項(xiàng)目3：電源單元故障診斷與維修 (1)講解

1數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修淄博職業(yè)學(xué)院智能制造學(xué)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(bào)警代碼檢索4數(shù)控系統(tǒng)伺服控制類(lèi)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(lèi)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(shí)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(dú)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(dòng)器則沒(méi)有獨(dú)立的電源單元。電源單元的作用（1）強(qiáng)電輸入與整流（2）提供控制電源（3）安全保護(hù)αi系列伺服控制硬件配置5電源單元本體具備檢測(cè)回路，可以檢測(cè)器件本身以及外部電源回路的故障，并通過(guò)本體上數(shù)碼管狀態(tài)進(jìn)行顯示，對(duì)應(yīng)到數(shù)控裝置上顯示的報(bào)警。LED電源單元數(shù)碼顯示位置

電源單元上有一個(gè)雙位7段數(shù)碼顯示窗口，通過(guò)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(bào)警燈（紅色）。6電源單元數(shù)碼顯示作用在進(jìn)行故障判斷時(shí)除了觀察顯示器顯示的SV報(bào)警號(hào)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(shuō)的電源單元、伺服模塊本身具備檢測(cè)回路，很多故障是通過(guò)器件檢測(cè)回路檢測(cè)出來(lái)，并通知數(shù)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成SV開(kāi)頭的伺服報(bào)警，因此，可以說(shuō)有些故障數(shù)碼管的表述的更準(zhǔn)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(bào)警號(hào)“2”，查閱《B-65515_CMαi系列電機(jī)放大器維修說(shuō)明書(shū)》（后簡(jiǎn)稱(chēng)維修說(shuō)明書(shū)），維修說(shuō)明書(shū)提示的故障原因進(jìn)行檢測(cè)和排查。電源單元數(shù)碼管報(bào)警代碼資料檢索9任務(wù)實(shí)施電源單元LED數(shù)碼管顯示任務(wù)實(shí)施：1.電源單元數(shù)碼管顯示變化2.通過(guò)說(shuō)明書(shū)檢索SV434故障原因3.電源單元數(shù)碼管與數(shù)控系統(tǒng)報(bào)警顯示任務(wù)1電源單元故障排查電源單元上電時(shí)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(diǎn)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(cè)(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(duì)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(jī)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(cè)器I/F單元電源（DC24V）、控制單元的電源（DC24V）、分離型檢測(cè)器（量尺）電源上電。各模塊上電時(shí)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(cè)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(cè)器（量尺）電源切斷；3）機(jī)械整體的電源（AC輸入）。各模塊斷電時(shí)序關(guān)系17總電源電路分析數(shù)控機(jī)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(gè)內(nèi)部繼電器接口，當(dāng)系統(tǒng)上電放大器準(zhǔn)備就緒后，內(nèi)部繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)CX3導(dǎo)通，用于作為伺服上電的前提條件。只有在伺服準(zhǔn)備就緒后才能給伺服放大器提供AC200V動(dòng)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(shí)數(shù)控系統(tǒng)顯示畫(huà)面顯示“SV1067FSSB配置錯(cuò)誤（軟件）”、“SP1999主軸控制錯(cuò)誤”報(bào)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(wú)顯示，數(shù)控系統(tǒng)顯示伺服、主軸通訊報(bào)警，如果從數(shù)控系統(tǒng)顯示報(bào)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(cuò)誤2）所連接的放大器類(lèi)型與FSSB設(shè)定值存在差異CNC端SIC-LSI不良數(shù)控系統(tǒng)報(bào)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(rèn)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(kāi)關(guān)電源通過(guò)接口CXA2D提供24V直流電源，這時(shí)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(rèn)電源單元保險(xiǎn)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(lái)，檢查保險(xiǎn)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(rèn)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(rèn)LED顯示是否正常。如果LED點(diǎn)亮，說(shuō)明是外部故障；如果LED不亮，說(shuō)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(diǎn)，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(shí)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(bào)警。（2）故障排查

全軸報(bào)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(huì)出現(xiàn)報(bào)警。這時(shí)應(yīng)檢查提供24V直流電壓的開(kāi)關(guān)電源至電源單元CXA2D接口的整個(gè)鏈路的連接情況和電壓情況。（3）如果外部電源異常請(qǐng)更換，反之請(qǐng)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(shí)數(shù)控系統(tǒng)顯示“SV437轉(zhuǎn)換器輸入電路過(guò)電流”、“SP030轉(zhuǎn)換器輸入電路過(guò)電流”報(bào)警。（2）故障排查1）測(cè)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(cè)量電抗器繞組間阻值是否正常、平衡，并嘗試更換。4）以上沒(méi)有問(wèn)題，請(qǐng)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(shí)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?bào)警。（2）故障排查

1）斷電情況下，測(cè)量CX48與L1/L2/L3之間是否連接且相序是否一。

2）測(cè)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(rèn)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(rèn)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(shí)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(bào)警。（2）故障排查

1）確認(rèn)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(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)該故障時(shí)，請(qǐng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)輸入電源以及交流接觸器吸合狀態(tài)。DCLINK報(bào)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(shí)，數(shù)控系統(tǒng)也同時(shí)顯示伺服報(bào)警和主軸報(bào)警，數(shù)控系統(tǒng)顯示報(bào)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(bào)警全部指向風(fēng)扇故障。電源單元數(shù)碼顯示報(bào)警數(shù)控系統(tǒng)顯示報(bào)警2-控制電路部的冷卻風(fēng)扇停止SV443轉(zhuǎn)換器、冷卻風(fēng)扇停止A-外部冷卻散熱片的冷卻風(fēng)扇停止SV606轉(zhuǎn)換器、散熱器冷卻風(fēng)扇停止

風(fēng)扇電機(jī)有三根線，兩根是電源線，提供電機(jī)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；另外一根是風(fēng)