ЧП Altivar 320, ошибка SCF3

[slden]

Модель ATV320U40N4C, 4kW.
Ошибка SCF3 - короткое замкание на землю (аппаратное обнаружение), без двигателя
Интересует маркировка IGBT модуля, без его выпаивания недоступна

 

[anatoly_k_57]

slden, вынимайте плату - маркировка на боку модуля.

 

[paul-th]

Там стоит модуль типа FP15R12KE3.

 

[slden]

Там стоит модуль типа FP15R12KE3.

По габаритным размерам и топологии выводов подобрал из каталога IF модуль FP25R12W2T7. Инструментальная проверка не выявила
каких-либо отклонений. Для дальнейшего анализа выполнено питание ЧП по звену постоянного тока. Дежурка заводится уже при Udc<200V, на дисплее сразу же ошибка "inf9" - "ошибка схемы измерения тока" . При штатном питании ЧП, ввиду скоротечности процессов, эта ошибка не отражалась, а сразу проявлялась "SCF3". При планом повышении питания ЧП по звену постоянного тока ошибка "SCF3" проявляется ровно при напряжении +450V. Т.к. отклонений от этого номинала при серии испытаний нет, то сделал вывод, что измерение и контроль тока по выходу осуществляется в допустимом диапазоне напряжения звена постоянного тока. Где они прописаны в мозгах не нашел, не суть.
На верхней стороне платы элементов для контроля по току DC+не обнаружено:

Присутствуют только элемены для контроля тока по нижнему плечу (MC33274):

и контролю выходных фаз на компараторе MAX9034:

Т.к. ошибка "inf9" проявляется ниже предела напряжения для контроля по выходному току, предположил, что элементы контроля тока по DC+ расположены на нижней стороне платы. Вскрытие стало неизбежным:

С моделью модуля почти в точку, фактически FP25R12W2T4

Предположение оказалось верным, на нижней стороне расположены элементы контроля тока по DC+, шунт R003.

Используется всего несколько элементов:

Для понимания работы понадобился карандаш, сорри за качество:

Инструментальный контроль элементов не выявил дефектов, при 100mV на шунте отрон открыт. Как бы этот участок работает, хотя
присутствует непонимание отсутствия модуляции сигнала. Дальнейшую трассировку сигнала пока отследить не удается (многослойка, полигоны и внутренняя маска).

Пока сосредоточился на контроле выходного тока на MAX9034, инструментально дефекта не ощущается. Выводы компаратора идут непосредственно на процессор. Думаю как его проверить не травмируя плату. К сожалению замены ему нет в наличии и быстром приобретнии. Логика ошибки "SCF3" указывает на отсутствие сигнала с компаратора, но "inf9" не укладывается в нее.
Любые советы будут восприняты с благодарностью.

 

[paul-th]

Там как бы есть ещё три канала измерения тока и были случаи неисправности , принципиальных схем нет и что куда и как сложно или невозможно понять, перерисовку всей схемы тоже невозможно сделать и остается одно, тупо замена микрух во всех каналах измерения. По модели ATV320 не сталкивался с их ремонтом. А так то на всех ПЧ ATV есть система проверки состояния ПЧ и модуля, там после подачи питания на силовые ключи минусового плеча подаются стробирующие короткие импульсы с частотой где то 1000 гц. и при обнаружении токов где им быть не положено эти импульсы снимаются и выставляется ошибка, если ошибок нет, то ПЧ говорит "готов". Со старым силовым модулем обнаружены какие то проблемы? Если модуль исправен, а это вряд ли, скорее всего возможно неисправен какой то ключ. При проверках без модуля только по шине постоянного тока не зная принципиальной схемы наверно не совсем корректно, будут вылазить непонятные ошибки.

 

[slden]

... после подачи питания на силовые ключи минусового плеча подаются стробирующие короткие импульсы с частотой где то 1000 гц.

В ATV320 также, только не после подачи питания, а при достижении уровня напряжения DC+ = 450V

при обнаружении токов где им быть не положено эти импульсы снимаются и выставляется ошибка,

В рассматриваемом случае ЧП не обнаруживает импульсы там, где они должны быть (W,V,U). Из руководства - "SCF3" - короткое замыкание на землю (аппаратное обнаружение). Комментарии: если ошибка с подключенным двигателем, то кз в двигателе, если без, то на выходе ЧП. Да и само кз на землю определяется как наличие тока на входе и отсутствие его на выходе. Сосредоточился на этом еще потому, что пару раз при нарастании напряжения на DC+ выскакивала ошибка "SCF1" - "короткое замыкание в электродвигателе (аппаратное обнаружение)" и это без двигателя.

Со старым силовым модулем обнаружены какие то проблемы? Если модуль исправен, а это вряд ли, скорее всего возможно неисправен какой то ключ.

