Особенности компонентного ремонта частотных преобразователей
Разработка проектной и конструкторской документации

Особенности компонентного ремонта частотных преобразователей

Раздел: Техника

Д.В. Дмитриев, генеральный директор ООО "Инженерная компания "555"


Любое современное производство обязательно имеет в своем составе силовую электронику, которая может выполнять на разных предприятиях совершенно различные функции. В составе силовой электроники одну из ключевых ролей играют частотные преобразователи, их еще называют «частотники». Эти устройства паявились примерно лет двадцать назад и они предназначены для управлением электроприводом по определенному закону. Это может быть поддержание заданой скорости, момента или точное позиционирование. Можно уверенно констатировать, что никакое современное производство не может работать без применения частотных преобразователей.
В связи с вышесказанным, критически важным является поддержание этого оборудования в исправном состоянии, либо возможность его быстрой замены или ремонта.
В идеале для любой производственной единицы оборудования должна существовать возможность восстановления работоспособности в течение понятного срока для предотвращения простоев производства. Однако мы понимаем, что постоянное поддержание фактически полного дублирующего комплекта всей производственной линии не может себе позволить практически никакое предприятие. Поэтому, когда возникает критическая ситуация и оборудование дает сбой в работе - время является одним из определяющих факторов при выборе варианта решения проблемы. При этом не секрет, что сложное производственное оборудование не лежит на складах поставщиков, а поставляется под заказ со сроками поставки 4-6, а иногда и 8-12 недель, что, конечно же, далеко не всегда устраивает Заказчика.
В таком случае, вариантом решения может быть компонентный ремонт, средний срок которого обычно составляет от 5 до 15 дней.
Несмотря на то, что рынок компонентного ремонта в нашей стране, в отличие от западного мира, еще находится в начале своего становления, некоторые передовые практики уже эффективно применяются. Этот опыт находит свое применение и многие предприятия Российской Федерации успешно решают свои производственные задачи таким образом.

Выход из строя частотного преобразователя происходит по разным причинам, однако, в большинстве случаев эти причины можно разделить на две основные группы:
1. Внешнее воздействие, например:
• попадание влаги, загрязнение, и, как следствие, короткое замыкание
• перепады напряжения питающей сети
• механическое повреждение
2. Выработка ресурса составных частей оборудования:
• В первую очередь это, конечно, высыхание электролитических конденсаторов, которые часто теряют свои свойства после 5-7 лет эксплуатации
• Износ электро-механических компонентов (реле, контакторы и т.п.)
• Загрязнение и заклинивание вентиляторов охлаждения, и как следствие перегрев блока
• Окисление контактных площадок, разъемов, «кроваток» для микросхем и т.п., особенно если блок работал в агрессивной среде.

Выход из строя одного из элементов вследствие вышеуказанных обстоятельств часто приводит к неисправности других частей частотного преобразователя. Обнаружить все вышедшие из строя компоненты невозможно без специального высокоточного оборудования и соответствующего опыта. По этой причине замена видимых поврежденных элементов далеко не всегда приводит к восстановлению работоспособности блока. Например, такое распространенный способ, как замена IGBT-модулей во многих случаях не решает проблему, а, наоборот, усугубляет ее, так как усложняет процесс поиска первоначальной неисправности.
В ремонте частотного преобразователя, как в лечении больного, 100% успеха зависят от правильной комплексной диагностики, которая по сути и является основной частью процесса ремонта. В случае компонентного ремонта грамотная диагностика является неотъемлемой частью процесса ремонта. По правилам работы нашей компании диагностика входит в стоимость ремонта и составляет ее существенную часть.
В случае заинтересованности в восстановлении работоспособности оборудования, есть два простых правила, следуя которым, можно значительно увеличить шансы на успешный ремонт:
1. После возникновения дефекта не допускать неквалифицированного вмешательства в оборудование;
2. Как можно более подробно зафиксировать и описать обстоятельства выхода оборудования из строя и симптомы неисправности;
3. Желательно предоставить в ремонтную организацию документацию на оборудование.

При условии наличия точного специализированного оборудования, специальных тестовых стендов и соответствующей квалификации инженерного персонала, около 90 процентов электронных блоков, признаваемых обычно неремонтопригодными, на самом деле могут быть возвращены для дальнейшей эксплуатации.
Практика показывает, что если оборудованию от 5 до 10 лет, то после компонентного ремонта это оборудование может еще долго служить и решать производственные задачи вместо того, чтобы отправиться на утилизацию.

