這次不談宏觀的，抖點(diǎn)干貨，講一講怎樣維修ab700工程變頻器和偉肯vacon nxs/p系列工程變頻器。

為什么把這兩個(gè)品牌放在一起呢？因?yàn)閍b700h系列的大功率變頻器硬件，是vacon代工的，只不過(guò)控制軟件是ab自己的。Vacon偉肯屬于芬蘭品牌，現(xiàn)在屬于danfoss丹佛斯旗下品牌，但在大功率，特別是工程型變頻器方面的造詣，感覺(jué)vacon比丹佛斯要深厚得多。不過(guò)據(jù)我觀察，丹佛斯和偉肯品牌的通路，目前至少還沒(méi)完全打通。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：丹佛斯的代理商對(duì)vacon也是一知半解。Vacon在代工領(lǐng)域?qū)嵙κ俏阌怪靡傻模酆罂诒毡楹懿睿旱湫偷闹匾曔\(yùn)營(yíng)而輕售后生產(chǎn)商！

這可以說(shuō)是OEM廠商的頑疾，代工廠家和品牌商，界限很清楚，是不能逾越的，這點(diǎn)做品牌的都很清楚。生產(chǎn)商不能直接對(duì)接市場(chǎng)上的售后，服務(wù)隔著品牌這條鴻溝，想及時(shí)解決問(wèn)題，本來(lái)就不現(xiàn)實(shí)。但這并不代表產(chǎn)品沒(méi)技術(shù)含量，相反，要贏得一些頂級(jí)品牌商的代工單，沒(méi)有金剛鉆，是攬不了瓷器活的。

Vacon（偉肯）nxp 630kw（雙機(jī)并聯(lián)輸出型）工程變頻器圖片

一、什么是工程變頻器？

工程型變頻器，大抵指專用途徑的大功率驅(qū)動(dòng)器，不管是應(yīng)用普及性還是技術(shù)方案，可以理解為小規(guī)格的定制產(chǎn)品。首先是電壓！工業(yè)級(jí)電壓，使用較多的電壓規(guī)格，是ac380v/ac690v屬于低壓范疇。690v的大功率驅(qū)動(dòng)控制器件，應(yīng)該說(shuō)是低壓等級(jí)中的臨界點(diǎn)，更高電壓等級(jí)的高壓變頻器，技術(shù)難點(diǎn)在于電源移相轉(zhuǎn)化，軟件算法，驅(qū)動(dòng)控制這些方面，對(duì)驅(qū)動(dòng)的硬件原理，也是建立在這個(gè)電壓等級(jí)上，通過(guò)串聯(lián)完成的。

作為維修單位，這是兩個(gè)電壓等級(jí)，就需要有這個(gè)等級(jí)的電源供應(yīng)。好多的維修單位其實(shí)都沒(méi)有ac690v的直接供電，三相690v的供電都是采用變壓器升壓完成的。變壓器功率一般都不會(huì)很大，而工程變頻器大多數(shù)功率都比較大，我一般采用ac380v的電源維修ac690v的變頻器。這是完全可以的，也可以帶載（400v交流馬達(dá)）試機(jī)。只有在必要的時(shí)候，才采用升壓為ac690v的供電測(cè)試（一般是更換了模組之類的維修）。

注意的是，ac690v電壓供給變頻器，再想用ac400v異步電機(jī)試機(jī)，是不行的。（改輸出電壓試機(jī)，也不行）！強(qiáng)行試機(jī)，最后只能是燒馬達(dá)。為什么不行呢？因?yàn)榧虞dac690v電壓以后，母線電壓達(dá)950v以上，而變頻器的三相輸出的弦波，是建立在載波的基礎(chǔ)上，通過(guò)觸發(fā)IGBT完成的，PWM控制的脈沖只能改變脈寬，沒(méi)有調(diào)幅這種說(shuō)法，用低壓電機(jī)試高壓驅(qū)動(dòng)，無(wú)論是絕緣耐壓和參數(shù)指標(biāo)都是不吻合的。

