Sửa lỗi mất pha ở biến tần: Hiểu đúng – Xử lý chuẩn để tránh sự cố lớn

Biến tần báo lỗi mất pha là trạng thái bảo vệ khi một trong ba pha điện bị mất hẳn, ở đầu vào hoặc ở đầu ra. Mất pha vào thì máy thường báo lỗi ngay khi cấp nguồn, còn mất pha ra thì motor rung giật, nóng lên và có nguy cơ cháy cuộn dây nếu không ngắt kịp. Bài viết này phân biệt rõ hai dạng mất pha, chẩn đoán từng bước từ nguồn đến motor rồi mới sửa theo nguyên nhân.

Mất pha là gì? Phân biệt mất pha vào và mất pha ra

Mất pha đầu vào là lưới điện 3 pha cấp vào cọc R–S–T bị mất một pha, do aptomat hở tiếp điểm, cầu chì đứt, contactor mòn tiếp điểm hoặc đầu cos lỏng. Khi đó biến tần không nhận đủ 3 pha nên thường báo lỗi ngay từ đầu, có khi không khởi động được. Mất pha đầu ra là đường dây từ cọc U–V–W đến motor bị mất một pha, do dây đứt lõi, cuộn dây motor lệch trở hoặc một nhánh IGBT trong biến tần bị cháy.

Mất hẳn một pha mới gọi là mất pha. Trường hợp áp đủ cả 3 pha nhưng lệch nhau thì gọi là lệch áp, không phải mất pha, và hướng xử lý cũng khác. Một điểm cần nhớ là một số biến tần phổ thông không có mạch phát hiện mất pha đầu ra: khi đó máy không báo lỗi dù motor đang chạy lệch pha, phải đo trực tiếp dòng điện 3 pha đầu ra mới xác định được. Trên màn hình LED 7 đoạn, mã SPI và SPO của INVT dễ bị đọc nhầm thành SP1 và SP0, vì chữ I giống số 1 còn chữ O giống số 0; SP1 và SP0 không phải mã riêng.

Triệu chứng: thời điểm báo lỗi nói lên mất pha ở đâu

Thời điểm máy báo lỗi là dữ liệu chẩn đoán quan trọng nhất. Máy báo lỗi ngay khi cấp nguồn, chưa chạy tải, thì hướng nghiêng về phía đầu vào: nguồn lưới, aptomat, cầu chì, contactor hoặc đầu cos. Máy chạy được một lúc rồi mới báo lỗi, kèm motor rung giật, yếu lực hoặc nóng bất thường, thì hướng nghiêng về phía đầu ra: dây cáp, motor hoặc IGBT.

Trường hợp thứ ba là máy không báo lỗi nhưng motor vẫn bất thường: rung giật, kêu khác thường, nóng một phía hoặc chạy yếu hơn bình thường. Dạng này hay gặp ở biến tần không có mạch phát hiện mất pha ra, hoặc ở lỗi "mất pha ảo" do cảm biến áp trên board đọc sai dù điện áp thực tế vẫn đủ. Ghi lại mã lỗi cụ thể, thời điểm xảy ra và dòng điện lúc lỗi nếu máy có lưu lịch sử lỗi, thì các bước sau mới có căn cứ để phân loại.

Phán đoán: mất pha vào hay mất pha ra

Cách làm việc hiệu quả nhất với lỗi mất pha là phán đoán theo 3 nhánh, đi từ ngoài vào trong, hết điểm dễ rồi mới đến điểm khó, loại hết nguyên nhân do điều kiện bên ngoài rồi mới đến bước sửa bên trong biến tần. Nhánh thứ nhất là nguồn vào: lưới điện, aptomat, cầu chì, contactor và đầu cos. Nhánh thứ hai là đầu ra: dây cáp, motor và IGBT. Nhánh thứ ba là board và cảm biến: trường hợp đo đủ áp thực tế mà máy vẫn báo mất pha thì hướng sang cảm biến áp hoặc mạch đọc trên board, gọi là "mất pha ảo".

