Fehlersuche bei Frequenzumrichtern

Fehlersuche bei Frequenzumrichtern

Fehlersuche bei Frequenzumrichtern

In der Serviceabteilung eines Herstellers von Frequenzumrichtern kommt es häufig zu folgendem Szenario: Ein frustrierter Benutzer ruft an, weil er glaubt, dass ein Gerät defekt ist. Als der Techniker beginnt, nach Informationen zu suchen, kocht die Frustration des Benutzers über, oft mit einem Ausruf nach dem Motto "Was für ein Schrott!" Während der Servicetechniker die entsprechenden Fragen stellt, erzählt der verärgerte Benutzer die Details eines Frequenzumrichters, der ständig einen Fehler auslöst, bis der Benutzer am Ende seiner Kräfte ist und nicht mehr weiter weiß.

Moderne Umrichter sind ein Wunderwerk der Technik und können für diejenigen, die mit der Leistungselektronik nicht vertraut sind, oft etwas einschüchternd wirken. Vor diesem Hintergrund wollen wir die Faktoren untersuchen, die zu einer fehlerhaften Leistung eines Frequenzumrichters beitragen können, wobei wir davon ausgehen, dass der Frequenzumrichter den Motor immer noch richtig dreht.

Bei der Fehlersuche an Frequenzumrichtern ist zunächst eine gründliche Sichtprüfung vorzunehmen; der Frequenzumrichter ist von Schmutz, Staub und Korrosion zu reinigen; alle Kabelanschlüsse sind auf festen Sitz zu prüfen; die in den Frequenzumrichter einfließenden Netzspannungen und -ströme sind zu überprüfen; der Ausgang des Frequenzumrichters ist auf Spannung und Strom zu prüfen.

Wenn wir interne Probleme mit dem Frequenzumrichter ausschließen, was kann sonst noch dazu führen, dass ein Frequenzumrichter schlecht läuft?

Denken Sie daran, dass ein Frequenzumrichter ein empfindliches elektronisches Gerät ist. Im Gegensatz zu Geräten, die über das Stromnetz betrieben werden, ist er nicht dafür ausgelegt, die maximale Leistung an die Last abzugeben, bis der Motor oder das System zusammenbricht. Der Frequenzumrichter reagiert auf Schwankungen in den Systembedingungen und fällt schließlich bei einer Fehleranzeige ab, je nachdem, welcher Teil des Systems eine Störung aufweist.

Wie kann man also ein solches Problem mit einem Frequenzumrichter diagnostizieren?
Der beste Weg, um mit der Suche nach Problemen im System zu beginnen, ist ein systemweiter Ansatz. Das klingt ein wenig simpel, aber sehen wir uns den Ansatz an. Beginnen Sie bei der Diagnose von Fehlerauslösungen in einem Frequenzumrichtersystem mit einem grundlegenden Überblick über die vorbeugende Wartung. Es ist wichtig, die Schritte eines guten Wartungsplans festzulegen. Diese Schritte sind wie folgt:

1. Überprüfen Sie das System durch eine gute Sichtprüfung.

Achten Sie auf fließendes oder tropfendes Wasser, hohe Luftfeuchtigkeit, extreme Temperaturen, übermäßige Verschmutzung oder Verunreinigungen und ätzende Stoffe in der Nähe oder unter dem Gerät.

Hier eine gute Faustregel: Wenn Sie einen Fernseher aufgrund der physischen Umgebung nicht in der Nähe des Frequenzumrichters aufstellen würden, dann könnte der Frequenzumrichter Probleme haben. Wenn der Frequenzumrichter nicht über ein abgedichtetes Gehäuse verfügt, das für raue Umgebungsbedingungen geeignet ist, muss die Baugruppe des Frequenzumrichters sorgfältig geschützt werden.

2. Reinigen Sie den Frequenzumrichter von Schmutz, Staub und Korrosion.

Je nach Umgebung kann es zu erheblichen Problemen mit Verunreinigungen kommen. Der Frequenzumrichter sollte relativ sauber sein. Achten Sie darauf, dass sich keine größeren Schmutzmengen auf dem Kühlkörper des Frequenzumrichters ablagern. Dies kann eine ausreichende Kühlung der Halbleiter des Frequenzumrichters verhindern, die Kühlgebläse beschädigen und Übertemperaturprobleme verursachen.

3. Alle Kabelverbindungen auf festen Sitz prüfen.

Lose Verbindungen in der Verkabelung des Frequenzumrichters mit der Eingangsleistung und dem Motor sind eine der Hauptursachen für Ausfälle des Frequenzumrichters. Da der Frequenzumrichter tagein, tagaus arbeitet, kann der ständige Zyklus von Temperaturanstieg und anschließender Abkühlung dazu führen, dass sich die Verbindungen mit der Zeit lockern.

Je nach Hersteller des Geräts kann der verwendete Draht aus Gründen der Flexibilität stark verseilt sein. Diese Art von Draht ist unter Umständen nur schwer dicht zu halten. Lose Verbindungen können zu Überstromauslösungen beitragen, IGBTs zerstören, den Ausfall von Eingangsgleichrichtern verursachen und Klemmen an Schützen und Schaltern verbrennen.

4. Prüfen Sie die in den Frequenzumrichter einfließenden Netzspannungen und -ströme.

Diese Spannungen sollten innerhalb von fünf Prozent ausgeglichen sein. Eine unsymmetrische Netzspannung kann erhebliche Probleme verursachen. Prüfen Sie als nächstes den am Eingang des Frequenzumrichters ankommenden Strom.
Die Stromstärken können sich von Phase zu Phase etwas stärker unterscheiden, ohne dass dies zu großen Problemen führt, aber es besteht die Möglichkeit, dass eine Leitung komplett ausfällt. Denken Sie daran, dass die meisten heutigen Frequenzumrichter den Motor auch dann noch betreiben können, wenn eine Phase des eingehenden Stroms fehlt.

5. Prüfen Sie den Ausgang des Frequenzumrichters auf Spannung und Strom.

Der Frequenzumrichter erzeugt die Wellenform, die an den Motor weitergeleitet wird. Bei den meisten Frequenzumrichtern sollte die Spannung aus dem Umrichterteil innerhalb von ein paar Volt ausgeglichen sein und der Strom sollte ebenfalls ausgeglichen sein. Größere Abweichungen lassen den Motor heftig rütteln und können zu Motorproblemen führen.
Dies sind die ersten grundlegenden Schritte zur Ermittlung des Problems bei einem bestimmten Frequenzumrichter. Dieser Prozess sollte in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden. Wenn diese Verfahren befolgt werden, können die meisten Probleme beseitigt werden und der Frequenzumrichter sollte viele Jahre lang störungsfrei arbeiten.

Moderne Frequenzumrichter sind erstaunlich zuverlässig. Dank der Fortschritte in der Halbleitertechnologie und der verbesserten Leistung der Buskondensatoren sind viele der Probleme, die die Hersteller von Frequenzumrichtern früher geplagt haben, so gut wie verschwunden. Alle großen Frequenzumrichterhersteller bauen relativ robuste und zuverlässige Frequenzumrichter. Es treten nur wenige interne Ausfälle auf. Probleme außerhalb des Frequenzumrichters tragen jetzt zu einer großen Anzahl von Frequenzumrichterausfällen bei und sind eine Hauptursache für störende Auslösungen.