Коды ошибок частотного преобразователя Веспер

Даже очень надежное оборудование, такое как преобразователи частоты Веспер, может выйти из строя ввиду избыточных нагрузок, при нарушении регламентных условий эксплуатации, по другим причинам. С установлением характера неисправностей частотников поможет комплексная система диагностики, оценивающая текущее состояние электрического привода.

В предлагаемой статье приведен анализ кодов ошибок частотных преобразователей Vesper, с разделением диагностических сообщений на группы, в зависимости от особенностей проблем.

О глубинной архитектуре диагностической системы

Функционал частотных преобразователей Веспер включает многоуровневую систему диагностики. Элементы самодиагностики встроены не только в микропроцессорное ядро, но и распределены между драйверами модулей, цепями обратной связи тока и напряжения, схемам интерфейса гальванической развязки.

С учетом принадлежности ошибок, предусмотрено деление кодов по следующим группам:

• аппаратно-критической – фиксация на уровне драйверов, перед поступлением в центральный процессор, при времени исчисления в микросекундах;
• системно-алгоритмической – просчитывает процессорное ядро, с учетом математической модели ядра;
• периферийно-интерфейсной – возможна генерация, если утеряна связь с интерфейсом оператора, энкодером или в производственной шине.

Важно учитывать разделение ошибок, исходя из приведенной классификации, поскольку один и тот же код, указывающий на перегрузку либо иные проблемы, бывает связан с насыщением сердечника, физическим замыканием шунта, другими причинами.

Как фиксируется код ошибки?

Коды ошибок любого частотного преобразователя Веспер (типов Err, AL, FL) не только указывают на определенное событие, но и сохраняют данные о времени возникновения проблемы, с фиксацией следующей информации:

• кода аварийной ситуации;
• процентного отношения тока на двигателе к номинальной величине на момент остановки;
• напряжения на звене постоянного тока;
• битовой маски (состояния) дискретных входов;
• наработки частотника в секундах.

Данные сохраняются в энергонезависимой памяти, что исключает утрату информации при проблемах с питанием.

По результатам анализа сохраненного сообщения (особенно в случае сбоя OC или SC), можно установить первичные причины неисправности – пробой изоляционной оболочки провода, вызвавшей повреждение транзистора, либо обратная ситуация, когда возник сквозной ток вследствие электромагнитной наводки.

Например, в модели Е5-8600-010Н реализована технология расширенного «слепка аварии», существенно облегчающей диагностику.

Классификация проблем по конструктивным элементам

Предусмотрена классификация ошибок, в зависимости узла, в котором зафиксирована проблема. Стоит подробнее изучить это распределение.

Силовой блок (IGBT, драйвер, DC-Link), с кодами семейства SC, OC, Uu, GFF

Принцип организации защиты силовых ключей основан на измерении насыщения на переходе между коллектором и эмиттером. При лавинообразном увеличении тока на IGBT до трехкратного превышения номинала, отмечается резкий скачок напряжения на коллекторе, с мгновенным отключением нагрузки опторазвязанным драйвером и выставкой флага аварии.

Важно учитывать, что система выдает код OC, когда измеренный ток RMS в фазе превысил порог в течение 2 – 3 периодов ШИМ, тогда как SC – это фиксация насыщения ключа быстрее, чем за один период несущей частоты (обычно от 4 до 10 кГц).

Код ОС D указывает на перегрузку в цепи динамического торможения.

Подробные объяснения отображены в таблице:

В преобразователях Веспер (серии EI, E2, E5, а также более новые) возможен код LU, который расшифровывается как «Пониженное напряжение силовой цепи».

Частотник может фиксировать ошибку SC при подключении исправного прибора к мощному трансформатору без предварительного заряда. Драйвер оценивает превышение по току как пробой. Для предупреждения проблемы нужно установить реактор на входе или последовательный резистивный предзаряд.

Ошибки OU вызваны тем, что при торможении двигатель превращается в генератор, с возвратом энергии в блок постоянного тока. При отсутствии тормозного реактора или значительной величине сопротивления, напряжение на конденсаторах достигает критического уровня.

В некоторых моделях Веспер ошибка Ou может ложно срабатывать, если длина кабеля подключения двигателя превышает 50 м, при отсутствии выходного дросселя. Это обусловлено эффектом отраженной волны, вызывающей паразитные выбросы напряжения, шунтируемые на DC-шину, с вызовом триггерного скачка. Осциллограф вместо плавного роста показывает узкие всплески с амплитудой до тысячи вольт.

Решить проблему можно регулированием характеристики АVR или программными настройками для игнорирования кратковременных выбросов.

На дисплеях преобразователей Веспер (особенно серий EI-7000, E2-8300, E5-8600) сообщение STP1 занимает особое положение. Технически это не код ошибки, а индикация состояния «Останов по нулевому заданию». Однако в практике эксплуатации именно STP1 вызывает наибольшее количество звонков в сервисные службы с формулировкой «привод не запускается, горит ошибка STP1». Путаница возникает из-за того, что индикатор не мигает зеленым «Готов», а высвечивает четырехсимвольный код, похожий на аварию.