Phán đoán sai nhánh là nguyên nhân hay gặp nhất khiến ca mất pha kéo dài: thay IGBT trong khi lỗi nằm ở đầu cos lỏng, hoặc sửa board trong khi lỗi nằm ở dây cáp đứt lõi. Vì vậy thứ tự đo kiểm phải giữ nguyên, không bỏ bước đo đầu vào để nhảy thẳng vào mở máy. Mất pha còn liên quan đến các lỗi khác: dòng điện dồn vào 2 pha còn lại có thể kéo theo báo quá dòng, xem tại bài lỗi quá dòng OC ở biến tần; mất pha vào làm sụt áp bus DC có thể kéo theo báo thấp áp, xem tại bài lỗi thấp áp UV ở biến tần.

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. Không cấp điện chạy thử khi nghi IGBT cháy một phần, vì có thể làm cháy lan sang board điều khiển.

Bước 1: Đo điện áp nguồn đầu vào R–S–T tại đầu vào tủ điện, không chỉ đo tại biến tần. Chuẩn lưới 380 V là 342–418 V theo từng cặp (380 V ±10%). Một cặp bằng 0 V hoặc thấp hẳn thì mất pha lưới rõ ràng, kiểm tra ngược lên aptomat, cầu chì, contactor và đầu cos. Cả 3 cặp đủ áp nhưng lệch nhau nhiều thì nguồn lưới không ổn định, cần xử lý phía lưới trước.

Bước 2: Tháo dây motor ra khỏi biến tần, cho chạy không tải ở tần số thấp rồi đo điện áp đầu ra U–V–W. Đầu ra biến tần là tín hiệu PWM nên phải dùng đồng hồ True RMS, đồng hồ thường đọc sai. Áp quy tắc phép thử tháo motor của cụm 2: tháo motor mà máy vẫn báo ĐÚNG lỗi ban đầu thì khẳng định biến tần lỗi; máy chuyển sang báo lỗi khác thì không tính; hết báo thì chưa kết luận, cần lắp motor khác đã biết tốt vào chạy thử.

Bước 3: Kiểm tra dây cáp và motor khi đã ngắt điện hoàn toàn. Đo thông mạch từng lõi từ đầu biến tần đến đầu motor, lõi nào không thông thì cáp đứt. Đo điện trở cuộn dây motor 3 cặp U–V, V–W, W–U, 3 giá trị phải gần bằng nhau; một cuộn bằng 0 thì chập vòng, một cuộn vô cùng thì đứt cuộn. Cáp đứt lõi bên trong vỏ bọc rất khó phát hiện bằng mắt thường: uốn cong và kéo nhẹ từng đoạn cáp trong khi đo thông mạch, nếu thông mạch chập chờn khi uốn thì cáp đã đứt lõi bên trong.

Bước 4: Kiểm tra IGBT khi đầu vào ổn nhưng đầu ra vẫn lệch hoặc mất pha. Quan sát trực quan trước: mùi khét, vệt đen, vết nứt hoặc phồng rộp trên module và board xung quanh. Đo diode bằng đồng hồ vạn năng chỉ phát hiện được IGBT cháy hoàn toàn, không phát hiện được IGBT cháy một phần hoặc driver gate hỏng; nhóm này cần thiết bị đo chuyên dụng. Bước 5: Sau khi khắc phục nguyên nhân, reset lỗi rồi test tải tăng dần từ không tải lên tần số định mức và đủ tải thực trước khi bàn giao.

Cách xử lý theo từng nguyên nhân

Với mất pha đầu vào do aptomat, cầu chì, contactor hoặc đầu cos, giải pháp là thay linh kiện hỏng và siết lại toàn bộ đầu cos đúng lực. Rung động nhà máy làm vít siết cos nới lỏng dần theo thời gian, nên siết cos là hạng mục đầu tiên trong bảo dưỡng định kỳ. Với mất pha đầu ra do dây cáp đứt lõi, giải pháp là thay đoạn cáp đó, không chắp nối bên trong máng kim loại.

Với mất pha đầu ra do motor lệch trở, giải pháp là quấn lại cuộn dây hoặc thay motor tùy mức độ. Với IGBT cháy, giải pháp là gửi về xưởng sửa vì cần thiết bị đo chuyên dụng và kỹ năng hàn linh kiện công suất. Với cáp motor dài, giải pháp là lắp output reactor và xem lại tần số sóng mang, vì cáp dài tạo điện dung ký sinh đủ lớn để gây lệch pha trên đường cáp, biến tần phát hiện như mất pha.

