Lỗi thấp áp UV ở biến tần: nguyên nhân và cách xử lý

Biến tần báo lỗi thấp áp UV là trạng thái bảo vệ khi điện áp trên bus DC tụt xuống dưới ngưỡng mà hãng cài sẵn, máy ngắt đầu ra để bảo vệ khối công suất và motor. Khác với mất nguồn hoàn toàn, khi báo UV máy vẫn còn điện và vẫn hiển thị mã lỗi, chỉ là điện áp không đủ để chạy an toàn. Bài viết này đi theo đúng thứ tự làm việc hiệu quả nhất: xác định UV xảy ra lúc nào trước, khoanh vùng theo nhóm nguyên nhân, đo kiểm từng bước rồi mới sửa theo nguyên nhân.

Lỗi UV là gì? Phân biệt UV với mất nguồn, OV và mất pha

Biến tần làm việc theo chuỗi biến đổi AC – DC – AC. Điện lưới xoay chiều được chỉnh lưu thành điện một chiều, nạp lên bus DC qua tụ điện, rồi nghịch lưu trở lại thành điện xoay chiều cấp cho motor. Với lưới 380 V, điện áp trên bus DC khi không tải thường quanh mức 540 V. Khi điện áp này tụt xuống dưới ngưỡng bảo vệ mà hãng cài sẵn, biến tần báo lỗi UV và ngắt đầu ra.

Ngưỡng báo UV không giống nhau ở mọi hãng và mọi cấp điện áp, vì vậy không có một con số chung dùng cho tất cả các máy. Khi cần con số chính xác cho một máy cụ thể, tra manual đúng model đó. Cách hiển thị mã UV cũng khác nhau theo hãng: INVT và một số hãng dùng mã UV chung, Yaskawa phân loại Uv1, Uv2, Uv3 theo khối, Fuji gọi thấp áp là LU. Bảng mã ở cuối bài tổng hợp mã của 8 hãng tiêu biểu để tra nhanh.

UV khác với mất nguồn hoàn toàn. Mất nguồn thì máy tắt hẳn, màn hình không hiển thị gì. UV thì máy vẫn còn điện nhưng điện áp không đủ, vì vậy tuyệt đối không reset liên tục để cố chạy lại khi chưa rõ nguyên nhân, vì chạy ở điện áp thấp kéo dài làm tăng ứng suất lên IGBT và tụ DC. UV cũng ngược chiều với OV: OV là quá áp bus DC, tức điện áp vọt lên trên ngưỡng cho phép, còn UV là thấp áp bus DC, tức điện áp tụt xuống dưới ngưỡng cho phép. Hai lỗi ngược chiều nhau nên hướng xử lý cũng khác nhau, dù cùng liên quan đến bus DC. Chi tiết về quá áp xem tại bài lỗi quá áp OV ở biến tần.

UV khác với mất pha, nhưng mất pha có thể gây ra UV. Mất một pha đầu vào làm cầu chỉnh lưu chỉ còn nạp một phần chu kỳ, bus DC sụt xuống và máy có thể báo UV thay vì báo mất pha, tùy hãng và tùy đời máy. Vì vậy khi gặp UV, đo đủ ba cặp điện áp đầu vào R-S, S-T, R-T rồi mới kết luận, đừng bỏ qua khả năng mất pha. Lỗi mất pha được viết riêng tại bài sửa lỗi mất pha ở biến tần. Một trường hợp riêng nữa cần phân biệt là mất điện tức thời: trên Mitsubishi, mất điện chớp nhoáng mang mã E.IPF, không phải mã thấp áp E.UVT, dù biểu hiện ngoài có vẻ giống nhau.

Triệu chứng: UV xảy ra lúc nào mới là dữ liệu chẩn đoán quan trọng nhất

Trước khi reset lỗi, ghi lại thời điểm UV xảy ra. Cùng một mã UV nhưng xảy ra ở các thời điểm khác nhau thì nguyên nhân khác nhau hoàn toàn. Bỏ qua bước này rất dễ sửa sai hướng. UV ngay khi vừa cấp nguồn thường liên quan đến nguồn vào thấp sẵn, mất pha, contactor tiếp xúc kém, hoặc tụ DC đã mất khả năng nạp điện. UV khi khởi động tải hoặc khi tải tăng đột ngột thường liên quan đến dây dẫn nhỏ hoặc dài, tụ suy giảm không đệm kịp, hoặc thời gian tăng tốc cài quá ngắn so với tải.

