Reparatur: Stöber Posidrive FAS 4000 Zwischenkreisspannung zu niedrig

PN/DP

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Hallo

Ich habe hier 8 Frequenzumrichter Stöber Posidrive FAS 4009 (0,37kW, 3x400V AC), die 17 Jahre lang klaglos funktioniert haben. Nun funktionieren 2 plötzlich nicht mehr. Beim Start des Antriebs bewegt sich der Fahrmotor ca 1 Sekunde lang ziemlich langsam und geht dann in "Störung 33: Überstrom". Der Fehler kann quittiert werden. Nach Power On und in Ruhe stehen keine Fehler an. Tausche ich die problematischen Frequenzumrichter gegen einen anderen, dann läuft der Motor normal. (Die Motoren fahren Ventilatoren ein paar Meter hin und her.)

Mit der FU-Bedienpanel/"Controlbox"-Simulation (Simubox) auf einem Notebook kann ich verschiedene Werte online beobachten, da fällt mir bei der Anzeige der Zwischenkreisspannung "E03 U-Zk" auf, daß bei den funktionierenden FAS ca. 579 V angezeigt wird, und bei den beiden nicht funktionierenden FAS nur ca. 444 V (jeweils im Ruhezustand).
Wie kann es eigentlich zu so niedriger Zwischenkreisspannung kommen?
Hat vielleicht zufällig jemand Erfahrung mit den Stöber FAS 4000 Geräten?


Ich habe an meinem Bastelplatz mal die Geräte geöffnet und die Platine mit den elektronischen Bauteilen mit Druckluft gereinigt (den nach so viel Jahren relativ typischen grauen Staub entfernt). Und dann die üblichen verdächtigen Bauteile (Elkos, ...) auf der Leiterplatte widerstandsmäßig gecheckt. Da fällt mir nichts ungewöhnliches auf. Alle Elkos sehen gut/normal aus. Die beiden Zwischenkreis-Elkos 100µF/400V (sind in Reihe geschaltet) habe ich ausgelötet und gemessen. Die scheinen in Ordnung zu sein und haben auch ca. 100µF. Zwischen dem Versorgungsspannungs-Anschlussstecker L1/L2/L3 und den Gleichrichterbrücke-Anschlüssen am IGBT-Modul sind je Phase jeweils ca. 1 Ohm Durchgang. Die 6 Dioden der Drehstrom-Gleichrichterbrücke im IGBT scheinen laut Diodenprüfer in Ordnung zu sein. Mit testweise Versorgung mit 1 Phase 230V in allen möglichen Anschlußvarianten an L1/L2/L3 wird die Zwischenkreisspannung mit ca. 210 V bis 240 V angezeigt.

Harald
 
PN/DP schrieb:
Wie kann es eigentlich zu so niedriger Zwischenkreisspannung kommen?
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Defekte Eingangsgleichrichtrr.
Hast Du Zugang zum Zwischenkreis (dc+/dc-) kannst Du die Dioden mit nem Multimeter checken.
Alternativ Eingangsstrom (mit etwas Last) in allen drei Phasen messen. Sollte sehr gleich sein.

Hast Du die ZK Spannung mal mit dem MM gemessen?
 
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Die 6 Gleichrichterdioden habe ich mit Multimeter gescheckt. Wenn eine defekt wäre, dann würde meine 1-Phasen-Versorgung wohl in irgendeiner Anschlußvariante auch nicht funktionieren?
ZK Spannung habe ich noch nicht gemessen. An meinem Bastelplatz habe ich nur 230V. Für 3x400V müsste ich in eine andere Werkstatt gehen, kann ich morgen mal machen.
 
Wenn die Spannung bei einphasigem Anschluss in allen 3 Kombinationen ähnlich ist, würde ich den Gleichrichter ausschließen. Zudem würde ich bei einphasigem Anschluss eine Spannung von ca. 310 Volt erwarten. Hast du bei den Elkos nur die Kapazität gemessen oder auch den ESR?
 
PN/DP schrieb:
Bastelplatz habe ich nur 230V.
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Ja, da kannst Du trotzdem messen und mit der Onlineanzeige vergeichen.

Möglicherweise spielt auch eine eventuelle Vorladeschaltung das bild durcheinander. Ist zb. Ein Vorladewiderstand drin, der durch ein Relais (nicht) überbrückt wird, würde das Bild so ähnlich aussehen.
Kannst Du einen ohmschen Widerstand von den Diodenausgängen nach DC+ oder DC- messen?
 
Haben die FU eine Einschaltstrombegrenzung/Ladeschaltung ? Evtl. ein Relais, das einen Vorwiderstand überbrücken soll ?
Nach fast 20 Jahren würde ich aber auch defekte Elkos mit hohem ESR vermuten.

