【故障修理】電菱 DENRYO SK-3000-124

ブログ読者様からの依頼品です。

【内容】
漁船に搭載していた「電菱 SK3000-124インバータ」が3年目で故障し、メーカー修理に出したのですが、
『入力側のヒューズが断線しており、電源が入らない状況でした。ヒューズ以外にも、内部のスイッチング素子がすべて短絡故障しており、インバータ内部で短絡⇒保護のためヒューズが切れたと考えます。』
このような結果で修理不能となりました。

中身はこんな感じ、とても漁船で使われていたとは思えないくらい良好な状態。
なのですが、コネクタは外されたまま(*'▽')

メーカーさん、いくら修理出来ないにしても現状復帰して返却してくださいね^^;

とりあえず、制御基板取り外してIGBT、FET周り確認。

中央2個のIGBTがショート状態、両脇はかろうじて正常に見えますが、IGBTの端子周辺にススいっぱいで、端子自体も細くなっています。発熱で銅が蒸発したのかな？

FET側もショート確認し、ヒューズも切れています。

このインバータは1500Wが2系統で組まれているのですが、両方とも同じ壊れ方でした。

片側が先に壊れる事が多いのですが、バランスの良い個体だったようです。

IGBT、FET取り外して確認、

・IGBT 2個 回路破損、2個 端子破損

・FET　9個正常、3個破損

駆動系の抵抗は全て正常、

ヒューズは20A 5個。全て交換

FET　IRF8010の手持ちがないので、代替品のFB38N20で全て置き換え。

この状態で制御基板搭載し、

・FET駆動信号 正常 ⇒ 昇圧回路動作正常

・IGBT駆動信号 正常

を確認。問題なさそうなので、IGBTをつけて出力テスト。

100V出力 確認(*´ω｀*)

もう片側も調べたところ、

・IGBT 2個 回路破損、2個 端子破損

・FET　11個正常、1個破損

・ヒューズ　全断

こちらは交換して余ったIRF8010 1個を使うこととする。
FET 1個取り外して正常になったのでラッキーだった(*´ω｀*)

IGBTは全交換。しかしこの状態珍しいなぁ。

最終的に組み上げて動作確認。

船で使うようなので、振動対策で再コーキング。

再発防止にむけヒアリングしたのですが、
・インバータへの負荷は一時的には50％超えることはありますが、30％程度で留めて使っていた。
・操作は、以下の順番でスイッチを入れている。切る時は逆の手順。
　【1】ダイナモからバッテリーへの電力供給（常時24Vは切らないです）
　【2】インバーター起動
　【3】負荷をかける

とお手本のような使い方。うぅぅむ、悩ましい。

※追記　使用機器に電子レンジがあるようなので、他の機器と同時利用は控えるようにアドバイスしました。

最後にインバータ動作結果をメモ

【基本動作】
・メインスイッチ　　　ＯＫ（１：通常、２：リモート）
・外部コントロールユニット　ＯＫ　CR-6にてテスト
・制御基板起動電圧　　 ＯＫ（11.6V）
・電圧によるLED表示　　ＯＫ
　(赤点滅　21.0V　赤　21.7V　橙　23.9V　緑　28.3V　橙点滅　29.8V　赤点滅、)
・低電圧アラーム＆停止　ＯＫ（19.5V)（ビープ音あり）
・高電圧アラーム＆停止　ＯＫ（31.2V）(ビープ音あり）
・ＡＣ電圧　　　　ＯＫ（101.5V、50.0Hz　⇒　100W負荷　101.5V、50.0Hz）

【設定機能】
・周波数切替　　　　　ＯＫ
・パワーセーブ設定　　ＯＫ
・電圧切替　　　　　　未確認

【負荷テスト】
・１００Ｗ負荷テスト　　 ＯＫ（1時間程度）
・温度上昇に伴うファン　未確認
・負荷上昇に伴うファン　ＯＫ（250Wで回転）
・1000W負荷テスト　　 未確認

【故障修理】SK3000-148 ステータスLED 異常点滅(30秒で停止)

残念ながら、マイコンの復旧は出来なかったので、手持ちのSK1500-148-PF1から移植しました。詳細は動画で(^^♪

取り出したマイコンは、故障原因確認のためクリーニング。
極細の半田ごてで、ピンを折らないように削りだす。

無事キレイになりました(*´ω｀*)