UV chỉ xảy ra vào giờ cao điểm là dấu hiệu gợi ý rất mạnh cho nhóm lưới điện. Khi cả khu vực cùng dùng tải lớn, điện áp lưới sụt xuống, và máy ở cuối đường dây hạ áp là máy chịu rõ nhất. Dấu hiệu này càng chắc chắn hơn khi nhiều thiết bị trong cùng khu vực cùng báo lỗi hoặc cùng chạy chập chờn vào đúng khung giờ đó. UV thoáng qua rồi tự hết khác với UV cứng: UV thoáng qua thường gắn với một lần sụt lưới chớp nhoáng rồi phục hồi, máy có thể chạy lại sau khi điện áp trở lại bình thường; UV cứng là UV lặp lại sau mỗi lần reset, không còn là sự cố nhất thời nữa và cần đo kiểm đủ bước trước khi chạy tiếp.

UV xuất hiện sau khi máy đã chạy một thời gian cũng là dữ liệu quan trọng. Nhóm này gợi ý tụ DC suy giảm: lúc nguội máy còn chạy được, chạy càng lâu tụ càng nóng, khả năng đệm càng kém, bus sụt dần rồi báo UV. Ngược lại, UV xuất hiện ngay sau khi máy vừa lắp mới, vừa reset về mặc định hoặc vừa thay máy khác thì gợi ý nhóm tham số: ngưỡng UV, thời gian chịu đựng mất điện hoặc chức năng tự khởi động lại chưa được cài theo tải thực tế. Ghi đủ bốn thông tin trước khi reset — mã lỗi, thời điểm, tần số ra và điện áp bus DC lúc lỗi nếu máy có lưu lịch sử lỗi — thì các bước sau mới có căn cứ để phân loại.

Phán đoán nguyên nhân theo 4 nhóm

Cách làm việc hiệu quả nhất với lỗi UV là khoanh vùng theo nhóm, rồi loại trừ từ đơn giản đến khó, loại hết nguyên nhân do điều kiện bên ngoài rồi mới đến bước sửa bên trong biến tần. Bốn nhóm cần xét là lưới điện, dây dẫn và đầu nối, khối nguồn và tụ bus, tham số. Nhóm lưới điện gồm điện áp lưới thấp, sụt áp giờ cao điểm, mất cân bằng pha và tiếp xúc kém ở contactor hoặc đầu cos. Dấu hiệu gợi ý nhóm này là UV xảy ra không gắn với một thao tác cụ thể của tải, hoặc xảy ra đồng thời ở nhiều thiết bị trong cùng khu vực. Đo điện áp lưới theo thời gian là cách xác nhận trực tiếp nhất.

Nhóm dây dẫn và đầu nối gồm dây quá dài, tiết diện nhỏ và đầu cos lỏng hoặc oxy hóa. Dấu hiệu gợi ý nhóm này là UV chỉ xảy ra khi khởi động hoặc khi tải tăng, còn chạy không tải hoặc tải nhẹ thì bình thường. Lúc khởi động, dòng điện tăng cao đột ngột, sụt áp trên dây tăng theo dòng, điện áp đến đầu vào biến tần tụt xuống và bus DC không nạp đủ. Đo điện áp tại tủ điện và tại đầu vào biến tần cùng một thời điểm khởi động sẽ thấy chênh lệch, và bảng sụt áp ở mục đo kiểm giúp ước lượng mức sụt này trước khi quyết định tăng tiết diện hay rút ngắn tuyến dây.