Модуль прогонял через инструментальный контроль по всем параметрам несколько раз, и в плате и без нее - даже намеков на дефект не обнаружено. Да и по контролю модуля у ЧП своя серия ошибок, которая никак не проявляется. Потому и уперяся в MAX9034. И элементов в обвязке чуть более десятка, и инвертирующие входы на земле, и выходы непосредственно на процессор, а вызвонить до конца не удается - куча переходов и межслойный полигон препятствия чинят. Смутное подозрение, что с питанием у него в корпусе конфликт. Думаю поднять ему вывод, ток потребления узнать пока замена в пути

ЗЫ. Не могу разыскать DS на ACPL-H301, используется драйвером верхнего плеча. При диагностике пользовался DS на H-312,
но не гоже углы срезать. Если есть у кого в наличии, поделиттесь, плз

 

[paul-th]

Могут и опторазвязки неисправны быть. Там смысл стробирующих импульсов в том что открываются ключи минусового плеча и если один из ключей плюсового плеча дает утечку , то появляется сквозной ток по шине и ПЧ его видит как "утечка на корпус" . А ACPL-H301 на Али есть по 100 руб. штука. Напридумывали опторазвязок, у меня их типов 10 лежит, но такой ещё нет, каждый производитель ПЧ старается что то свое воткнуть.

 

[slden]

Могут и опторазвязки неисправны быть.

В ATV320 оптика A301 применена только по верхнему плечу, на нижнем обошлись парой FAN3226T. Инструментальная диагностика обоих не выявляет дефекта

смысл стробирующих импульсов в том что открываются ключи минусового плеча и если один из ключей плюсового плеча дает утечку , то появляется сквозной ток по шине и ПЧ его видит как "утечка на корпус" .

Ошибка измерения тока "inF9" проявляется еще до стробов, значит в этот момент что-то нештатное присутствует на портах процессора.
Пока компаратор MAX9034 в пути подумываю подключить ЧП по звену постоянного тока без IGBT. По сути трудность только в выявлении трассировки сигналов, если в этом отсутствует визуальная возможность, то искать второй конец можно только руководствуясь "обратным инжинирингом" - типа как бы я поступил при проектировании. А в этом логика дает непредсказуемый результат. Времени пожирает этот процесс немеряно

 

[paul-th]

подумываю подключить ЧП по звену постоянного тока без IGBT.

В принципе без модуля силового подключал от внешнего источника на 550 вольт постоянки, но не эту модель.

 

[slden]

Подключение ЧП без модуля IGBT позволило выявить все схему контроля выхода. Кроме MAX9034 в нее еще входит двойной дифференциальный компаратор LM2903.

Внутрисхемные измерения обвязки и состояний этого компаратора выявили главное - при одинаковом уровне неинвертирующих входов и общим уровне инвертирущего входа выходы компаратора находились в логической 1 и 0. Причем, процесс нестабильный и выходы компаратора могли устанавливаться произвольным способом вне зависимости от уровня входов. Замена компаратора несколько изменила ситуацию, но нее исключила ошибки полностью. Что бы разобраться в сути пришлось набросать эскиз схемы контроля:

Все встало на свои места. Следует отметить, что причиной ошибки SCF3 является не только выход из строя дифферинциальных компараторов, но и изменившаяся проводимость (утечка) портов процессора R5F71253V. Так у 12 (PE5) порта она увеличена на 11%, а у 13-го (PE4) на 6% номинального уровня. Этого оказалось достаточно для нарушения работы гистерезисных защелок компаратора на базе резистров 6.8M обратной связи. Проблему удалось решить подбором компаратора, ЧП работает.

Наиболее вероятной причиной выхода из строя компараторов и деградации портов процессора является жесткое кз двигателя (индукторов, линии) и нештатное напряжение на U,V,W

 

[paul-th]

Хорошая проделана работа.

 

[NickO]

slden, имею такую же проблему с ATV320 11кВт. Аппаратное исполнение несколько отличается от приведенного вами. Корпус LM2903 мельче. Силовой модуль живой. Что означает из вашего описания "Подбор компаратора"? и MAX9034 тоже следует заменить? Как вы измеряли ток на выводах процессора?

 

[slden]

имею такую же проблему с ATV320 11кВт.

Если присутствует ошибка SCF3, то первоначально убедитесь в дефекте драйва сбросом ее. Сброс SCF3 on/off по питанию не осуществляется, процедура ресета выполняется джампом терминальных выходов после назначения ряда параметров в ЧП. Смотрите инструкцию на ЧП

Что означает из вашего описания "Подбор компаратора"?

Замена на чип другого производителя.

MAX9034 тоже следует заменить?

Смотря что показывает первичная диагностика. Проверьте его логику на хх, если явного дефекта нет, то и с заменой не торопитесь.

Как вы измеряли ток на выводах процессора?

По падению напряжения в режиме диодного теста прибора диагностики.