Также может поступать сообщение STP0 — это штатное, предусмотренное проектировщиком системы состояние, в котором привод принудительно удерживается в «нуле» внешним сигналом.

Для системы частотника с двигателем

Коды Err-04, Err-05, PF, OL связаны с математической идентификацией характеристик. Принцип выявления ошибок основан на индуктивности и магнитном потоке.

Возможна фиксация следующих кодов:

• OL – тепловая защита мотора (при коде OL1 или OL2) построена не на простом квадрате тока по времени, а на адаптивной модели с отрицательной обратной связью от оборотов приводного вала; поэтому при ручном вводе номинального тока без корректировки класса изоляции и типа охлаждения можно вызвать ложное отключение по этой ошибке;
• PF – указывает на потерю или обрыв выходной фазы; диагностика основана на методе симметричных составляющих, когда ротор продолжает вращаться в поле двух оставшихся фаз;
• ошибки сенсорики, цепей управления; GF свидетельствует об утечке на землю, Err-12 – о проблемах с энергонезависимой памятью.

На частотниках насосных станций при одновременном управлении приводами 8 или более насосов возможно возникновение следующих ошибок:

• LOP – потери давления, в том числе при сухом ходе;
• SLE – конфликт ведущего устройства при каскадном подключении частотных преобразователей;
• BUS – малое значение интервала для зашумленной линии.

Характерный пример для модели E2-8300 – ошибка E S, указывающая на системный сбой ядра или «черный экран» конфигурации.

Анализ диагностических сообщений поможет определить причины проблемы.

Методы комбинаторной диагностики

Профессиональная диагностика частотных преобразователей Веспер предполагает комплексный анализ сообщений. По одиночному коду сложно сделать обоснованный вывод о характере неисправности, поскольку это нередко является следствием поломки.

Ситуация может развиваться следующим образом:

• срабатывание OU вместе с ОС3 – при попытке быстрой остановки лопасти вентилятора разгоняет ветер, что вызывает резкое увеличение энергии рекуперации; при пробое резистора или отключении автоматом, возможно повреждение изоляции или замыкание выходного транзистора через обратный диод; при диагностике нужно убедиться в исправности тормозного резистора, с последующей настройкой плавного замедления;
• коды UU (низкое напряжение) и GF (утечка) – вызвано замыканием дорожек на микросхеме при эксплуатации оборудования во влажной среде; электрический шкаф нужно просушить промышленным феном, не превышая температуру нагрева более 60 градусов, чтобы исключить деформирование основания схемы.

Знание причин этих сочетаний упростит устранение неисправностей.

Инструменты для диагностики

Сброс диагностических сообщений можно выполнить с помощью таких инструментов:

• регистратора переходных процессов – удобен при «плавающих» ошибках с кратковременными коммутационными провалами в синусоиде;
• измерителя сопротивления изоляции с рабочим напряжением до 1 кВ;
• программатора-анализатора шины САN или Mosbus.

При диагностировании важно внимательно изучить перечень кодов, которые содержит инструкция по эксплуатации оборудования от производителя.

Как сбросить ошибку?

Если, диагностируя преобразователь частоты Веспер, пользователь выявил ошибку, сбросить диагностическое сообщение можно следующими способами:

• фронтом дискретного входа;
• кнопкой сброса и отключения на панели;
• записью «0» в регистре команды управления по Modbus.

При обслуживании оборудования не стоит непрерывно сбрасывать ошибку без выявления причины проблемы. Функционал частотников позволяет настроить автоматический повторный запуск по ограниченному числу включений через установленный системой интервал. Но чрезмерно частое срабатывание этой модели грозит перегревом устройства, вызванным пусковой перегрузкой.

Важно учитывать такие условия:

• для ошибок с кодами SC (иногда отображается как 5С) – только с запуском вручную после полной остановки приводного механизма;
• при отказах класса OU или UU – не более пяти попыток с паузой от десяти секунд.

Нарушение этих условий может привести к выходу оборудования из строя.

Сигналы панельных индикаторов

В моделях Веспер без дисплеев предусмотрены световые индикаторы, по характеру мигания светодиодов которых можно определить характер неисправности. Применяемые сигналы указаны в таблице:

Последняя позиция из перечисленных интересна тем, что в преобразователях Веспер отсутствует прямой детектор чередования входных фаз, а проблема выявляется по пульсациям выпрямленной нагрузки при частоте 300 Гц. Если одна входная фаза оборвана, частота пульсаций составляет 100 Гц при вдвое большей амплитуде. На основании этих условий автоматика делает вывод о характере проблемы.

Заключение

В ранних моделях Веспер количество кодов ошибок составляло не более 18. Но последующее развитие линеек бренда вызвало увеличение числа этих сообщений до 85, с группировкой по кластерам. На следующем этапе совершенствования самодиагностики производитель планирует вводить коды с приставкой «А», при срабатывании которых привод остается под напряжением, но пользователь получает сигнал о возможных неисправностях, угрожающих безопасной работе приводного механизма.

Знание принципов срабатывания и значения кодировок необходимо для точной оценки состояния оборудования. Дополнительную информацию о характере ошибок можно получить в результате внимательного изучения технической документации, сопровождающей прибор от производителя.