<sup>OC故障信號(hào)的來(lái)源和實(shí)質(zhì)

   本文深入論證一下OC信號(hào)的來(lái)源和實(shí)質(zhì)，進(jìn)而拓展我們的檢修思路。
OC故障在變頻器的所有故障中出現(xiàn)的頻率，是最高的。在起動(dòng)過(guò)程中報(bào)警，在運(yùn)行中報(bào)警，以至于上電即警示，還甚至以其它故障代碼或現(xiàn)象間接地告知你：該臺(tái)變頻器存在OC類的故障！
在變頻器說(shuō)明書(shū)中對(duì)OC故障的說(shuō)明，OC：過(guò)流故障；SC：短路故障。英威騰變頻器，會(huì)區(qū)別報(bào)出兩個(gè)故障，而其它變頻器，并不加以區(qū)別,則只報(bào)出一個(gè)OC故障。OL1、OL2、OC都屬于過(guò)流故障，前二者為輕度過(guò)流信號(hào)，但OC為重度過(guò)流信號(hào)，故障發(fā)生時(shí)需要最快的保護(hù)速度。說(shuō)明書(shū)中，對(duì)OC故障大致有以下幾種解釋：負(fù)載側(cè)短路，運(yùn)行電流大于兩倍以上時(shí)跳OC故障。有的變頻器不報(bào)OC故障，報(bào)出中文提示：變頻器輸出模塊短路，變頻器輸出端短路，變頻器過(guò)電流等。變頻器OC故障的具體故障原因是：1、負(fù)載過(guò)重；2、加、減速時(shí)間太短；3、逆變模塊損壞；4、驅(qū)動(dòng)電路損壞等。
有的變頻器并不告知你故障的類別，當(dāng)有OC故障存在，開(kāi)機(jī)會(huì)造成更大的危險(xiǎn)時(shí)，則索性造成類似程序死機(jī)的表面現(xiàn)象，如英威騰的P9/G9系列機(jī)，當(dāng)開(kāi)機(jī)檢測(cè)到模塊故障時(shí)，操作面板便出現(xiàn)H：00字符，所有按鍵操作均被拒絕。不明內(nèi)里的人會(huì)以為：程序死機(jī)了，是CPU主板出了問(wèn)題。
還有的變頻器則更為有趣，當(dāng)別的故障原因（如過(guò)電壓）會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行中的模塊損壞時(shí)，或者說(shuō)在此故障狀態(tài)下模塊運(yùn)行具有潛在的危險(xiǎn)時(shí)，即在停機(jī)狀態(tài)，也會(huì)警示OC故障。如阿爾法ALPHA2000型機(jī)器，當(dāng)直流回路電壓檢測(cè)電路損壞，CPU檢測(cè)到危險(xiǎn)的（高）電源電壓信號(hào)時(shí)，好像來(lái)不及報(bào)過(guò)電壓故障了，直接報(bào)OC故障得了，免得使用者對(duì)電源電壓過(guò)高的提示不在意，或者運(yùn)行即可導(dǎo)致逆變模塊損壞！
一臺(tái)臺(tái)安N2型小功率機(jī)型，上電即跳UL或UU故障，拒絕操作。檢查三相電流互感器的信號(hào)，三路信號(hào)有嚴(yán)重偏差，起碼是已經(jīng)壞掉了兩只。但查該說(shuō)明書(shū)的故障代碼表，無(wú)此兩種故障代碼，猜測(cè)這種代碼是廠方維修人員才能破解的密碼，不足為外人道的。是否也為間接地提示OC故障呢？
變頻器電路（程序）設(shè)計(jì)者的初衷是這樣的：當(dāng)上電檢測(cè)模塊已壞掉，或運(yùn)行中出現(xiàn)危及模塊安全的因素甚至模塊已損壞時(shí)，會(huì)及時(shí)報(bào)出OC故障。其起因大致是負(fù)載側(cè)短路或過(guò)重負(fù)載導(dǎo)致了嚴(yán)重過(guò)電流，或變頻器因驅(qū)動(dòng)不良或模塊本身?yè)p壞造成了過(guò)電流甚至短路現(xiàn)象，必須快速實(shí)施停護(hù)保護(hù)措施！
綜上所述，OC故障預(yù)警的實(shí)質(zhì)是：快速停機(jī)保護(hù)模塊，或運(yùn)行有短路危險(xiǎn)，或模塊已經(jīng)壞掉！不允許再開(kāi)機(jī)運(yùn)行。從保護(hù)上講，模塊在變頻器的“價(jià)值比重”如同顯像管、液晶屏在彩電中的價(jià)值，是不言而喻的；就產(chǎn)生OC故障后強(qiáng)制運(yùn)行的危險(xiǎn)性而言，輕者有可能損壞模塊，重者則有可能使設(shè)備爆炸造成嚴(yán)重的人身傷害！所以設(shè)計(jì)人員對(duì)模塊故障不能不做第一位的考慮！