最後にインバータ動作結果をメモ
【基本動作】
・メインスイッチ　　　ＯＫ（１：通常、２：リモート）
・外部コントロールユニット　ＯＫ　CR-6にてテスト
・制御基板起動電圧　　 ＯＫ（21.5V）
・電圧によるLED表示　　ＯＫ
　(赤点滅　42.0V　赤　42.5V　橙　49.1V　緑　59.7V　橙点滅　63.0V　赤点滅、)
・低電圧アラーム＆停止　ＯＫ（39.0V)（ビープ音あり）
・高電圧アラーム＆停止　ＯＫ（65.2V）(ビープ音あり）
　　　　　　　　　　　※センサ誤差のため高めです。念のためご注意願います。

・ＡＣ電圧　　　　ＯＫ（101.5V、50.0Hz　⇒　100W負荷　101.5V、50.0Hz）

【設定機能】
・周波数切替　　　　　　　ＮＧ（移植したマイコンの仕様です）
・パワーセーブ設定　　　　 ＮＧ（移植したマイコンの仕様です）
・電圧切替　　　　　　　　 ＮＧ（移植したマイコンの仕様です）

【負荷テスト】
・１００Ｗ負荷テスト　　 ＯＫ（1時間程度）
・温度上昇に伴うファン　未確認(恐らく負荷連動のみ)
・負荷上昇に伴うファン　ＯＫ
・1000W負荷テスト　　 未確認

【改造】COTEK インバータ(主にSK/STシリーズ) 汎用シリアルケーブルの制作

COTEK インバータ(主にSK/STシリーズ) とCR-6の接続はRS-232Cなので、PC接続するケーブルを作成してみました。

左から、PF1-Remote(4pin)、インバータ制御基板(3pin)、通常(RJ10)、PC(9pin)
PC(9pin)は2:RxD、3:TxD、5:GNDのみ接続

ちなみに、CR-6に接続するコネクタはストレートケーブルなので、上記ケーブルでCR-6にも接続できる。

※注意　このケーブル、電話線でよく使われているが、順番が入れ替わっているものがあるので、使いまわすときは気を付けましょう(*´ω｀*)

　上記のように黒が右にくるケーブルを使うと、黒=GND、黄=電源/制御と区別しやすい。

接続は4800bps、N81で、改行コード "CR+LF"でやり取りしているので、TeraTermなどの通信ソフトなどで簡単に確認できる。

CR-6からインバータに流れているコマンドを、手打ちで入力してみた。
内容は動かしていく中で、それとなく見えてくる。

これと同様に、MS-Accessで制御プログラムを作成してみた。

各種センサの値が分かるので、インバータテストしやすくなりました。

SK1500-148-PF1のディップスイッチを有効にするコマンドを知っている方、

情報お待ちしております。

【改造】SK1500-148-PF1にリモコン CR-6を接続してみた

 前回の実験でCR-6を接続できることが分かったので、専用ケーブルを作成してみた。

ケーブル作成とは別に、本体側も修正が必要な場合があります。
バックボード基板のJP1を接続。面倒なので半田ブリッジ(*´ω｀*)

本体裏のコネクタ（モレックスのMicro-Clasp）から
RJ10モジュラーコネクタのケーブルを作成します。
接続は下の写真で左から同じ順番で接続する。
左から【1】黄、【2】緑、【3】赤、【4】黒

完成はこんな感じ。

【実験】DENRYO CR-6 24V用を48Vインバータ(SK1500-148-PF1)で使ってみた

 過去の実験で12V用と24V用は中身同じでした。
48V用も同じような気がするのですが、確信がもてず試せずにいました。
今後出回ることも無さそうなので、意を決してみる。

【追記】注意　5Vを作成するKIA494AFやTL494の入力範囲は7～40V、最大定格41Vということが後日判明しました。本記事はたまたま動作しただけですのでご注意願います。

CR-6までは4本線。信号線はRS-232Cなので、問題は電源ラインの1本のみ。
DC入力そのままではないが、同じ値が来ている。

たどっていくと、ヒューズ(JK60-025)を経由してFETらしき部品に接続されています。
6861 3371Gってのが良くわからないのですが、CED6861だとするとP-ChannelトランジスタでMax60V。製品の上限60Vに対して使うかなぁ、うぅぅむ。

このヒューズどっかで見たなぁと思っていたら、SK1500-148-PF1のRemote端子周りで使われていました。共通の部品を使っているのは48V同じ説には心強い(*´ω｀*)

希望が見えてきたので、低い電圧で試して見よう。
変換ケーブル作るの面等なので、本家から借用。
動きますね。(￣ー￣)ﾆﾔﾘ

インバータ停止電圧 62V付近まで試したが、動いてくれた。

SK1500-148-PF1のREMOTEは設定のみで使われていたようで、CR-6で使う場合はJP1接続する必要があります。今後のことを考えるとモジュラーコネクタに交換するのも良いかもしれない。