Ab700h 690v315kw工程變頻器驅(qū)動(dòng)板

這次文中提到的板件，以vacon nxs315kw工程變頻器做講解的。供電等級(jí)不同，驅(qū)動(dòng)板件是有變化的。主要電路在驅(qū)動(dòng)互鎖、電源和取樣部分。Vacon OEM的產(chǎn)品，也大多采用這套組合，包括ab羅克韋爾700；科尼起重驅(qū)動(dòng)器；安利電源……等等。

vacon偉肯這套驅(qū)動(dòng)控制硬件，性能穩(wěn)定，響應(yīng)快，表象相當(dāng)?shù)膬?yōu)秀，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)太過(guò)繁雜，維修難度成本也大。一套組合板件大致有：光纖處理板（負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)/檢測(cè)/運(yùn)算），光纖驅(qū)動(dòng)電源板，IGBT檢測(cè)板，風(fēng)扇控制板（有直流和交流），i/o板和擴(kuò)展板件。功率方面，大功率的采用并聯(lián)輸出，這個(gè)類似ABB的多傳系列，輸出功率一個(gè)不夠就再并一個(gè)（笑）。

值得一提的是，vacon功率模組采用semikron的SKIIP系列IGBT模塊，彈簧壓接式接觸，電流檢出，溫度檢出都集成在模塊內(nèi)部，這給做維修服務(wù)帶來(lái)了一定的難度。我不知道這個(gè)組件是不是vacon公司的定制產(chǎn)品，但我維修一些歐美品牌真的沒(méi)有見(jiàn)過(guò)用這個(gè)模組的其他公司。這套模組實(shí)際表現(xiàn)很不錯(cuò)，幾百千瓦的變頻器，電流輸出的分辨率幾乎控制在1A之內(nèi)，精度絲毫不比霍爾韋尼等電流傳感器差，但問(wèn)題是這個(gè)運(yùn)算電路被設(shè)計(jì)在檢測(cè)板上，壞了很難維修，也很難校準(zhǔn)。而無(wú)法校準(zhǔn)對(duì)功率采用并聯(lián)輸出的變頻器來(lái)說(shuō)，是致命的隱患！

二．Vacon nxp工程變頻器硬件板件有哪些？

不管是ab羅克韋爾700h系列變頻器，還是vacon nxs/p系列變頻器，大抵由以下八個(gè)部分的板卡組成，板卡功能分別如下：

1：主控板（型號(hào)如761d）。

主控板是整個(gè)軟件運(yùn)算的核心單元，主要負(fù)責(zé)變頻器的固件算法處理，從系統(tǒng)監(jiān)控可以看得出，一般一臺(tái)設(shè)備會(huì)集成6——7個(gè)應(yīng)用方案。用戶根據(jù)不同的場(chǎng)合選擇適應(yīng)的程序，使調(diào)試應(yīng)用變得更簡(jiǎn)單。主控板還提供本地/遠(yuǎn)程起控，輔助板卡匹配，總線鏈路，反饋檢測(cè)等硬件接口。

Vacon nxp ac690v工程變頻器控制板和i/o板卡

2.光纖接口板（型號(hào)如728a）。

這個(gè)板件主要是負(fù)責(zé)將主控板的運(yùn)算數(shù)據(jù)以通訊的方式和信息處理板進(jìn)行溝通。注意單機(jī)或并聯(lián)控制（兩臺(tái)以上），光纖接口板的型號(hào)是不一樣的。并聯(lián)控制時(shí)，輔機(jī)的通訊也是由這張板分發(fā)出的。主機(jī)和輔機(jī)id是不同，但數(shù)據(jù)絕對(duì)同步，系統(tǒng)的監(jiān)控參數(shù)可以分別查看到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括U/V/W三相電流，負(fù)載比值，模組溫度系數(shù)。這張板的作用是，將控制板的信息轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，進(jìn)行隔離鏈接，杜絕出現(xiàn)故障關(guān)聯(lián)，增加可靠性。

3.數(shù)據(jù)處理板（型號(hào)如751d）。

不管是單機(jī)輸出還是并聯(lián)輸出，兩臺(tái)機(jī)都需要這張信號(hào)解碼板。信息處理方面，這張板負(fù)責(zé)將主控板的運(yùn)算指令，轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)信息，也要負(fù)責(zé)將驅(qū)動(dòng)部分的數(shù)字/模擬動(dòng)態(tài)信息運(yùn)算，功能綜合，作用很大。同時(shí)，這張板也控制了預(yù)充電電路板和風(fēng)機(jī)板，并得到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。驅(qū)動(dòng)方面，驅(qū)動(dòng)板橋臂觸發(fā)信要發(fā)出，這張板件的光纖插頭可以理解為光耦的初級(jí)，驅(qū)動(dòng)板上的光纖插座可以理解為光耦的次級(jí)。