撇開(kāi)檢測(cè)電路損壞誤報(bào)的OC故障不說(shuō)，還有的變頻器無(wú)“故障”，僅僅是電源電壓有稍許難以意料的偏差，或是某種干擾，也會(huì)頻報(bào)OC故障，而這種故障檢修起來(lái)，就更是不能從一般意義上OC故障成因著手，來(lái)進(jìn)行檢修了。不“講理”地報(bào)OC故障，也應(yīng)該以“不講理”的思維方式，來(lái)破解OC故障背后的秘密了。

大部分變頻器是在啟動(dòng)信號(hào)投入時(shí)，跳OC信號(hào)，此種情況往往是模塊并沒(méi)有損壞，而只是驅(qū)動(dòng)電路存在異常使IGBT不能被良好驅(qū)動(dòng)；有的是上電即跳OC信號(hào)，則可能是模塊或驅(qū)動(dòng)電路本身故障，輸出電路檢測(cè)電路本身故障，或者是具有其它運(yùn)行會(huì)危及模塊安全的因素（如過(guò)電壓），當(dāng)具有這種因素存在時(shí)，有的變頻器處理的措施是：操作顯示面板能調(diào)看和修改參數(shù)，但不能進(jìn)行運(yùn)行操作；有的則是干脆拒絕所有操作，全面罷工算了。而在運(yùn)行中報(bào)OC信號(hào)：則有以下三種可能：
1、屬于負(fù)載方面的異常：起動(dòng)、運(yùn)行、過(guò)程中都有可能報(bào)OC故障，一般為負(fù)載過(guò)重，負(fù)載有堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，變頻器功率容量不足；
2、用戶對(duì)變頻器的運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)，如對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載錯(cuò)誤設(shè)置為二次遞減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，加、減速時(shí)間設(shè)置不當(dāng)，尤其是對(duì)大慣性負(fù)載加、減速時(shí)間的設(shè)置?；蛘呤菍?duì)停機(jī)方式的處理不當(dāng)。更有甚者，是對(duì)保護(hù)參數(shù)的誤設(shè)，如對(duì)變頻器或電機(jī)額定電流參數(shù)的誤設(shè)（保護(hù)動(dòng)作值小于額定電流值），使設(shè)備在額定電流以下竟出現(xiàn)頻繁的過(guò)流報(bào)警停機(jī)，不能投入運(yùn)行！
3、屬于變頻器本身的故障原因：往往為驅(qū)動(dòng)電路的電源供電電容失效造成驅(qū)動(dòng)不足，使CPU接收到由驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部IGBT管壓降檢測(cè)電路報(bào)出的OC信號(hào)。
但三方面的原因可歸納為一點(diǎn)：運(yùn)行狀態(tài)中有嚴(yán)重過(guò)電流的情況發(fā)生，因而報(bào)出OC信號(hào)！

一般來(lái)講，OC故障的來(lái)源有以下四個(gè)方面：
1、當(dāng)逆變模塊運(yùn)行電流超大，達(dá)額定電流的2倍以上時(shí)，IGBT管子的管壓降上升到7V以上，由驅(qū)動(dòng)IC返回OC過(guò)流信號(hào)，通知CPU，實(shí)施快速停機(jī)保護(hù)。OC報(bào)警在啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中報(bào)出；
2、從變頻器輸出端的三只電流互感器（小功率機(jī)型有的采用兩只），采集到急劇上升的異常電流后，由電壓比較器（或由CPU內(nèi)部電路）輸出一個(gè)OC信號(hào)，通知CPU，實(shí)施快速停機(jī)保護(hù)。信號(hào)在停機(jī)、啟動(dòng)或運(yùn)行狀態(tài)都有可能報(bào)出。停機(jī)狀態(tài)下，當(dāng)然沒(méi)有輸出電流信號(hào)，只能是電流檢測(cè)電路本身故障，向CPU誤報(bào)了一個(gè)“過(guò)流信號(hào)”；
3、IGBT管子已有或正在發(fā)生了短路性和開(kāi)路性損壞，或IGBT性能不良導(dǎo)通內(nèi)阻增大。由驅(qū)動(dòng)IC檢測(cè)到“極其異常的”管壓降，當(dāng)然IGBT開(kāi)路時(shí)，C、E間會(huì)出現(xiàn)高達(dá)500V以上的管壓降了。OC故障在啟動(dòng)過(guò)程中報(bào)出；
4、驅(qū)動(dòng)電路不良，使IGBT不能被良好驅(qū)動(dòng)，形成異常的管壓降，驅(qū)動(dòng)電路報(bào)出OC故障，此故障在啟動(dòng)過(guò)程中報(bào)出。

