三菱伺服驱动器典型故障码AL.10/AL.20维修案例解析

三菱伺服驱动器典型故障码 AL.10/AL.20 维修案例解析

在三菱伺服驱动器（MR-JE/MR-J4/MR-J5 系列）的故障场景中，AL.10（主电路欠压）与 AL.20（电机过流）是两类与 “能量供给”“能量转换” 直接相关的高频故障码。前者关乎驱动器输入能量的稳定性，后者影响电机输出能量的合理性，若仅表层处理易导致故障反复。本文通过两个实战案例，按 “现象→数据→本质→维修” 的逻辑，解析从定位问题到根治故障的完整方案。

案例 1：AL.10（主电路欠压）—— 从 “开机报警” 到 “供电链路压降异常”

1. 故障场景与现象观察

• 设备信息：某自动化装配线，搭载三菱 MR-JE-200A 驱动器，驱动 2kW 伺服电机，用于传送带定位。

• 直接现象：驱动器通电开机后，面板立即报 AL.10，无法启动；偶尔断电重启后能短暂运行（约 5 分钟），随后报警。

• 伴随现象：

• 报警时驱动器电源指示灯（PWR）亮度明显变暗；

• 车间其他设备（如周边 PLC、传感器）无电压异常，仅该驱动器所在支路出现问题；

• 触摸驱动器输入端子（L1/L2/L3）电缆，有轻微发热感（环境温度 25℃，电缆温度约 35℃）。

2. 数据采集：量化供电链路异常

通过万用表、钳形电流表采集关键数据，定位压降环节：

3. 本质溯源：供电链路 “阻抗叠加” 导致欠压

AL.10 的核心是 “驱动器主电路电压低于保护阈值（通常为额定电压的 85%，380V 机型约 323V）”，本案例中欠压由两大阻抗叠加引发：

• 电缆阻抗过大：1.5mm² 电缆线径小于推荐值（2.5mm²），电流通过时产生较大线损（尤其带载时电流增大，压降更明显）；

• 端子接触阻抗增大：输入端子螺丝未按标准扭矩紧固，长期运行后端子氧化，接触电阻从正常的≤5mΩ 增至≥50mΩ，加剧电压损耗；

• 两者叠加效应：电缆线损 + 端子接触损耗，导致驱动器输入电压从 378V 降至 342V，虽未低于保护阈值，但接近阈值（323V），开机时电容充电瞬间或带载时电流波动，极易触发 AL.10 保护。

4. 维修方案：重构低阻抗供电链路

步：更换适配电缆，降低线损

• 拆除原 1.5mm² 铜芯电缆，更换为 2.5mm² 阻燃铜芯电缆（符合三菱驱动器载流要求），电缆长度从原 5m 缩短至 3m（减少长线径带来的额外阻抗）；

• 电缆敷设时避免与动力电缆（如电机输出电缆）并行捆扎，防止电磁干扰，但无需额外屏蔽（供电链路对干扰不敏感）。

第二步：修复端子接触，消除接触阻抗

• 用细砂纸打磨驱动器输入端子（L1/L2/L3）与电缆接头的氧化层，直至露出金属光泽；

• 涂抹少量导电膏（如氮化铝导电膏），降低接触电阻；

• 用扭矩扳手按标准扭矩（M4 螺丝 1.5N・m）紧固端子，确保接触可靠。

第三步：验证与优化，避免复发

• 通电测试：开机后驱动器输入端子电压稳定在 372-375V，与电网偏差≤3%，无 AL.10 报警；

• 带载验证：加载至电机额定负载的 120%（2.4kW），运行 1 小时，输入端子电压维持在 365-370V，电缆温度≤30℃，端子无发热；

• 长期监控：通过驱动器参数 Pr.92（输入电压记录），连续 7 天记录电压波动，大值 375V，小值 368V，无低于 360V 的情况，彻底解决欠压问题。

案例 2：AL.20（电机过流）—— 从 “带载报警” 到 “能量转换系统失配”