Nhóm khối nguồn và tụ bus gồm cầu chỉnh lưu hỏng một nhánh, mạch nạp mềm lỗi, tụ DC suy giảm và mạch đo bus DC báo sai. Dấu hiệu gợi ý nhóm này là đã loại trừ hết lưới, dây và tham số mà UV vẫn tái diễn, hoặc đo bus DC thực tế bằng đồng hồ cho kết quả khác hẳn giá trị máy báo. Tụ suy giảm có một dấu hiệu riêng: máy chạy càng lâu càng dễ báo UV, và bus DC sụt rõ khi tải tăng dù điện áp lưới đo được vẫn bình thường. Mạch đo báo sai thì ngược lại: đo thực tế bus DC vẫn đủ nhưng máy vẫn báo UV, hướng chẩn đoán chuyển sang mạch đo và bo điều khiển thay vì tiếp tục xử lý lưới hay dây.

Nhóm tham số gồm ngưỡng UV, thời gian chịu đựng mất điện, chức năng tự khởi động lại sau UV thoáng qua và thời gian tăng tốc cài quá ngắn so với tải. Dấu hiệu gợi ý nhóm này là máy mới lắp, máy vừa reset về mặc định, hoặc máy vừa thay mới mà chưa cài lại tham số theo tải thực tế. Tham số sai là nhóm xử lý nhanh nhất, nhưng chỉ kết luận được sau khi đã loại trừ nguyên nhân phần cứng, vì chỉnh tham số để né lỗi trong khi tụ hoặc chỉnh lưu đã hỏng thì chỉ làm lần hỏng tiếp theo nặng thêm.

Đo kiểm từng bước

Trước khi mở máy, tuân thủ nguyên tắc an toàn với bus DC. Sau khi ngắt nguồn, chờ tụ xả rồi đo lại điện áp bus DC bằng đồng hồ. Chỉ thao tác bên trong khi điện áp còn lại đã xuống dưới 50 V. Bus DC ngay sau khi tắt máy vẫn có thể giữ điện áp cao trong nhiều phút, vì vậy không bao giờ mở nắp máy ngay sau khi tắt nguồn.

Bước 1: Đọc và ghi lại mã lỗi cùng thời điểm xảy ra. Vào lịch sử lỗi của máy nếu có, ghi tần số ra, dòng điện và điện áp bus DC lúc lỗi. Những số liệu này là căn cứ để phân loại UV theo thời điểm ở mục trên. Bước 2: Đo điện áp lưới đầu vào. Dùng đồng hồ vạn năng đo ba cặp R-S, S-T, R-T tại đầu vào biến tần và theo dõi trong một khoảng thời gian, không đo một điểm duy nhất. Lệch nhiều giữa các cặp hoặc điện áp thấp hẳn vào giờ cao điểm là dấu hiệu của nhóm lưới điện. Đo thêm tại tủ điện chính để đối chiếu: nếu tại tủ vẫn đủ mà tại đầu vào biến tần thấp thì vấn đề nằm trên tuyến dây hoặc đầu nối giữa tủ và máy.

Bước 3: Đo điện áp bus DC lúc lỗi tái diễn. Đo khi máy chưa chạy tải và khi tải tăng, so sánh giá trị đo thực tế với giá trị máy báo và với mức quanh 540 V của lưới 380 V khi không tải. Nếu hai giá trị lệch nhau nhiều, hướng chẩn đoán chuyển sang mạch đo bus DC, cảm biến điện áp hoặc bo điều khiển, thay vì tiếp tục xử lý lưới hay dây. Nếu bus DC sụt rõ khi tải tăng dù điện áp lưới vẫn đủ thì hướng chẩn đoán chuyển sang tụ bus hoặc cầu chỉnh lưu. Bước 4: Đo sụt áp trên dây. Đo điện áp tại tủ và tại đầu vào biến tần cùng lúc khởi động, chênh lệch chính là sụt áp thực tế của tuyến dây đó. Bảng dưới đây giúp ước lượng trước mức sụt áp theo tiết diện và chiều dài để quyết định có cần tăng tiết diện hay rút ngắn tuyến hay không.

