項目3：電源單元故障診斷與維修 (1)講解

1數(shù)控機床故障診斷與維修淄博職業(yè)學院智能制造學院趙仁瀚任務(wù)1電源單元LED數(shù)碼管顯示任務(wù)2電源單元故障排查任務(wù)1電源單元LED數(shù)碼管顯示電源單元作用電源單元數(shù)碼管顯示數(shù)碼管報警代碼檢索4數(shù)控系統(tǒng)伺服控制類型數(shù)控系統(tǒng)控制的伺服系列按照電源主回路輸入電壓高低分為三相400V高壓伺服和三相200V低壓伺服兩種類型，高壓和低壓伺服系列除了電源規(guī)格不同外，其余伺服控制原理與器件知識是相同的。數(shù)控系統(tǒng)伺服控制單元分為αi系列和βi系列，其中αi系列有獨立的電源單元，配置主軸模塊和伺服模塊。而βi系列伺服驅(qū)動器則沒有獨立的電源單元。電源單元的作用（1）強電輸入與整流（2）提供控制電源（3）安全保護αi系列伺服控制硬件配置5電源單元本體具備檢測回路，可以檢測器件本身以及外部電源回路的故障，并通過本體上數(shù)碼管狀態(tài)進行顯示，對應(yīng)到數(shù)控裝置上顯示的報警。LED電源單元數(shù)碼顯示位置

電源單元上有一個雙位7段數(shù)碼顯示窗口，通過字符加數(shù)字顯示電源單元的狀態(tài)，數(shù)碼管旁邊配有三盞LED指示燈，從上到下依次為控制電源燈（綠）\報警燈（紅色）。6電源單元數(shù)碼顯示作用在進行故障判斷時除了觀察顯示器顯示的SV報警號外，還要觀察電源單元、伺服模塊的數(shù)碼管顯示狀態(tài)，究其原因就是上面所說的電源單元、伺服模塊本身具備檢測回路，很多故障是通過器件檢測回路檢測出來，并通知數(shù)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成SV開頭的伺服報警，因此，可以說有些故障數(shù)碼管的表述的更準確更直接。7電源單元數(shù)碼顯示與狀態(tài)判斷8根據(jù)電源單元數(shù)碼管顯示報警號“2”，查閱《B-65515_CMαi系列電機放大器維修說明書》（后簡稱維修說明書），維修說明書提示的故障原因進行檢測和排查。電源單元數(shù)碼管報警代碼資料檢索9任務(wù)實施電源單元LED數(shù)碼管顯示任務(wù)實施：1.電源單元數(shù)碼管顯示變化2.通過說明書檢索SV434故障原因3.電源單元數(shù)碼管與數(shù)控系統(tǒng)報警顯示任務(wù)1電源單元故障排查電源單元上電時序電源單元供電電路分析電源單元故障排查11電源單元電源接口CXA2A跨接電纜+24VLED伺服或主軸放大器CXA2D控制電源+24VA12B+_3412電源單元電源接口依據(jù)電磁接觸器電壓選擇200V三相交流電132CX3MCC接口LED警示燈DCLINK直流300V（3）（1）CX3電磁接觸器線圈電磁接觸器觸點13電源單元電源接口24V(A1)24V(B1)0V(A2)0V(B2)MIFA(A3)BATL(B3)*ESP(A4)XMIFA(B4)(A1)24V(B1)24V(A2)0V(B2)0V(A3)MIFA(B3)BATL(A4)*ESP(B4)XMIFACX4放大器急停CXA2A