Немного о том, какое оборудование должно быть в парке инструментов ремонтной компании, которая занимается таким видом деятельности. В обязательном порядке это:

• многоканальная ремонтная паяльная станция (инженер-электронщик использует в своей работе как минимум трёхканальную паяльную станцию (а иногда и четырёхканальную) –
• первый канал: это паяльник с точной регулировкой и низким гистерезисом,
• второй канал: термофен с насадками разной формы,
• третий канал: демонтажный пистолет,
• четвертый канал: термопинцет, специализированные виды паяльников и т. п.)
• мультиметр отображающий истинное среднеквадратичное значение (True RMS)
• многоканальный запоминающий осциллограф с логическим анализатором и достаточно широкой полосой пропускания,
• лабораторный источник питания с повышенной точностью и функцией стабилизацией по току или напряжению.

Кроме этого минимального списка существует огромная номенклатура оборудования, используемого при ремонте: это различные специализированные стенды, программаторы микросхем памяти и микроконтроллеров, оборудование для считывания/записи параметров датчиков обратной связи, логические анализаторы, тепловизоры, микроскопы и многое, многое другое. Описание номенклатуры и функционального назначения оборудование может быть настолько обширно, что заслуживает отдельной статьи.
Стоимость компонентного ремонта определяется категорией сложности оборудования с поправкой на конкретную неисправность и проведенные работы.
В работе с частотными преобразователями можно выделить 4 категории сложности:

 Категория    Ориентировочная стоимость ремонта  Примеры оборудования  
 1 категория   от 25 до 50 тыс. рублей
  •  Преобразователь частоты ABB ACSM-04-031A
  •  Преобразователь частоты Schneider Electric ATV71HD15N4
  •  Преобразователь частоты Vacon 0100-3L-0016-4-HVAC
 2 категория   от 50 до 100 тыс. рублей 
  • Преобразователь частоты Grundfoss TPE 80-330/2
  • Преобразователь частоты KEB 17.F5.G1G-315A
  • Преобразователь частоты Elettronica Santerno SINUS K 0067 4T BA2K2
 3 категория    от 100 до 200 тыс. рублей
  • Преобразователь частоты SEW-EURODRIVE MOVIDYN MKS51A005-503-50
  • Преобразователь частоты KONE V3F25
  • Преобразователь частоты INDRAMAT
  • Преобразователь частоты pDRIVE MX eco 4V132 ME4C13AAA
 4 категория    от 200 тыс. рублей
  •  Преобразователь частоты Baumuller BKH 4-40-6-102
  •  Преобразователь частоты Siemens 6SL3353-1AE35-5AAW
  •  Преобразователь частоты Омега ТТПП-320-380-50-1-УХЛ4
  •  Преобразователь частоты Vacon 12769496 NXS02055AZHOSTSA1000000C2


Отдельной категорией можно выделить частотные преобразователи во взрывозащищенном исполнении. Ремонт такого оборудования всегда дороже в 1,2-1,5 раза по сравнению с обычным оборудованием.

При компонентном ремонте обязательно должны быть проведены следующие работы:
- анализ видимых дефектов
- проверка параметров электронных компонентов
- очистка плат от пыли и загрязнений
- проверка, протяжка электрических соединений силовых элементов
- проверка состояния изоляции отдельных узлов
- анализ кодов неисправностей
- замена неисправных деталей, в том числе с истекающим сроком годности
- тестирование с применением специальных стендов
 
Компонентный ремонт частотных преобразователей в специализированной организации позволяет реанимировать оборудование, которое было признано неремонтопригодным стандартным способом (путем замены отдельных плат и узлов).
При таком подходе затраты, которые организации несут в связи с заменой “неремонтопригодного” оборудования на новое, могут быть значительно сокращены. Существующая статистика говорит о том, что экономия при ремонте может составить до 70% по сравнению с покупкой нового блока.

Таким образом, применение передовых западных методов при ремонте промышленной электроники позволяет не только сократить простои оборудования, но и более рационально использовать ремонтный бюджет, направляя высвободившиеся средства на развитие производственных возможностей предприятия.

Разработка проектной и конструкторской документации
Календарь событий
Выставка НЕФТЕГАЗ-2024
Дата проведения: 15.04-18.04.2024
https://www.neftegaz-expo.ru


 
Химагрегаты №64, декабрь 2023 Версия PDF