Vacon nxp ac690v工程變頻器信號(hào)處理板

4.預(yù)充電控制板（ac690v電壓級(jí)，型號(hào)如862c）。

預(yù)充電板顧名思義，就是對(duì)變頻器上電后，對(duì)蓄能電容進(jìn)行預(yù)先充電。vacon的預(yù)充電板設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，三相大功率可控硅采用半橋控制，化繁為簡(jiǎn)，簡(jiǎn)單可靠。預(yù)充電板也對(duì)三相進(jìn)線電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，vacon這個(gè)品牌的變頻器有個(gè)監(jiān)測(cè)進(jìn)線電壓的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。以前cx系列是數(shù)字監(jiān)測(cè)，nxs采用動(dòng)態(tài)模擬監(jiān)測(cè)，默認(rèn)的功能是，進(jìn)線電壓有問(wèn)題，變頻器就不工作。

5.驅(qū)動(dòng)板（型號(hào)如787d）。

驅(qū)動(dòng)板是工程變頻器最重要的板件，如果把主控板+信號(hào)處理板比喻成變頻器的神經(jīng)中樞！那么，驅(qū)動(dòng)板就是負(fù)責(zé)讓想法變成現(xiàn)實(shí)的重要組件。Vacon nxs工程變頻器，電壓等級(jí)不同，設(shè)計(jì)和型號(hào)是不一樣的，ac690v驅(qū)動(dòng)板，還多了一組互鎖光耦，讓上下橋臂的邏輯控制更可靠。根據(jù)測(cè)繪的原理圖分析，這組互鎖電路，絕對(duì)可以杜絕上下橋臂之間誤觸發(fā)的。vacon驅(qū)動(dòng)板還是一個(gè)可靠的開(kāi)關(guān)電源，主要為驅(qū)動(dòng)，檢測(cè)，模/數(shù)電路提供合適的電壓。

Vacon驅(qū)動(dòng)板上的光纖，其實(shí)只是驅(qū)動(dòng)光耦的延伸，插接時(shí)，注意千萬(wàn)不能插錯(cuò)的，插錯(cuò)了就相當(dāng)于對(duì)調(diào)了一個(gè)驅(qū)動(dòng)光耦位置，變頻器一啟動(dòng)必定炸機(jī)！這張驅(qū)動(dòng)板上的所有檢測(cè)接口，和光纖無(wú)關(guān)，都是通過(guò)x3/x4/x5完成的。需要說(shuō)明的是，三個(gè)接口雖然一樣，但功能是有差別的，維修中注意不要插錯(cuò)。

6. 驅(qū)動(dòng)檢測(cè)板（型號(hào)如526h）。

驅(qū)動(dòng)檢測(cè)板是什么？就是IGBT組模上的那張板件。有兩個(gè)重要的功能：

（1）、將三相六橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳遞給功率模塊，小信號(hào)控制大電流高電壓的轉(zhuǎn)換；

（2）、運(yùn)算IGBT模組的電流和模塊溫度，得出一定比值。檢測(cè)板上還集成了兩路驅(qū)動(dòng)板故障監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)檢測(cè)到板件硬件有故障，就輸出數(shù)字報(bào)警信息。

Ab700h ac690v工程變頻器檢測(cè)板

7各種擴(kuò)展板卡（型號(hào)如optA1）。擴(kuò)展板是組合在主控板插槽上的板件，根據(jù)配置不同，分別對(duì)應(yīng)主板上的A/B/C/D/E插槽。除了標(biāo)配的i/o板、數(shù)字板、擴(kuò)展板等等，擴(kuò)展板卡還可以是編碼器反饋板，解析器反饋板，dp通訊板……等等，多達(dá)幾十種。這些板卡針對(duì)不同的用途設(shè)計(jì)，一般自帶數(shù)據(jù)，需要先匹配再使用。如果是維修代換，最好先將數(shù)據(jù)一致，萬(wàn)一出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突或丟失，變頻器開(kāi)機(jī)過(guò)不了自檢，就要重新刷固件，處理起來(lái)就比較麻煩。

