23.02.2026 von Viktor Siebert
Mitsubishi Servo Drive Unit MDS-A-V2-1005, Alarm Al. 50 Überlastabschaltung nach kurzer Laufzeit
Ausgangssituation und Fehlerbild.
Das Mitsubishi Servo Drive Unit MDS-A-V2-1005 wurde als Achsverstärker aus einer CNC Maschine angeliefert. Laut Kunde trat der Fehler zuverlässig nach kurzer Laufzeit auf. Nach dem Einschalten und dem Freigeben der Achse lief das System zunächst an, beim ersten Positionierablauf kam es jedoch zu einem Stopp mit Alarm Al. 50. Auffällig war, dass der Alarm nicht bei einer harten Kollision entstand, sondern bereits bei normaler Bearbeitung, häufig im Bereich niedriger Drehzahlen und beim Halten in Position. Die Bedienhandlung war dabei immer ähnlich: NC einschalten, Achse freigeben, Referenzieren, anschließend Positionierfahrt oder Halten unter Last, danach trat der Alarm auf und die Achse wurde gesperrt.
Eingangskontrolle und erste Diagnose
In der Sichtprüfung zeigte das Gerät keine äußeren mechanischen Schäden. Die Anschlüsse und Frontflächen waren intakt, jedoch war eine deutliche Verschmutzung im Bereich der Luftwege erkennbar. Für den Prüfstand wurde das Drive mit passender DC Versorgung und separater Steuerspannung betrieben. Der Fehler war reproduzierbar: Bei wiederholten Positionierbewegungen und moderater Lastsimulation stieg der Motorstrom auffällig schnell an. Nach kurzer thermischer Aufwärmphase wurde Alarm Al. 50 erneut ausgelöst. Damit ließ sich eine reine Bedien oder Parameterthematik als alleinige Ursache eingrenzen, da das Verhalten auch mit plausiblen Grundparametern auftrat, sobald ein Drehmoment gefordert wurde.
Technische Analyse
Alarm Al. 50 entspricht in dieser Baureihe einer Überlastüberwachung. Dabei bewertet die Regelung den Motorstrom über eine zeitabhängige I²t Funktion. Wird ein definierter Stromanteil über zu lange Zeit überschritten, meldet das Drive Überlast und schaltet ab, um Leistungsteil und Motor thermisch zu schützen. Bei der Analyse zeigte sich eine Ursache Wirkung Kette aus erhöhter Verlustleistung und reduzierter Wärmeabfuhr: Verschmutzte Luftwege verschlechtern die Kühlung, die Innentemperatur steigt früh an und die verfügbare Dauerstromfähigkeit sinkt. Gleichzeitig führt alterstypisches Verhalten im Energiezwischenkreis und in der Wärmeankopplung zu stärkerer Restwelligkeit und damit zu höheren Stromspitzen bei niedriger Drehzahl und beim Halten. Genau diese Stromspitzen lassen die Überlastintegration schneller auflaufen, auch wenn der Prozess mechanisch nicht blockiert ist. Das erklärt, warum der Alarm bevorzugt beim Positionieren und im Haltemoment auftrat und warum er mit zunehmender Erwärmung schneller kam.
Reparaturmaßnahmen und Instandsetzung
Das Drive wurde vollständig gereinigt und die Luftführung wieder frei hergestellt. Zusätzlich wurde die Kühlfunktion des Geräts überarbeitet, inklusive Wiederherstellung einer stabilen Wärmeübertragung der leistungstragenden Baugruppen auf den Kühlkörper. Der Energiepfad wurde präventiv überarbeitet, um die Spannungsstabilität unter Last und die Stromspitzen zu reduzieren. Abschließend wurden alle Steck und Schirmanschlüsse geprüft, die interne Spannungsversorgung unter Last kontrolliert und eine Parameter Plausibilitätsprüfung durchgeführt. Als präventive Maßnahme wurden Wartungsintervalle für Schaltschrankfilter und Lüftungswege empfohlen sowie eine thermische Bewertung der Einbausituation, da die Dauerstromfähigkeit direkt von Umgebungstemperatur und Luftführung abhängt.
Abschließender Funktionstest
Der Funktionstest erfolgte am Prüfstand mit DC Zwischenkreisspannung im Bereich 270 bis 311 V und separater AC Steuerversorgung 200 bis 230 V. Getestet wurden Ein Aus Verhalten, Freigabe, Referenzlauf und wiederholtes Positionieren über den gesamten Drehzahlbereich, inklusive stabiler Fahrten bei niedriger Drehzahl und Halten unter Lastsimulation. Parallel wurden Motorstrom, Zwischenkreisspannung und Gerätetemperatur überwacht. Zusätzlich wurden Schutzfunktionen wie Überstrom und Temperaturüberwachung sowie die Signalüberwachung der Rückführung geprüft. Das Drive arbeitete nach der Instandsetzung stabil, der Stromverlauf blieb reproduzierbar und Alarm Al. 50 trat im Dauerlauf nicht mehr auf.