Cách đọc bảng: sụt áp tỉ lệ thuận với chiều dài và tỉ lệ nghịch với tiết diện. Ví dụ, tuyến 80 m dây 4 mm² ở dòng 15 A sụt khoảng 9,1 V, tương đương khoảng 2,4% của 380 V; cùng tuyến đó mà dùng dây 2,5 mm² thì sụt khoảng 14,5 V. Bảng tính theo công thức sụt áp 3 pha với dây đồng, điện trở suất 0,0175 Ω·mm²/m, dòng tải 15 A, chỉ tính thành phần điện trở và chưa tính cảm kháng. Vì vậy bảng chỉ dùng để ước lượng và so sánh phương án, khi thi công vẫn đối chiếu với bảng chọn của hãng cáp và điều kiện đi dây thực tế. Một lưu ý quan trọng: sụt áp lúc khởi động mới là con số quyết định UV có xảy ra hay không, vì dòng khởi động cao gấp nhiều lần dòng chạy ổn định, nên đo thực tế lúc khởi động vẫn là căn cứ cuối cùng.

Bước 5: Kiểm tra tụ bus và cầu chỉnh lưu. Quan sát tụ bằng mắt trước: đỉnh phồng, rỉ điện môi hoặc vỏ đổi màu là dấu hiệu hỏng rõ ràng. Nếu ngoài bình thường, đo dung lượng bằng đồng hồ có chế độ đo điện dung và đối chiếu với giá trị ghi trên thân tụ, lệch nhiều thì thay. Kiểm tra cầu chỉnh lưu bằng đồng hồ ở thang đo diode sau khi đã ngắt nguồn và xả tụ: diode tốt chỉ dẫn một chiều, diode dẫn cả hai chiều hoặc không dẫn chiều nào cũng là hỏng. Bước 6: Đối chiếu tham số. Kiểm tra ngưỡng UV, thời gian chịu đựng mất điện, chức năng tự khởi động lại và thời gian tăng tốc hiện tại của máy, đối chiếu với tải thực tế và manual đúng model. Chỉ chỉnh tham số sau khi đã đo kiểm xong các bước trên, và sau mỗi lần chỉnh phải chạy thử đủ chu kỳ khởi động, chạy và dừng để xác nhận lỗi không tái diễn.

Cách xử lý theo từng nguyên nhân

Với UV do lưới điện yếu, giải pháp nằm ở phía nguồn: theo dõi và ghi lại diễn biến điện áp lưới theo thời gian, làm việc với đơn vị quản lý lưới điện nếu điện áp thấp kéo dài, hoặc lắp thiết bị ổn áp đầu vào khi cần. Không tự ý hạ ngưỡng bảo vệ UV xuống thấp để né lỗi, vì làm vậy là bỏ đi lớp bảo vệ của máy và có thể che mất một sự cố mất pha thực sự. Với UV do dây dẫn và đầu nối, giải pháp là siết lại đầu cos, vệ sinh tiếp điểm oxy hóa, tăng tiết diện dây hoặc rút ngắn tuyến dây theo bảng sụt áp ở trên. Tăng tiết diện là cách xử lý dứt điểm nhất cho tuyến dây dài, nhưng phải test lại lúc khởi động tải thật sau khi thay dây thay vì chỉ đo không tải.

Với UV do tụ bus hoặc cầu chỉnh lưu, giải pháp là thay đúng linh kiện hỏng: tụ DC đúng điện dung và điện áp ghi trên thân tụ cũ, cầu chỉnh lưu đúng loại. Nhóm này cần thiết bị đo chuyên dụng và kinh nghiệm board mạch, vì thay tụ sai cực, sai điện dung hoặc sai điện áp có thể phá hỏng thêm khối công suất. Với UV do mạch đo báo sai, giải pháp là sửa hoặc thay đúng phần hỏng trên mạch đo và bo điều khiển, không phải xử lý lưới hay dây. Trường hợp này gửi về xưởng sửa là phương án an toàn hơn tự thay linh kiện khi không có thiết bị đo chuyên dụng.