Bei defekten Elkos misst man eine hohe AC-Spannung, bei intakten Elkos sollten es nur einige Volt sein.
 
Hallo Harald,
unabhängig von dem Fabrikat und deinen Messungen würde ich den Vor-"Rednern" hinsichtlich der Elko's zustimmen - alleine schon wegen des von dir genannten Alters. Der Hinweis mit dem Wechselspannungs-Anteil im ZK ist m.E. nicht der Schlechteste ...
Waren die FU's mal länger nicht im Einsatz ? Kondensatoren "sterben" auch gerne, gerade ab einem gewissen Alter, an Nicht-Benutzung ...
 
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DeltaMikeAir schrieb:
Ich würde auch Mal die ZK-Spannung bei anliegenden 400V messen.
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evtl. "geeigneten" Elko mal zusätzlich anschließen.

oder mal eine ZK-Spannung extern einspeisen.
dann hast du eine Klare Richtung in die du weiter suchen musst.

!!! Für nicht Fachkundige Mitleser : Hierbei muss mann wissen was man tut !!!
 
Eine Vorlade/Überbrückungsschaltung habe ich keine gefunden. Unter dem IGBT-Modul-Kühlkörper ist etwas Elektronik parallel zu dem unteren Lade-Elko, was ich ohne Abmontieren des Kühlkörpers allerdings nicht verfolgen kann. Ich hoffe immer noch, daß es irgendwie an den alten Lade-Elkos liegt und habe neue bestellt. Heute hatte ich testweise andere gebrauchte Elkos eingelötet (das waren allerdings nur 2x je 72µF, ich hatte grad nichts anderes), das Fehlerbild blieb dasselbe. Normal sind bei "ein bisschen kaputt" ja fast immer Elkos dran schuld.

ESR habe ich nicht gemessen, nur Kapazität und Widerstand.

Harald
 
Tja, das war mir auch schon eingefallen, daß ich auch bei 230V mal vergleichen könnte. Da hatte ich das Notebook aber schon runtergefahren und wollte nach Hause...
 
Das ESR Problem betrifft hauptsächlich Elkos, welche mit höheren Frequenzen ge-/entladen werden, also vorzugsweise in Schaltnetzteilen. In diesem Fall wird zwar mit niedriger Frequenz geladen, das Entladen ist aber durchaus mit schnellerer Frequenz. Ohne ESR Meter kann man bei den Elkos nur mutmaßen, bestenfalls mit dem Oszi noch Brumm sehen, das aber auch nur bei Siebelkos. Ich habe mir vor einigen Jahren nach langem Überlegen (weil die Dinger ja im Vergleich zu einem einfachen Multimeter relativ teuer sind) doch eins gegönnt. Ich möche es nicht mehr missen. Es kommt sogar in der Schaltung gemessen meist was sinnvolles dabei raus (man sollte natürlich einschätzen können wann das geht und wann eher nicht).
Ich habe das hier:

Was mich hier aber noch etwas irritiert: solange der Antrieb unbelastet sprich nicht freigegeben ist, sollte die Spannung aber trotz erhöhtem ESR noch halbwegs auf der richtigen Höhe sein.
 
Ich kann zwar auch keine Lösung bieten, aber hatte bei einem Kunden das gleiche Problem. Alter der Anlage ist gute 15 Jahre, es sind aber hier MDS Umrichter die betroffen sind. Zwischenkreis bei den betroffenen FUs lag bei 446,5V. Das Problem kam bei einem Neustart der Anlage, was bei diesem Kunden sehr selten passiert. Das Thema ist mir vor einem halben Jahr vorgetragen worden, aber außer den üblichen Aussagen (könnte unter Umständen auf ein Alterungsbedingtes Problem zurück zu führen sein) habe ich nichts konkretes erfahren. Ich frage mal nach, ob es zu einem späteren Zeitpunkt noch genauere Infos gab. Das Thema hat sich bei diesem Kunden leider duch den Umstand erledigt, dass die Anlage aus anderen Gründen nicht mehr weiter betrieben werden soll.
Wurde in dem Netz-Umfeld deiner Anlage zufällig eine PV Anlage in Betrieb genommen? Bei meinem Kunden war diese zumindest im Verdacht, etwas dazu beigetragen zu haben.
 
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So, ich habe jetzt mal die Zwischenkreisspannung mit Multimeter gemessen, bei 230 V und bei 400 V:
* Versorgung mit 1x230V AC, gemessen 232V AC, ZK gemessen 323 V DC - FU zeigt 234 V
* Versorgung mit 3x400V AC, gemessen 410V AC, ZK gemessen 579 V DC - FU zeigt 390...410 V, steigt langsam, nach 3 Minuten Anzeige 425 V ...