Fazit
Der Ausfall wurde durch eine Kombination aus reduzierter Kühlleistung und alterstypischer Belastung im Energie und Leistungspfad ausgelöst. Diese führte zu erhöhten Stromspitzen und damit zum Ansprechen der Überlastüberwachung Al. 50. Durch Reinigung, thermische Überarbeitung und präventive Stabilisierung der Energieversorgung wurde die Stromtragfähigkeit wiederhergestellt. Der abschließende Prüfstandstest bestätigte eine fehlerfreie, thermisch stabile Funktion. Die Maßnahmen sind nachhaltig, da sie Ursache und typische Alterungsrisiken dieser Baujahre adressieren.
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Technische Spezifikationen
| Feld | Wert |
|---|
| Hersteller | Mitsubishi Electric Corporation |
| Gerätetyp | Servo Drive Unit, AC Servoregler für CNC Achsen |
| Modellbezeichnung | MDS-A-V2-1005 (laut Typenschild) |
| Serie | MDS-A-V2 |
| Leistung | ca. 1,0 kW (abhängig vom angeschlossenen Motor) |
| Eingangsspannung | DC 270 bis 311 V, 11 A (Leistung) plus AC 200 bis 230 V, 50/60 Hz, 0,2 A (Steuerung) |
| Ausgangsspannung | 3 AC, PWM, ca. 0 bis 230 V |
| Nennstrom | 3,4 A Dauer, 6,8 A Kurzzeit (laut Typenschild) |
| Steuerungsart | digitaler Strom und Drehzahlregler, Positionierung über CNC |
| Rückführung | ca. Encoder Rückführung, abhängig vom Motor (inkremental oder absolut) |
| Kühlung | ca. Luftkühlung mit aktiver Luftführung |
| Schutzart | ca. IP20 (Schaltschrankgerät) |
| Umgebungstemperatur | ca. 0 bis 45 °C (abhängig von Einbausituation) |
| Montage | Schaltschrank, modulare Antriebseinheit |
| Herkunft | Japan |
| Produktstatus | abgekündigt, Legacy System |
Einsatzumgebung und Einsatzmöglichkeiten
• Typische Maschinen: CNC Bearbeitungszentren, Drehmaschinen, Portalmaschinen, Handlingsysteme mit Achspositionierung
• Typische Baujahre: ca. Mitte 1990er bis frühe 2000er, Typenschild dieses Geräts 97/08
• Anwendungen: Positionieren, interpolierte Achsbewegungen, Halten unter Drehmoment, dynamische Beschleunigungen
• Anforderungen an Umgebung und Schaltschrank: saubere Luftführung, Filterwartung, ausreichender Abstand für Luftzirkulation, stabile Versorgung, EMV gerechte Schirmung
• Hinweise zu thermischer und elektrischer Belastung: Dauerstromfähigkeit sinkt mit Umgebungstemperatur, hohe Taktzeiten erhöhen die thermische Last, lange Motorleitungen und schlechte Schirmung erhöhen Stromspitzen
Funktionsbeschreibung
• Grundfunktion: Umwandlung der Zwischenkreisspannung in eine geregelte 3 Phasen Versorgung für den Servomotor
• Zusammenspiel Leistungsteil, Regelung, Rückführung: Stromregelkreis als Basis, darüber Drehzahl und Positionsregelung über die Rückführung, Sollwerte typischerweise aus der CNC
• Freigabe und Schutzlogik: Achsfreigabe nur bei plausibler Versorgung und plausiblen Signalen, Überstrom, Überlast I²t und Temperaturüberwachung schützen Motor und Leistungspfad
• Signalüberwachung: Rückführung und Kommunikation werden auf Ausfall und Plausibilität überwacht, bei Fehler erfolgt eine definierte Abschaltung
• Sicherheitsrelevanz: Schutzfunktionen verhindern thermische Schäden, unkontrollierte Bewegung und Folgeschäden an Maschine und Werkstück
Alarmmeldungen und Troubleshooting
| Alarmcode | Beschreibung | Mögliche Ursache | Empfohlene Maßnahme |
|---|
| 50 Al. 50 OL1 | Überlast 1, I²t Abschaltung | Dauerhaft hoher Motorstrom durch Last, erhöhte Reibung, unzureichende Kühlung, Parametrierung nicht passend | Mechanik und Last prüfen, Kühlung und Luftführung prüfen, Parameter für Stromgrenzen und Beschleunigung prüfen, Probelauf mit Temperaturüberwachung |
| 51 OL2 | Überlast 2, zweite Überlaststufe | Wie OL1, jedoch strengere Schwelle oder anderer Betriebszustand | Wie OL1, zusätzlich Betriebszyklus und Taktzeit bewerten |
