一台安川4022 22KW变频器的修理过程
我公司拔丝车间有一台5吨天车卷扬电机是用一台安川4022型矢量型变频器调速。前些天该变频器出了故障不能使用。故障现象是上电之后，显示屏显示“UV”故障信号，“alarm”报警灯闪亮，冷却风扇转速较慢，而且过10秒钟左右显示屏就黑屏，什么动静都没了，过一会显示屏又会重新出现上述的情景，周而复始。
这是我修的第一台功率较大并且是矢量型的变频器，手里只有使用说明书，没有电路图感觉难度很大，心里没底，但反过来想凡是都有第一次，而且有工控网友的帮助支持，即使修不好也是一次学习和历练，所以虽然工作很忙，我还是凭着对该变频器修复的欲望和兴趣挤时间上网查资料或到车间实际测试。
开始我还是从“UV”故障信号所表示的意义查起，该说明书里说“UV”表示变频器直流主电压或控制电源电压低。上电后测试了变频器直流主电压为530V没问题，再测风扇24V及控制端子24V电压发现在0-16Ｖ之间呈周期性波动，所以我初步判断是变频器的开关电源工作不正常。
测量开关电源的供电电压为300V且稳定。当时并不知道确切的供电电压值，凭过去的经验和查阅咸老师写的博客，很像是开关电源某路负载有短路的因而形成开关电源间歇振荡，所以将开关电源板拆回，将负载电路电容全部测量一遍，并未发现有短路现象。又将开关电源板加300V直流电压，输出接一个24V风扇，发现输出电压仍然波动，风扇转速不够，带负载能力很差。究竟是不是开关电源本身的问题呢？当时还是不敢完全确定。一度修理找不到了思路。
经过一番冥思苦想之后，突然想到过去我曾修过一台西门子变频器的用3844调制的开关电源。该电源让我拆了个乱七八糟，开关管崩了，3844也烧了，最后也未修好，但我却熟悉了整个电路，了解了3844的工作特性，收获还是不小的。其中我记得3844的起振工作电源来自主直流电源电阻降压到第7脚，起振后由负载电路给7脚供电。3844本身起振临界条件，7脚电压要在16 V以上通，10V以下断的锁定门限。这台变频器的开关电源振荡也是用的3844，基本电路与西门子相似。这时我想能不能是开关电源的工作电压不够，恰巧在临界状态造成的呢？因为没有电路图不知道确切的直流供电电压，还是别怕费事到现场查看吧！
经现场查看后，发现开关电源的供电电源是接到V相IGBT管的集电极上，这时才恍然大悟，因为IGBT管的集电极是接到直流电源530V上，那么原来在测量开关电源的供电电压为300V肯定不是正常的。从车间回来后给开关电源板加530V电压做模拟试验，输出电压25V，风扇转速正常，说明开关电源板无故障，原来的判断有误。
开关电源板的故障嫌疑排除了，接下来要查找为什么IGBT管的集电极电压会是300V呢？原来最开始的时候，在变频器的直流 、— 极输出端子我曾测量过该电压是530V，是正常的呀！顺着电路查来，发现该变频器的直流回路里2个 100A的保险器全部熔断了，所以IGBT管的集电极上的电压是从两个串联的4700微法大电容的中间点通过二级管串过去的，经电容分压所以是300V左右，但是通过大电容导电，只能靠少量的充放电来维持，表现为虚电， 3844由于不能获得正常的工作电源而反复停振，造成开关电源的在低电压下的间歇工作，这样分析也可解释前面出现的那些故障现象。
将保险丝重新装好，上电原有的故障现象消失了，但显示屏又出现了新的故障代码“VCF”,而且在说明书上查不到该代码的说明，此时我咨询了安川代理北京卓越公司李晓菊工程师，她帮我查阅后告诉我，此代码的含义之一是变频器输出缺相。根据我说的现象，咸老师也指导我要重点检查功率模块。
后来我将该变频器全部分解，功率模块拆下。这是3个一组的输出功率模块，在对其各引脚分别进行电阻对比测试时，发现V相测试异常，将其打开，该故障终于露出了“庐山真面目”，上管下管都有崩过的痕迹。将其换上新的功率模块，重新组装上电，一切“OK”！
后来分析，此次故障极有可能是天车在工作时吊重超载，重物下滑，卷扬电机再生发电，造成大电流反送变频器，V相功率模块烧坏，而且电容电压会产生异常升高，由于2个快熔保险及时熔断才未造成电容击穿喷液的事故。所以从这点说来，变频器的保险器起到了减小事故的保护作用。
这次修理，由于缺乏经验加之变频器在开始的时候并未报“主熔断器熔断”，而是报了一个“控制电压降低”的故障码，因此在修理的初期走了弯路，险些误判是开关电源故障。这使我体会到，变频器的故障代码也不是一一对号入座的，也要具体情况具体分析，希望其他网友从中也能得到一些启发或帮助，我分析不对的地方也请多多赐教。
在此，向此次修理中帮助过我的李小菊工程师、咸老师表示感谢！我们的进步和成功中透射出你们真诚的帮助。也有你们的一份无私的奉献，一份功劳。
松江流水
2010年5月19日