【故障修理】DENRYO SK350-148 再スタート

前回は電源ラインのノイズを特定できずに放置。
３年経過しどのくらい成長したかの意味を込めて修理していきます。

　当初 IGBTまわりの駆動ノイズと思われていましたが、制御基板含めそれ以外と判明。
IGBTドライバ以降外してみましたが、相変わらずノイズ発生。

　中央のトランスでIGBTドライバ用の３電源を作成しているのですが、元電源は、制御基板側のトランスから供給されているようです。

上記はD-S間ですが、G-S間にもそこそこノイズがきています。

試しにMOS FET IRF640Nを交換してみましたが症状変わらず。
次にトランス２次側を切り離してみる。

D10外しても変わらず、D8外すとノイズが治まった！　

次にD8,D10戻してL78L05 外してみます。これで5Vライン停止

微妙な感じ。

んで、色々やっているうちに直ってしまった。(*'▽')

タイミング的にD5を外して戻したあたりから復活したような気がする。
もしかしたら半田不良による接触不良があったのかもしれない。気味が悪いのでトランス周辺半田手直して完了。

電源周りの問題が解決したのでIGBTを戻すのたが、
試行錯誤していく中で2個破壊してしまったので新規購入。

う～ん、ゲートの閾値が違うのでリマーク品かなぁ(*´Д｀)
特性が異なるので、４個とも交換とする。

動作確認。初期のシューっていうヤバい音はなくなったが、コイル鳴きは引き続き発生。

制御電源、IGBT周り問題なし。出力波形もいい感じなのでＯＫとする。

【基本動作】

・メインスイッチ　　　ＯＫ（１：通常、２：リモート）

・外部コントロールユニット　未対応

・制御基板起動電圧　　 ＯＫ（20.2V）

・電圧によるLED表示　　未対応

・低電圧アラーム＆停止　ＯＫ（41.1V)

・高電圧アラーム＆停止　ＯＫ（60.6V）

・ＡＣ電圧　　　　　　　ＯＫ（100.2V、60.0Hz　⇒　100W負荷　99.7V、60.0Hz）

【設定機能】

・周波数切替　　　　　　　ＯＫ

・パワーセーブ設定　　　　 未対応

・電圧切替　　　　　　　　 未対応

【負荷テスト】

・１００Ｗ負荷テスト　　 ＯＫ（1時間程度）

・温度上昇に伴うファン　ＯＫ

・負荷上昇に伴うファン　ＯＫ

・250W負荷テスト　　 　ＯＫ

【故障修理】COTEK SK1500-148-PF1 No.6 制御基板 特異故障

 ヒューズ、FET、ダイオード、IGBT、各種抵抗など確認するも問題ないので、動作テスト。

昇圧回路までは正常で、DC 221V出ています。
IGBT駆動信号を確認すると左側2個は正常、右側2個は入力なし。
フォトカプラ(IGBT Gate Driver)入力は4個とも正常。
フォトカプラのVccは17.5Vが正常のようで、ダメなやつは6V程度。
試しに正常な制御基板と交換すると動作するのでメイン基板は正常。

フォトカプラのVccはこんな感じにつながっていて、ダイオード経由でトランスに入っている。

どうもこの部分が怪しい。コンデンサからスルーホール間の抵抗が正常品が０Ωなのに対してダメなやつは変な抵抗が出てくる。

試しにジャンパしてみたところ、17.5V供給し始めた。(*´ω｀*)

【基本動作】
・メインスイッチ　　　ＯＫ（２：リモート）
・外部コントロールユニット　未確認
・制御基板起動電圧　　 ＯＫ（24.2V）
・電圧によるLED表示　　ＯＫ
　(赤点滅　42.3V　赤　43.7V　橙　48.0V　緑　57.0V　橙点滅　60.0V　赤点滅、)
・低電圧アラーム＆停止　ＯＫ（39.6V)（ビープ音なし）
・高電圧アラーム＆停止　ＯＫ（61.8V）(ビープ音なし）
・ＡＣ電圧　　　　　　　ＯＫ（101.7V、60.0Hz　⇒　100W負荷　100.9V、60.0Hz）

【設定機能】
・周波数切替　　　　　　　ＮＧ（仕様です）
・パワーセーブ設定　　　　 ＮＧ（仕様です）
・電圧切替　　　　　　　　 ＮＧ（仕様です）

【負荷テスト】
・１００Ｗ負荷テスト　　 ＯＫ（1時間程度）
・温度上昇に伴うファン　未確認
・負荷上昇に伴うファン　ＯＫ
・1000W負荷テスト　　 未確認