上述第四種原因，其危害程度最大，可能導(dǎo)致逆變模塊的炸裂。分析如下：
驅(qū)動(dòng)IC雖未損壞，但驅(qū)動(dòng)電路的異常導(dǎo)致了模塊異常的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電路在此時(shí)報(bào)出OC信號(hào)，不但不算誤報(bào)，而且是非常及時(shí)和可表?yè)P(yáng)的。驅(qū)動(dòng)IC的供電常采用正負(fù)雙電源的方式，其正電壓提供IGBT導(dǎo)通的激勵(lì)電流。其負(fù)電壓為IGTB管子的截止提供助力，強(qiáng)制拉出IGBT結(jié)電容的電荷，使其更為可靠和快速地截止。當(dāng)正電壓濾波電容（往往采用47uF或100uF電容，大功率機(jī)型也有采用330uF的）的容量大為減小時(shí)，IGBT管子因激勵(lì)不足，即使運(yùn)行在額定電流以下，也呈現(xiàn)較大的管壓降，經(jīng)檢測(cè)電路處理，CPU報(bào)出OC故障；此際的故障表現(xiàn)為：變頻器空載或帶有極輕負(fù)載時(shí)，運(yùn)行正常，稍微加載即報(bào)OC故障。
如果說(shuō)正電壓濾波電容的失效會(huì)導(dǎo)致IGBT管子的激勵(lì)不足，而促使驅(qū)動(dòng)IC報(bào)出OC故障，IGBT管子尚不存在較大危險(xiǎn)的話，那么負(fù)電壓濾波電容的失效，則就危險(xiǎn)得多了。在某一相上臂管子開(kāi)通的同時(shí)，會(huì)將主回路正電壓跳變到下管的C極上，如果負(fù)壓鉗位不足（或負(fù)壓回路斷路），管子的結(jié)電容瞬時(shí)吸入電流有可能造成下臂管子的誤導(dǎo)通，其后果是兩只共通的管子對(duì)530V直流電源造成了短路！在此種情況下模塊極易炸裂！當(dāng)觸發(fā)端子開(kāi)路，IGBT的觸發(fā)端子開(kāi)路時(shí)，危害則更為直接，接受啟動(dòng)信號(hào)，模塊非炸了不可。

上述都是報(bào)OC故障的“顯現(xiàn)象”，還有報(bào)OC故障的“隱現(xiàn)象”和似是而非的報(bào)OC現(xiàn)象，往往不被人注意。如下三例：
1、檢修一臺(tái)阿爾法變頻器，CNN1端子的第8腳為主回路直流電壓檢測(cè)信號(hào)輸出腳，正常時(shí)應(yīng)為3V左右，當(dāng)因電路損壞造成4V以上的“信號(hào)輸出”（相當(dāng)于三相交流輸入電壓達(dá)700V以上了）時(shí)，CPU認(rèn)為危及模塊運(yùn)行的安全了，于是不報(bào)過(guò)電壓故障，而是上電即警示OC，以引起用戶的注意。
這個(gè)OC實(shí)質(zhì)上是OU過(guò)電壓故障，以O(shè)U代OC，出于軟件設(shè)計(jì)者的考慮（和硬件電路結(jié)構(gòu)所限），只在上電瞬間報(bào)出。運(yùn)行中報(bào)出的OC和OU，則恢復(fù)本來(lái)面目。
2、在對(duì)阿爾法小功率變頻器維修的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該變頻器有一個(gè)通病——容易跳OC故障。其表現(xiàn)為：多在啟、停操作過(guò)程中跳故障，但有時(shí)也在運(yùn)行中跳故障；有時(shí)候莫名其妙地又好了，能運(yùn)行長(zhǎng)短不一的一段時(shí)間。在以為已經(jīng)沒(méi)有問(wèn)題的時(shí)候，又開(kāi)始頻繁跳OC故障；空載時(shí)用表筆測(cè)量U、V、W輸出電壓時(shí)，易跳故障，但接入電機(jī)后起動(dòng)運(yùn)行，又不跳了，再過(guò)一陣子，接入電機(jī)還是跳OC故障。
最后查出故障原因竟然為5V供電偏低！CPU誤報(bào)OC故障。OC故障和+5V供電高低扯了上關(guān)系，實(shí)在是不多見(jiàn)啊。
3、修理一臺(tái)P9型英威騰機(jī)器時(shí)，檢查發(fā)現(xiàn)：上電，操作面板顯示H.00，所有操作全無(wú)效，CPU拒絕所有操作。測(cè)量故障信號(hào)匯集處理電路U7-HC4044的4、6腳的過(guò)流信號(hào)，皆為負(fù)電壓，而正常時(shí)靜態(tài)應(yīng)為6V正電壓。順電流檢測(cè)電路往前查找，測(cè)電流信號(hào)輸入放大U12D的的8、14為0V，正常；U13D的14腳為-8V，有誤過(guò)流信號(hào)輸出。將R151焊開(kāi)，斷開(kāi)此路過(guò)流故障信號(hào)，操作面板的所有參數(shù)設(shè)置均正常。故障原因?yàn)樯想姾髾z測(cè)到有過(guò)流信號(hào)，于是拒絕所有操作，出現(xiàn)“程序卡住”現(xiàn)象。
該機(jī)型以“程序卡住”、拒絕操作的方式，提示變頻器有OC故障存在！