| 3A OC | Überstrom | Kurzzeitiger Stromspitzenwert zu hoch, Leitungsfehler, fehlerhafte Last, falsche Motorzuordnung | Motorleitung und Schirmung prüfen, Isolationsmessung, Sollwertsprünge reduzieren, Motor Daten abgleichen |
| 3B PMO | Übertemperatur im Leistungspfad | Kühlung unzureichend, Umgebung zu warm, Luftwege blockiert, hohe Dauerlast | Luftwege reinigen, Einbausituation prüfen, Lastprofil anpassen, thermischen Probelauf durchführen |
| 46 OHM | Motor Übertemperatur | Motor Temperatursignal aktiv, Motor überlastet, Kühlung Motor unzureichend | Motor und Lüftung prüfen, Last reduzieren, Parameter und Strombegrenzung prüfen |
| 42 FE1 | Rückführfehler 1 | Signalunterbrechung, Störungen durch Schirmung, Geber nicht plausibel | Steckkontakte prüfen, Schirmung und Massekonzept prüfen, Signalqualität messen, Motor Geber prüfen |
| 43 FE2 | Rückführfehler 2 | Abweichung zwischen Soll und Ist, Rückführung unstet, Mechanik schwergängig | Mechanik prüfen, Regelparameter prüfen, Rückführung prüfen, Probelauf bei niedriger Drehzahl |
| 37 PE | Parameterfehler | Unzulässiger Parameterwert, falsches Parameterset | Parameter vergleichen, Standardwerte laden, Achse neu einmessen, Speichern und Neustart |
| 38 TP1 | Protokollfehler 1 | Kommunikationsrahmen fehlerhaft, Störungen, falsche Schnittstellenparameter | Kabel und Schirmung prüfen, Steckkontakte prüfen, Schnittstellenparameter vergleichen, Störquellen minimieren |
| 39 TP2 | Protokollfehler 2 | Kommunikationsinhalt unplausibel, Steuerung sendet fehlerhafte Daten | Steuerung und Drive Parameter abgleichen, Diagnoseprotokolle prüfen, Firmwarekompatibilität prüfen |
| 34 DP | CRC Fehler | Datenübertragung fehlerhaft, Störungen, Masseproblem | Schirmung, Masseführung, Leitungsweg prüfen, EMV Maßnahmen verbessern |
| 88 WD | Watchdog | Software Ablaufüberwachung reagiert, interne Prozessstörung | Versorgung stabilisieren, Neustart testen, thermische Ursachen ausschließen, bei Wiederholung Elektroniküberarbeitung |
Alarmübersicht basierend auf der vorhandenen MDS-A/B-V1 Alarmtabelle, Al. 50 ist dort als Overload 1
Baugruppenübersicht
| Baugruppe | Bezeichnung (funktional, nicht Bauteilnummern) | Funktion | Hinweise zur Prüfung oder Reparatur |
|---|
| Leistungseingang und Zwischenkreis | DC Energieversorgung und Energiepuffer | Versorgung des Leistungspfads, Spannungsstabilisierung | Zwischenkreisspannung unter Last prüfen, Restwelligkeit beobachten, thermische Auffälligkeiten dokumentieren |
| Steuerversorgung | interne Hilfsversorgung | Versorgung der Regelung und Überwachung | Spannungen im Kalt und Warmzustand prüfen, Reset Verhalten prüfen |
| Leistungsumrichter | 3 Phasen Motoransteuerung | Erzeugt geregelte Motorströme aus dem Zwischenkreis | Stromverlauf messen, Schutzabschaltungen prüfen, thermische Ankopplung beurteilen |
| Regelung und Überwachung | Strom, Drehzahl und Schutzlogik | Regelkreise, I²t Überlast, Diagnose | Parameter Plausibilität, Alarmhistorie, Reproduzierbarkeit unter Last testen |
| Rückführschnittstelle | Geber Eingang und Signalaufbereitung | Erfasst Istwerte für Drehzahl und Position | Signalqualität, Schirmung, Steckkontakte prüfen, Fehler FE auswerten |
| Kommunikation zur Steuerung | NC Schnittstelle | Freigabe, Sollwerte, Status und Diagnose | Protokollfehler TP und CRC Fehler DP mit EMV Prüfung abgleichen |
| Kühlung | Luftführung und Wärmepfad | Wärmeabfuhr aus dem Gerät | Luftwege reinigen, Einbausituation und Schaltschrankbelüftung bewerten |
| Schutzfunktionen | Überstrom, Überlast, Temperatur | Sichere Abschaltung bei Grenzwerten | Grenzwerte und Ansprechverhalten am Prüfstand verifizieren |