Với UV do tham số, giải pháp là cài lại thời gian chịu đựng mất điện, chức năng tự khởi động lại và thời gian tăng tốc cho phù hợp với tải thực tế. Tăng thời gian tăng tốc là cách xử lý nhanh nhất khi UV chỉ xảy ra lúc khởi động tải nặng, nhưng phải test lại với tải thực tế sau khi chỉnh. Nguyên tắc chung cho mọi nhóm: loại trừ từ đơn giản đến khó, loại hết nguyên nhân do điều kiện bên ngoài rồi mới đến bước sửa bên trong biến tần. Phép thử thay đổi một tham số tại một thời điểm chỉ khẳng định được một vế, vì vậy sau mỗi lần thử phải chạy thử lại và ghi kết quả trước khi chuyển sang phép thử tiếp theo.

Chi phí dự kiến theo mức độ

Chi phí sửa lỗi UV phụ thuộc vào mức độ hỏng và dải công suất của máy, không có một mức giá chung cho mọi ca. Bảng dưới đây là khoảng dự kiến theo ba mức độ: nhẹ (chủ yếu là chỉnh tham số, vệ sinh, siết đầu nối), trung bình (sửa mạch, thay tụ hoặc cầu chỉnh lưu) và nặng (thay module công suất, thay bo). Đây là khoảng dự kiến theo mức độ, không phải giá cho riêng mã UV, vì cùng một mã UV có thể nhẹ hoặc nặng tùy nguyên nhân gốc.

Thời gian sửa dự kiến thường: ca nhẹ trong ngày, ca trung bình 1 – 2 ngày, ca nặng vài ngày tùy linh kiện. Sửa tại HLAuto thì phí kiểm tra gộp trong gói sửa; chỉ kiểm tra mà không sửa thì kiểm tra từ xa miễn phí, kiểm tra tận nơi tính phí và báo trước. HLAuto báo tình trạng chi tiết kèm chi phí dự kiến trước khi sửa, khách đồng ý mới sửa, sửa xong test và quay video gửi khách rồi mới bàn giao. Bảo hành 3 tháng cho phần đã sửa hoặc thay theo chính sách chung.

Case thực tế

Bối cảnh: Biến tần ABB 110kW, khách tại Nghệ An.

Triệu chứng: Máy báo lỗi UV.

Kết quả: Chi phí khoảng 3 triệu đồng, thời gian xử lý 8 ngày.

Bài học: UV ở máy công suất lớn không chỉ gặp ở máy nhỏ. Khoanh vùng theo nhóm rồi mới chốt phương án và chi phí, thay vì kết luận do máy hỏng nặng ngay từ mã lỗi.

Bảng mã lỗi UV của các hãng tiêu biểu

Bảng dưới đây chỉ tổng hợp mã UV của 8 hãng tiêu biểu, đủ để tra nhanh khi gặp máy phổ thông. Mã lỗi khác nhau theo đời máy trong cùng một hãng, vì vậy khi làm việc với đúng một model thì chỉ lấy mã của đúng đời máy đó, không áp mã của đời khác sang.

Để chẩn đoán đầy đủ một ca lỗi, bảng mã chỉ là điểm bắt đầu. Mã lỗi cho biết máy đang bảo vệ cái gì, còn nguyên nhân gốc thì phải xác định bằng đo kiểm theo các bước ở trên. Liên hệ giữa các lỗi cũng cần lưu ý: UV có thể đi kèm OV như ca Fuji ở bài lỗi quá áp OV ở biến tần, và lỗi quá dòng lỗi quá dòng OC ở biến tần đôi khi xuất hiện cùng nhóm nguyên nhân về tải và tham số. Tổng quan các lỗi xem tại trang các lỗi thường gặp ở biến tần.

Câu hỏi thường gặp

Kết luận

Xử lý lỗi UV hiệu quả nằm ở thứ tự làm việc: xác định UV xảy ra lúc nào trước, khoanh vùng theo bốn nhóm, đo kiểm từng bước rồi mới sửa theo nguyên nhân. Bảng sụt áp trên dây là công cụ ước lượng nhanh cho nhóm dây dẫn, nhưng đo thực tế lúc khởi động mới là căn cứ cuối cùng. Làm đủ chuỗi này thì lỗi UV ít tái diễn, và chi phí sửa cũng chốt được đúng mức thay vì thay linh kiện theo quán tính.