從上文看來(lái)，好多電路和好多方面的原因都能使變頻器報(bào)出OC故障，但哪個(gè)故障檢測(cè)電路所報(bào)的OC信號(hào)更具有優(yōu)先權(quán)呢？就故障檢測(cè)電路來(lái)說(shuō)，故障示警有沒(méi)個(gè)預(yù)警層次呢？從保護(hù)角度而言，數(shù)方面的因素只要是危及了模塊的安全，都會(huì)報(bào)出OC故障，正如上文所言。但在“報(bào)警行為”實(shí)施過(guò)程中，也可以看出一些預(yù)警層次。
1、驅(qū)動(dòng)IC返回的OC信號(hào)是第一位的，如從J316的6腳、PC929的11腳、IPM模塊的OC信號(hào)檢出腳報(bào)出的信號(hào)。因是直接檢測(cè)模塊狀態(tài)的，所以只要CPU接收信號(hào)，CPU立即封鎖三相觸發(fā)脈沖的輸出，報(bào)出OC信號(hào)；
2、由三相輸出電流互感器報(bào)出的OC信號(hào)。此信號(hào)的報(bào)出有一個(gè)梯級(jí)過(guò)程：當(dāng)有過(guò)流現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，對(duì)輕度過(guò)流，經(jīng)長(zhǎng)延時(shí)處理和降低頻率等處理后，報(bào)過(guò)電流但不會(huì)報(bào)OC。對(duì)中度過(guò)流，經(jīng)較短時(shí)間延時(shí)和其它處理無(wú)效后，報(bào)過(guò)電流，仍不報(bào)OC。只有出現(xiàn)變化劇烈且幅值極大的電流檢測(cè)信號(hào)，則不經(jīng)延時(shí)，直接報(bào)出OC信號(hào)；
3、有些機(jī)型對(duì)過(guò)、欠壓的檢測(cè)處理也按類似于電流檢測(cè)一樣的梯級(jí)報(bào)警層次：如先報(bào)過(guò)電壓，并且伴有延時(shí)處理環(huán)節(jié)。當(dāng)檢測(cè)到極高電壓值時(shí)，才直報(bào)OC或OU；
4、英威騰P9/G9型機(jī)，間接顯示OC的過(guò)程，也有梯級(jí)報(bào)警層次：上電檢測(cè)到模塊或電流信號(hào)異常，拒絕所有操作；只檢測(cè)到溫度異常，可設(shè)參數(shù)值，但不能起停操作。
由此看來(lái)，據(jù)危害程度的不同，報(bào)各類故障的時(shí)間也有所差異。CPU對(duì)OC信號(hào)的檢測(cè)是直接停機(jī)保護(hù)或拒絕操作，越快越好，無(wú)時(shí)間延時(shí)處理；對(duì)其它危害程度較輕的故障信號(hào)，則有檢測(cè)、延時(shí)、預(yù)報(bào)警、報(bào)警停機(jī)保護(hù)和配合頻率調(diào)節(jié)以使過(guò)流現(xiàn)象消失等幾個(gè)環(huán)節(jié)。此為OC信號(hào)與其它故障信號(hào)在處理上的不同之處。
因而對(duì)變頻器的保護(hù)來(lái)說(shuō)，OC故障信號(hào)的預(yù)警級(jí)別當(dāng)為紅色級(jí)。為最高故障保護(hù)級(jí)別。具有對(duì)其無(wú)條件執(zhí)行的最高優(yōu)先權(quán)。
因變頻器軟件編寫者的思路不同，而報(bào)警方式不一。當(dāng)變頻器“拐著彎兒”報(bào)警時(shí)，我們要靜下心來(lái)，配合故障信號(hào)處理電路的狀態(tài)檢測(cè)，找到故障代碼背后的“東西”，從而解決問(wèn)題和排除故障。</sup>

轉(zhuǎn)載工控論壇--曠野之雪