Die Zwischenkreisspannung ist also in Ordnung, sie wird nur vom FU falsch gemessen. Das Problem steckt also in den Hilfsschaltungen (Hilfsspannungen, Messschaltungen, ...) Da werde ich wohl mal an einem Gerät den Kühlkörper abmontieren müssen, damit ich an die Niederspannungs-Elektronik herankomme, und dann evtl. Stück für Stück jeden Elko ausstauschen, falls ich nichts auffälliges sehe oder messen kann. Den Schaltplan aufnehmen für gezieltes Messen wird vermutlich zu aufwendig. Mein Chef sagt, ich soll aufhören mit Reparaturversuchen, wir bestellen jetzt neue FU.

TheLevel schrieb:
hatte bei einem Kunden das gleiche Problem. Alter der Anlage ist gute 15 Jahre, es sind aber hier MDS Umrichter die betroffen sind. Zwischenkreis bei den betroffenen FUs lag bei 446,5V. Das Problem kam bei einem Neustart der Anlage, was bei diesem Kunden sehr selten passiert.
(...)
Wurde in dem Netz-Umfeld deiner Anlage zufällig eine PV Anlage in Betrieb genommen?
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Danke für den Problembericht. Eine PV-Anlage haben wir nicht in Betrieb genommen. Mir scheint nun, es hat was mit Abschalten der Versorgungsspannung und wieder zuschalten zu tun. Da geht dann wohl irgendwas kaputt oder startet nicht wieder richtig auf. Klingt für mich verdächtig nach gealterten Elkos/Kondensatoren oder evtl. Optokopplern.

Einen bisher ungenutzten FU hatten wir noch im Lager. Den habe ich jetzt eingebaut und in Betrieb genommen.
Beim Testen danach ist mir aufgefallen, daß nun ein dritter FU genau dasselbe Verhalten zeigt (geht nicht mehr und zeigt viel zu niedrige ZK-Spannung an) :rolleyes: Letzte Woche bei der Fehlersuche und Überkreuz-Tauschen der FUs hatte ein Elektriker bei dem FU die Versorgungsspannung temporär ausgeschaltet. Jetzt ist der auch kaputt ...
Bei dem FU habe ich auch noch ein anderes Problem festgestellt: da sind in den FWD/REV-Start-Leitungen auch noch mechanische Not-Endschalter vom Fahrweg eingeschleift, die ziemlich vergammelt sind und (zeitweilig?) einige kOhm Übergangswiderstand haben. Nicht, daß dadurch das Start-Signal am FU-Eingang extrem schnell "flackert" und der FU versucht dem zu folgen und dadurch geht was kaputt?

Harald
 
PN/DP schrieb:
So, ich habe jetzt mal die Zwischenkreisspannung mit Multimeter gemessen, bei 230 V und bei 400 V:
* Versorgung mit 1x230V AC, gemessen 232V AC, ZK gemessen 323 V DC - FU zeigt 234 V
* Versorgung mit 3x400V AC, gemessen 410V AC, ZK gemessen 579 V DC - FU zeigt 390...410 V, steigt langsam, nach 3 Minuten Anzeige 425 V ...

Die Zwischenkreisspannung ist also in Ordnung, sie wird nur vom FU falsch gemessen. Das Problem steckt also in den Hilfsschaltungen (Hilfsspannungen, Messschaltungen, ...)
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Aha! Das ist doch schon mal interessant!
Ich habe nochmal in meinen alten Mails zu dem Thema gestöbert und da gab es die Aussage von Stöber, dass für die Reparatur "eine Platine getauscht" werden musste. Aber mehr nicht.

PN/DP schrieb:
Mein Chef sagt, ich soll aufhören mit Reparaturversuchen, wir bestellen jetzt neue FU.
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Bis die da sind ist ja noch viel Zeit zum Reparieren *duckundweg*

PN/DP schrieb:
Danke für den Problembericht. Eine PV-Anlage haben wir nicht in Betrieb genommen. Mir scheint nun, es hat was mit Abschalten der Versorgungsspannung und wieder zuschalten zu tun. Da geht dann wohl irgendwas kaputt oder startet nicht wieder richtig auf. Klingt für mich verdächtig nach gealterten Elkos/Kondensatoren oder evtl. Optokopplern.
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Das mit dem Ab/Zuschalten ist auch mein Verdacht, die Idee mit der PV kam vom Kunden nach einer Netzmessung. Da dort etwa 250 FUs in einem Raum sind, war natürlich die Angst vor einem externen Grund recht groß. Und es waren auch FUs betroffen, die ein paar Jahre weniger auf dem Buckel hatten - nicht nur die, die bei dem ersten Anlagenteil in Betrieb genommen wurden.
 
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