit einem 37-kW-Motor betrieben, wird nun aber mit einem 55-kW-Motor verwendet. Die Parameter wurden nicht zurückgesetzt, daher liegt das Problem möglicherweise in den Parametern. Nach der Überprüfung wurde die Strombegrenzung des Wechselrichters auf den Nennstrom eines 37-kW-Motors eingestellt. Nach dem Zurücksetzen der Parameter funktionierte alles unter Last einwandfrei.