跨接電纜+24V*ESP132MCC（3）（1）CX314電源單元電源接口8CX37

重力軸斷電檢測(可有效防止重例軸下落）（A3）（A1）（B3）（B1）CX48電源監(jiān)控接口外部三相電接口需一一對應(yīng)312RST15數(shù)控系統(tǒng)電源接通、電源切斷順序（1）數(shù)控系統(tǒng)電源接通順序1）機械整體的電源上電（AC輸入）；2）伺服放大器控制電源上電（DC24V輸入）；3）I/OLinki上所連接的從控I/O設(shè)備、分離型檢測器I/F單元電源（DC24V）、控制單元的電源（DC24V）、分離型檢測器（量尺）電源上電。各模塊上電時序關(guān)系16數(shù)控系統(tǒng)電源接通、電源切斷順序（2）數(shù)控系統(tǒng)電源切斷1）I/OLinki上所連接的從控I/O設(shè)備、分離型檢測器I/F單元的電源（DC24V）、控制單元電源（DC24V）切斷；2）伺服放大器控制電源（DC24V）、分離型檢測器（量尺）電源切斷；3）機械整體的電源（AC輸入）。各模塊斷電時序關(guān)系17總電源電路分析數(shù)控機床總電源電路18伺服主電源電路分析伺服主電源電路電源單元三相交流電輸入電路19電源單元三相交流電輸入電路分析20系統(tǒng)24V直流電源電路分析系統(tǒng)24V直流電源電路21CX3（MCC）電路分析（1）CX3接口

CX3（MCC）接口是電源單元或一體化放大器上一個內(nèi)部繼電器接口，當系統(tǒng)上電放大器準備就緒后，內(nèi)部繼電器常開觸點CX3導通，用于作為伺服上電的前提條件。只有在伺服準備就緒后才能給伺服放大器提供AC200V動力電源。（2）MCC管腳MCC管腳22CX3（MCC）電路分析（3）MCC電路MCC控制電路23CX4（ESP）電路分析（1）CX4管腳CX4管腳24CX4（ESP）電路分析（2）急停電路急?？刂齐娐?5CX4（ESP）電路分析（3）CX4電路CX4電路26電源單元狀態(tài)顯示LED指示燈未亮故障排查（1）故障現(xiàn)象數(shù)控系統(tǒng)上電后，電源單元狀態(tài)顯示LED指示燈未亮，同時數(shù)控系統(tǒng)顯示畫面顯示“SV1067FSSB配置錯誤（軟件）”、“SP1999主軸控制錯誤”報警27電源單元狀態(tài)顯示LED指示燈未亮故障排查（2）故障排查根據(jù)電源單元數(shù)碼無顯示，數(shù)控系統(tǒng)顯示伺服、主軸通訊報警，如果從數(shù)控系統(tǒng)顯示報警分析，涉及故障原因很多，但從電源單元數(shù)碼管不亮角度看，通訊故障為電源故障產(chǎn)生的。電源單元數(shù)碼管不亮SV1067SP19871）尚未接通控制電源2）控制電源電路不良1）發(fā)生了FSSB配置錯誤2）所連接的放大器類型與FSSB設(shè)定值存在差異CNC端SIC-LSI不良數(shù)控系統(tǒng)報警、電源單元數(shù)碼管不亮故障可能原因28電源單元狀態(tài)顯示LED指示燈未亮故障排查1）確認電源單元控制電源狀態(tài)。αi-B系列伺服控制單元電源單元由外部開關(guān)電源通過接口CXA2D提供24V直流電源，這時應(yīng)該檢查CXA2D插頭輸入電壓大小及電壓極性。CXA2D管腳圖29電源單元狀態(tài)顯示LED指示燈未亮故障排查2）確認電源單元保險狀態(tài)。

按照電源單元側(cè)板上下鎖扣，將線路板從電源單元罩殼中抽出來，檢查保險FU1的通斷狀態(tài)。電源側(cè)板30電源單元狀態(tài)顯示LED指示燈未亮故障排查3）確認是否為電源單元外圍器件連線短路故障還是器件本體電源回路故障。拆卸電源單元所有外部連線，只保留CXA2D的24VDC電源連線,確認LED顯示是否正常。如果LED點亮，說明是外部故障；如果LED不亮，說明是電源單元本身的故障。電源單元排除法接線示意圖如圖所示。4）如果為外部故障，再分別插接拆卸電纜判斷短路點，如果為內(nèi)部短路，則更換電源單元。電源單元排除法接線示意圖31電源單元狀態(tài)顯示LED指示為“6”故障排查（1）故障現(xiàn)象