8.風(fēng)機(jī)控制板（型號(hào)如pc00411f）。對(duì)于大功率工程變頻器，散熱通道非常重要。要帶走散熱翅片的熱量，就需要足夠的空氣流量，因此工程變頻器風(fēng)機(jī)，一般都是高轉(zhuǎn)速大流量，還要在比較惡的環(huán)境中長(zhǎng)年服役。別以為風(fēng)機(jī)噪音大，外觀丑，沒(méi)什么技術(shù)含量！工控風(fēng)機(jī)一臺(tái)等同于一臺(tái)空調(diào)的價(jià)格，全世界能做得好的也沒(méi)幾家。Vacon的工程風(fēng)機(jī)，分交流和直流兩種。直流型號(hào)如ebmpapst?D1G133-AB39-22等等。Ac的帶一個(gè)大變壓器，輸出交流2電壓。

Vacon變頻器的風(fēng)機(jī)控制板，不管是交流型還是直流型，控制方式都是一樣的。除了供電電源，輸出插口外，三條控制線功能如下：+15v/啟動(dòng)控制/故障檢出。Vacon nxs大功率工程變頻器風(fēng)機(jī)，一般采取左右串聯(lián)控制（當(dāng)然也可以單獨(dú)使用，單獨(dú)使用時(shí)需要把串口短接起來(lái)即可）。在維修測(cè)試時(shí)，有時(shí)需要加電仔細(xì)辨識(shí)電路板噪音，這時(shí)可以屏蔽風(fēng)機(jī)，或者修改風(fēng)機(jī)控制模式進(jìn)行，修復(fù)正常后，風(fēng)機(jī)必須投入工作。在全功率全速的狀態(tài)下，沒(méi)有風(fēng)機(jī)散熱，IGBT是熬不了多長(zhǎng)時(shí)間的。（當(dāng)然，風(fēng)機(jī)沒(méi)工作會(huì)報(bào)警，模塊溫度檢測(cè)也會(huì)報(bào)警）。

三、怎樣維修vacon nxs系列工程型變頻器？

Vacon nxp大功率變頻器自己測(cè)繪的圖紙

功能搞明白了，余下的就是實(shí)操，三步走下來(lái)基本可以判斷出故障點(diǎn)。

1. 光纖是很好的故障分割線：

實(shí)際維修中，大功率驅(qū)動(dòng)器電路，對(duì)響應(yīng)速度，邏輯關(guān)系，保護(hù)取樣節(jié)點(diǎn)，電源電壓穩(wěn)定，設(shè)計(jì)都有更高的要求。Vacon nxs大功率變頻器的硬件總體已經(jīng)非常完善，但略顯復(fù)雜。做一個(gè)橫向的比較：復(fù)雜化跟施耐德差不多，比abb復(fù)雜，比西門子也復(fù)雜。vacon變頻器雖然光纖用得多，大多都是作光電隔離傳輸用的，不是作為通訊信息用的。我們把光纖隔離的每個(gè)部分分開(kāi)來(lái)看：上電沒(méi)顯示，過(guò)不了自檢，插卡過(guò)溫，外部故障這些，肯定先檢測(cè)主控板部分；如果過(guò)流，短路，驅(qū)動(dòng)故障這些故障，肯定先檢測(cè)驅(qū)動(dòng)部分。

光纖控制鏈接變頻器有個(gè)好處，就是故障連帶的機(jī)率較低，且各個(gè)板件的功能比較明確。

2.先預(yù)判故障點(diǎn)。

不管多大功率的驅(qū)動(dòng)器，接受先別急著維修，花點(diǎn)時(shí)間先分析一下結(jié)構(gòu)，預(yù)判一下故障點(diǎn)。首先根據(jù)故障報(bào)警查看說(shuō)明書(shū)的故障指導(dǎo)，根據(jù)上面第一條，預(yù)判一下變頻器是哪一級(jí)出了問(wèn)題？是主控板問(wèn)題？還是驅(qū)動(dòng)功率部分的問(wèn)題？vacon工程變頻器的維修，根據(jù)光纖的分段就是：主板+板卡------信號(hào)處理板+充電板+風(fēng)機(jī)板------驅(qū)動(dòng)板+檢測(cè)板。據(jù)我自己現(xiàn)實(shí)維修中，vacon nxs大功率工程型變頻器，大部分都是功率部分出了問(wèn)題。有時(shí)，上面的分段方法也不是金科玉律，就需要進(jìn)行綜合分析。

