数控机床变频器故障的维修措施韩刚

数控机床变频器故障的维修措施韩刚

韩刚

中国航发哈尔滨东安发动机有限公司

变频器在目前数控机床上应用的较为广泛，在应用的过程中，控制较为简单，一般应用在经济型数控机床中。在使用过程中出现故障问题是在所难免的，但是如果出现问题就进行外送维修，不但影响数控机床的工作效率，也会花费较高的维修费用，影响生产作业的顺利开展。这就需要维修人员对变频器的工作特点和原理有一个全面的了解，掌握相关的技术知识，在出现故障时可以做出准确的判断，这样就可以对数控机床变频器进行维修处理。

一、变频器的主要故障及维修方法

1、开关电源故障维修

数控机床变频器在应用的过程中，变频器的开关很容易出现故障问题，导致这种情况的原因是开关电源的负载发生短路情况。数控机床变频器在应用的过程中，如果出现刺耳的声音，这是脉冲变压器发出的，一旦出现这种情况，变频器的开关很可能出现了故障问题，维修人员可以从变频器的输出侧进行故障的排查工作。了解导致这种情况的原因之后，采取针对性的处理措施，这样才能保证变频器的正常应用。如果在故障排查的过程中，出现无电压的情况，很可能是开关电源坏了，要及时进行更换。

2、主电路故障维修

变频器在应用过程中，主电路也容易出现故障问题，常见的主电路故障为逆变管损坏，导致其损坏的原因主要有以下几点：第一，逆变管的性能发生变化，无法将自身的效能体现出来，主要表现为内阻变大、耐压值降低，在实际应用的过程中，各项参数发生了改变导致变频器不能正常运行，这属于元件的正常损坏现象；第二，滤波电容出现漏电或者无法使用的情况，一旦出现不能使用的情况，直流电压就会出现过大的情况，这就会导致短路现象，严重的情况下会击穿逆变管，逆变管击穿之后脉冲增加，也会造成主电路的损坏；第三，逆变管驱动电路中的电阻支路出现断路情况，这就导致负压无法达到电路中指定的位置，高压电路会与逆变换形成回路而发生短路情况，这就会造成逆变管的损坏。

在对变频器主电路进行维修检查的过程中，不光要检查逆变管是否出现击穿的情况，还需要对滤波电容的容量和性能进行时检查，可以使用万用表来检测滤波电容，判断其是否存在击穿短路的情况。在确定具体的故障问题之后，再进行维修处理，可以对主电路的电流进行合理控制，通过降压限流来避免短路故障的发生。

3、检测电路故障维修

检测电路发生故障的概率比较小，如果检测电路出现故障问题，可以对电路的实际电压情况进行监测，并将其与变频器显示的相关数据进行对比，以此来确定是变频器出现故障还是检测电路出现问题，如果测量的数值和实际监测的数据没有较大的差距，在可以判断是变频器出现故障问题。如果实际测量的数据与显示数据相差的比较大，那么说明是检测电路出现故障问题。可以通过对检测电路中的各元件的阻值进行检测，和对电路中关键点的电压进行测量，这样确定检测电路中存在的故障问题，在进行维修处理的过程中，要保证检测电路基础电压的稳定性，如果稳定性无法得到保证那么可能就会出现错误诊断的情况，不能保证维修效果，还可能其他元件造成影响。

二、维修实例分析

1、故障1

（1）故障现象:一台CK6150数控车床配四方E380变频器，在执行M03S800指令时，主轴转速缓慢上升到200r/min左右时，转速再也升不上去了，变频器的频率从零上升到15Hz，然后下降到10Hz，再上升到15Hz又下降到10Hz，来回几次这样跳动，最后变频器跳过载报警停机，关闭电源重新起动主轴，故障依旧。

（2）故障原因分析与解决方法:变频器过载的原因有二：一是主轴负载过重，用手转动主轴感觉很轻松，并且主轴刚起动还没有进行切削，显然不是主轴负载过重引起的;二是变频器的电流检测电路故障误检测而报警，用钳形表测电动机的电流和变频器显示的电流进行对比，实测电流为13A，显示电流为13.2A，基本一致，电流检测电路没有故障。该机床的主轴电动机的功率为7.5KW，额定电流为11.4A，起动时测得电流为13A，显然电流过大，系统为保护逆变管跳过载报警停机。因为频率来回跳动，开始以为是变频器输出频率不稳定引起的故障，通过实测电流和显示电流对比排除不是变频器的故障。那为什么变频的频率来回跳动呢?原来是变频器检测到过电流时先采取降频措施来使电路的电流恢复正常，如果降频后，电流恢复正常再升频，升频后电流还是过大将再次降频，来回几次这样处理后，电路的电流没有恢复正常，变频器将跳过流或过载报警。变频器起动中，频率来回地从15Hz跳到10Hz，是因为变频器检测到过电流，采用降频处理企图使电流恢复正常。检查主轴电动机发现三相绕组电阻不平衡而导致电流过大，修理电动机后故障解除。电动机有故障会跳过流报警，有些变频器不区分过载和过流故障就跳过载故障，有些是区分过流和过载故障，在维修中要注意。

2、故障2

（1）故障现象:一台CK7150车床配艾默生E2000变频器，在运行中主轴的转速突然下降30%～50%，变频器没有任何报警，故障发生的频率由开始一天发生一次，到后来两三个小时发生一次，重新启动变频器又正常。

（2）故障原因分析与解决方法：如果变频器可以连续正常作业好几个小时，则说明其没有出现故障问题。如果在正常作业的过程中出现转速下降的情况，可能是由于电压下降导致的，可以在出现转速下降情况的过程中，对数控机床系统中的模拟电压值进行测量，如果其与主轴的转速一致，那么可能是受到其他因素的干扰而导致的，检查了电控柜中接地线、变频器连接电缆等没有发现什么问题，但发现电控柜中的温度比较高，是不是温度高使变频器主板某些芯片不能稳定工作而引起速度下降?检查发现电柜门上的散热空调的冷却风扇不转柜内热量散不出去导致了温度升高，修好电柜门上的空调保证电柜内的温度正常，主轴的转速突然下降的现象再也没有出现过了。

结语：数控机床变频器故障种类有很多，要根据故障发生时数控机床的实际情况做好故障的排查和诊断工作，并实现故障维修技术的合理应用，就可以对变频器进行维修处理工作，保证数控机床可以快速恢复作业，避免对机床其他部位造成影响。维修人员需要结合数控机床变频器故障的实际情况，采用针对性的维修措施，才能保证维修结果，为企业生产作业的正常开展提供保障。

参考文献：

[1]李守国.数控机床变频器故障诊断技术[J].电子技术与软件工程,2014(14):243.

[2]高浩国.数控车床变频器故障维修实例[J].制造技术与机床,2012(11):124-126.