電源單元狀態(tài)顯示LED指示為“6”，故障原因指向控制電源電壓下降，同時數(shù)控系統(tǒng)顯示“SV432轉(zhuǎn)換器控制電流低電壓”、“SP9111轉(zhuǎn)換器控制電流低電壓”報警。（2）故障排查

全軸報警，首先檢查電源單元，正常情況下電源單元控制電源電壓值應(yīng)≥22.8V，低于該值就會出現(xiàn)報警。這時應(yīng)檢查提供24V直流電壓的開關(guān)電源至電源單元CXA2D接口的整個鏈路的連接情況和電壓情況。（3）如果外部電源異常請更換，反之請更換電源單元。32電源單元狀態(tài)顯示LED指示為“1”故障排查（1）故障現(xiàn)象

電源單元狀態(tài)顯示LED指示為“1”，故障原因指向主電路電源模件(IPM)出現(xiàn)異常，同時數(shù)控系統(tǒng)顯示“SV437轉(zhuǎn)換器輸入電路過電流”、“SP030轉(zhuǎn)換器輸入電路過電流”報警。（2）故障排查1）測量交流接觸器前端三相交流電壓是否在正常范圍，三相間是否平衡。2）檢查交流接觸器是否良好，并嘗試更換。3）測量電抗器繞組間阻值是否正常、平衡，并嘗試更換。4）以上沒有問題，請更換電源單元模塊。電源單元狀態(tài)顯示LED指示為“5”故障排查（1）故障現(xiàn)象

電源單元狀態(tài)顯示LED指示為“5”，故障原因指向DC鏈路短路、充電電流限制電阻故障，同時數(shù)控系統(tǒng)顯示“SV442轉(zhuǎn)換器DC鏈路充電異?！?、“SP9033轉(zhuǎn)換器DC鏈路充電異?！眻缶?。（2）故障排查

1）斷電情況下，測量CX48與L1/L2/L3之間是否連接且相序是否一。

2）測量交流接觸器前端電壓是否正常。

3）檢查交流接觸器線圈回路是否存在除CX3之外的觸電，并確認其狀態(tài)

4）嘗試更換電源單元

5）如以上仍未解決故障，則嘗試判斷是否為直流母線回路短路引起的，確認連接的伺服或主軸單元是否良好。3334電源單元狀態(tài)顯示LED指示為“5”故障排查CX48管腳示意圖35電源單元狀態(tài)顯示LED指示為“4”故障排查（1）故障現(xiàn)象電源單元狀態(tài)顯示LED指示為“4”，故障原因指向主電路電源切斷，同時數(shù)控系統(tǒng)顯示“SV433轉(zhuǎn)換器DC鏈路部低電壓”、“SP9051轉(zhuǎn)換器DC鏈路部低電壓”報警。（2）故障排查

1）確認三相交流輸入電壓以及接觸器線圈控制回路是否正常正常。

2）嘗試更換電源單元。

3）如果在運動中出現(xiàn)該故障時，請動態(tài)監(jiān)測輸入電源以及交流接觸器吸合狀態(tài)。DCLINK報警數(shù)碼管顯示36電源單元狀態(tài)顯示LED指示為“2/A”故障排查（1）故障現(xiàn)象

電源單元狀態(tài)顯示LED指示為“2/A”時，數(shù)控系統(tǒng)也同時顯示伺服報警和主軸報警，數(shù)控系統(tǒng)顯示報警如表所示，從故障描述可以看出，電源單元數(shù)碼指示、主軸、伺服報警全部指向風扇故障。電源單元數(shù)碼顯示報警數(shù)控系統(tǒng)顯示報警2-控制電路部的冷卻風扇停止SV443轉(zhuǎn)換器、冷卻風扇停止A-外部冷卻散熱片的冷卻風扇停止SV606轉(zhuǎn)換器、散熱器冷卻風扇停止

風扇電機有三根線，兩根是電源線，提供電機旋轉(zhuǎn)動力；另外一根是風