說(shuō)一個(gè)實(shí)例：比如只要一起動(dòng)，變頻器就報(bào)警故障碼8（系統(tǒng)故障），通過(guò)查看子碼得知是S1！這個(gè)故障說(shuō)的就是電機(jī)電壓反饋錯(cuò)誤，實(shí)際的情況是：您把驅(qū)動(dòng)光纖全部拔下，啟動(dòng)時(shí)也同樣報(bào)的這個(gè)故障，這就需要判斷是驅(qū)動(dòng)板的問(wèn)題，還是信號(hào)處理板的問(wèn)題。代換當(dāng)然是最快速的，但除了代換，也可以找到三相電壓反饋點(diǎn)，用示波器監(jiān)測(cè)，然后進(jìn)行觸發(fā)，就可以快速的找出故障點(diǎn)。

Vacon nxp系列大功率變頻器整流控制電路圖

3.代換的注意事項(xiàng)。

電子電路的維修難點(diǎn)不就是找故障點(diǎn)嘛！ 找出了故障點(diǎn)，維修代換就變得簡(jiǎn)單了。但我還要給你潑一瓢冷水，首先你更換的是什么配件？是芯片還是功率模塊？上面說(shuō)過(guò)，Vacon nxs大功率工程變頻器，將電流傳感器集成在功率模塊里，不好測(cè)試，不好校準(zhǔn)取樣電路的平衡。關(guān)鍵的是：vacon大功率工程變頻器采用并聯(lián)輸出，單機(jī)兩IGBT個(gè)組模并聯(lián)，雙機(jī)的四個(gè)IGBT組模并聯(lián)，工作起來(lái)的理想狀態(tài)是，四路功率模塊輸出電流一樣。那一個(gè)模組不一樣，電流都會(huì)疊加在其它IGBT模塊上，高功率大動(dòng)態(tài)的時(shí)候容易出現(xiàn)炸機(jī)。所以更換件的檢測(cè)很重要，參數(shù)需要盡量保持一致。

在實(shí)際維修中，輸出接地，輸出短路，過(guò)電流的故障最多。很多同行的做法就是直接換功率組件，如果功率組件是全新，我當(dāng)然無(wú)話可說(shuō)。但買二手的你就得多長(zhǎng)過(guò)心眼了，裝機(jī)能啟動(dòng)不代表就OK了，所有采用并聯(lián)輸出的大功率變頻器，大電流上見(jiàn)分曉。這不止是vacon偉肯工程變頻器，包括施耐德，ab755系列變頻器，只要采用并聯(lián)輸出的，輸出平衡都是維修中的技術(shù)要點(diǎn)。

尾聲：以上是我對(duì)vacon工程變頻器的一些維修經(jīng)驗(yàn)，希望對(duì)同行用參考價(jià)值。當(dāng)然也不能以偏概全，經(jīng)驗(yàn)值的東西，我也在不停的借鑒別的技術(shù)大拿。更多的經(jīng)驗(yàn)值，就看大家的留言了！（注：以上以vacon偉肯工程變頻器板卡為載體談的看法，別的品牌，只要是vacon代工的硬件，電路都基本相同，但軟件是不一樣的。維修時(shí)不同的品牌，看對(duì)應(yīng)的用戶手冊(cè)，切勿張冠李戴！打個(gè)比方，同樣的是系統(tǒng)故障報(bào)警，vacon nxp系列列出的子代碼只有11項(xiàng)，而ab700h系列子代碼卻多達(dá)幾十項(xiàng)），但硬件通路是一樣的，檢測(cè)點(diǎn)也是一樣的。弄懂了硬件功能，才能做到有的放矢，更快的替客戶排除故障，同時(shí)也為自己技術(shù)加分。

我們探討一些品牌的硬件，歐美技術(shù)成熟，很多產(chǎn)品共性明顯，交叉點(diǎn)多。修大功率變頻器，工程變頻器，價(jià)值高，成本也高，風(fēng)險(xiǎn)自然也大。但技術(shù)的東西，無(wú)非就用技術(shù)去解決。不控制成本的維修，辛苦和風(fēng)險(xiǎn)都留給了自己，錢卻讓配件商賺了個(gè)嗨！芯片級(jí)維修的關(guān)鍵不但可以降低成本，同時(shí)還能縮短維修時(shí)間。

Vacon nxp 690v（250kw單機(jī)）大功率變頻器圖片
編輯：lyn