Với "mất pha ảo" do cảm biến áp hoặc mạch đọc trên board, giải pháp nằm ở board: vệ sinh board trước vì bụi và ẩm làm tăng điện trở rò gây nhiễu tín hiệu cảm biến, nếu vẫn lỗi thì đo trực tiếp tín hiệu tại chân cảm biến để xác định board hay firmware. Một lưu ý về tham số bảo vệ: một số hãng tắt bảo vệ mất pha theo mặc định, ví dụ Mitsubishi chỉ báo E.ILF khi tham số Pr.872 được bật trên FR-A800; kiểm tra tham số bảo vệ trước khi kết luận board hỏng. Về phòng ngừa lâu dài, môi trường nhiều bụi thì chu kỳ vệ sinh board ngắn hơn hẳn môi trường sạch, và lịch cụ thể đặt theo mức bám bụi thực tế ghi được sau vài lần kiểm tra. Tác nhân môi trường gây hỏng được viết riêng tại bài lỗi biến tần do bụi bẩn, độ ẩm, nhiệt độ cao.

Chi phí dự kiến theo mức độ

Chi phí sửa lỗi mất pha 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 siết cos, thay aptomat, cầu chì, contactor), trung bình (thay cáp, sửa board, thay cảm biến) và nặng (thay module công suất, thay bo). Đây là khoảng dự kiến theo mức độ, không phải giá cho riêng lỗi mất pha, vì cùng một triệu chứng mất pha 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 INVT GD200A 30/37 kW tại Thái Bình.

Triệu chứng: Máy báo lỗi mất pha.

Giải pháp: Vệ sinh máy, kiểm tra linh kiện, đồng thời cài bỏ tính năng báo lỗi pha.

Kết quả: Khoảng 1,5 triệu đồng.

Bài học: Khi máy báo mất pha, kiểm tra cả phần cài đặt bảo vệ trước khi kết luận hỏng phần cứng. Lưu ý: tắt bảo vệ pha chỉ là biện pháp xử lý trong trường hợp cụ thể này khi đã xác định rõ nguyên nhân; nói chung không nên tắt bảo vệ pha để máy chạy tiếp, vì motor chạy lệch pha có thể quá nhiệt và cháy cuộn dây.

Bối cảnh: Biến tần KDE300A 75/90 kW tại một công ty nhựa ở Hà Nam.

Triệu chứng: Máy báo lỗi mất pha W, tức mất pha đầu ra ở pha W.

Kiểm tra: Hỏng khối công suất và hỏng mạch lái.

Giải pháp: Sửa khối công suất và sửa mạch lái của pha lỗi.

Kết quả: Thời gian xử lý 2 ngày, chi phí 5 triệu đồng.

Bài học: Mất pha đầu ra phải khoanh đúng pha lỗi trước, rồi lần theo khối công suất và mạch lái của đúng pha đó, thay vì xử lý chung chung cả ba pha.

Bảng mã lỗi mất pha của các hãng tiêu biểu

Bảng dưới đây chỉ tổng hợp mã mất pha 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.

Hai ghi chú ngoài bảng: trên màn hình LED 7 đoạn, SPI và SPO của INVT dễ bị đọc nhầm thành SP1 và SP0, nhưng SP1 và SP0 không phải mã riêng. Ngoài 8 hãng trên, Inovance báo Err12 khi mất pha vào và Err13 khi mất pha ra. Để chẩn đoán đầy đủ một ca lỗi, bảng mã chỉ là điểm bắt đầu; nguyên nhân gốc phải xác định bằng đo kiểm theo các bước ở trên. Tổng quan các lỗi xem tại trang các lỗi thường gặp ở biến tần.

Câu hỏi thường gặp

Kết luận

Xử lý lỗi mất pha hiệu quả nằm ở thứ tự làm việc: phân biệt mất pha vào và mất pha ra trước, đo kiểm từng bước từ ngoài vào trong rồi mới sửa theo nguyên nhân. Đo đủ áp mà máy vẫn báo lỗi thì hướng sang cảm biến và tham số bảo vệ, thay vì thay linh kiện theo quán tính. Làm đủ chuỗi này thì lỗi mất pha ít tái diễn, và chi phí sửa cũng chốt được đúng mức thay vì thay linh kiện theo quán tính.