1. 故障场景与现象观察

• 设备信息：某数控铣床 Z 轴，采用三菱 MR-J4-70A 驱动器，配套 750W 伺服电机（HC-KFS73），用于主轴升降。

• 直接现象：电机带载运行（主轴下降时，负载约 500N），驱动器运行 15-20 分钟后报 AL.20，停机后冷却 30 分钟，重启可短暂运行，故障循环出现。

• 伴随现象：

• 报警前电机外壳温度明显升高（红外测温仪测约 85℃，正常≤75℃）；

• 驱动器面板显示输出电流：带载时从额定 2.1A 升至 3.5A（超保护阈值 A，1.5 倍额定电流）；

• 电机运行时有轻微 “嗡嗡” 异响，不同于正常运行的平稳噪音，且振动幅度增大（千分表测机壳振动 0.15mm，正常≤0.05mm）。

2. 数据采集：定位能量转换异常

通过万用表、绝缘摇表、示波器采集电机与驱动器数据：

3. 本质溯源：能量转换 “三重失衡” 引发过流

AL.20 的核心是 “电机或驱动器输出电流超过保护阈值”，本案例中过流由电机、机械、参数三重失衡导致：

• 电机绕组失衡：B 相绕组电阻偏大，电流分配不均，B 相电流过载，绕组受潮导致漏电流，额外消耗能量并发热；

• 机械负载失衡：轴承磨损后径向间隙增大，电机旋转时产生偏心振动，负载扭矩从正常 2.5N・m 增至 4.2N・m，超出电机额定扭矩（3.0N・m），迫使电机输出更大电流以维持转速；

• 参数调节失衡：电流环比例增益（Pr.10）过低（2＜推荐值 5），积分时间（Pr.11）过长（25ms＞推荐值 10ms），电机负载波动时，驱动器无法快速调整输出电流，导致电流峰值超阈值。

4. 维修方案：实现能量转换系统匹配

步：修复电机本体，恢复能量转换基础

• 绕组处理：拆解电机，用绝缘漆浸泡定子绕组（温度 80℃，时间 4 小时），烘干后测试绝缘电阻≥100MΩ；用万用表复测三相绕组电阻，通过微调绕组匝数，使三相电阻偏差≤3%（终 U-V=3.3Ω，V-W=3.4Ω，W-U=3.3Ω）；

• 轴承更换：拆除老化轴承（原型号 6204ZZ），更换同型号高精度轴承，安装时涂抹耐高温润滑脂（锂基润滑脂，填充量为轴承内部空间的 1/3），测试径向间隙≤0.01mm。

第二步：优化驱动器参数，匹配负载特性

• 电流环参数调整：通过三菱 GX Works3 软件，将 Pr.10（电流环比例增益）从 2 调至 5，Pr.11（电流环积分时间）从 25ms 调至 10ms，提升电流动态响应速度，减少负载波动时的电流峰值；

• 过载保护阈值校准：电机额定电流 2.1A，将 Pr.50（过流保护阈值）从默认 A（1.5 倍）微调至 2.73A（1.3 倍），既保留安全余量，又避免正常负载波动误触发保护。

第三步：系统验证，确保长期稳定

• 电流平衡测试：带载运行时，三相电流分别为 U 相 2.2A，V 相 2.3A，W 相 2.2A，偏差≤4.5%，无单相加载；

• 温度与振动测试：连续运行 4 小时，电机外壳温度≤68℃，驱动器温度≤52℃，机壳振动≤0.04mm，无 “嗡嗡” 异响；

• 动态负载测试：模拟主轴频繁升降（10 次 / 分钟），电流峰值稳定在 2.6-2.7A，未超保护阈值，无 AL.20 报警，彻底解决过流问题。

AL.10/AL.20 故障维修核心

通过两个案例可见，AL.10 与 AL.20 的维修需跳出 “故障码→换部件” 的表层思维，从 “供电链路”“能量转换” 系统逻辑出发，结合数据量化异常，才能找到本质问题。维修后需通过带载验证、长期监控确保根治，避免故障反复影响生产。