06.11.2025 von Viktor Siebert
Reparatur eines Yaskawa CACR-SR05SB1AFY187 Servopack getestet mit USAFED-05FS1S Servomotor
Eingangsbefund und Diagnose.
Das Servopack Yaskawa CACR-SR05SB1AFY187 wurde mit dem Alarm 1 Overcurrent direkt nach dem Einschalten angeliefert.
Der Fehler 1 bedeutet laut Yaskawa-Diagnosetabelle, dass ein Überstrom im Hauptstromkreis erkannt wurde typischerweise durch einen defekten Transistor, eine Überlast im Ausgang oder einen Masseschluss im Motor. Da der Alarm sofort nach dem Einschalten auftrat und die Sicherung unauffällig blieb, war klar, dass der Fehler nicht durch eine externe Last verursacht wurde, sondern innerhalb der Endstufe.
Nach dem Ausbau wurde das Gerät geöffnet. Schon die erste Sichtprüfung zeigte, dass der Kühlkörper und die anliegenden Leistungsmodule deutliche thermische Spuren aufwiesen. Besonders auffällig war ein verfärbter Bereich im unteren Abschnitt der Leistungsplatine, wo die Haupt-IGBTs montiert sind. Eine Isolationsmessung zwischen den drei Motorphasen (U, V, W) und dem Zwischenkreis ergab einen Widerstand im Kiloohm-Bereich ein klarer Hinweis auf einen internen Kurzschluss.
Reparatur und Aufbau
Zunächst wurde die komplette Leistungsstufe ausgebaut und gereinigt. Anschließend erfolgten Messungen der Transistormodule mit einem Hochspannungs-Prüfgerät, um defekte Halbleiter präzise zu identifizieren. Zwei der Leistungstransistoren zeigten eine durchgeschlagene Emitter-Kollektor-Strecke.
Diese Module wurden ersetzt, ebenso alle parallelen Freilaufdioden. Nach dem Austausch wurden Gate-Treiber und Schutzbeschaltungen (Widerstände, Snubber-Kondensatoren, Dioden) überprüft. Die Steuerplatine selbst zeigte keine sichtbaren Schäden, jedoch wurde sie einer gründlichen Reinigung und Sichtprüfung unterzogen, um mögliche Kurzschlüsse durch Flussmittelreste auszuschließen.
Die Leistungskühlung wurde neu montiert und mit frischer Wärmeleitpaste versehen. Danach folgte eine vollständige Isolations- und Funktionserstprüfung im spannungslosen Zustand, um sicherzustellen, dass keine Restdefekte vorhanden waren.
Test und Funktionsprüfung
Das reparierte Servopack wurde auf dem Prüfstand mit einem Yaskawa USAFED-05FS1S Motor getestet. Nach dem Einschalten verlief der Selbsttest fehlerfrei, die Netzaufnahme war stabil. Im ersten Testlauf ohne Last arbeitete das Gerät ruhig und ohne Störgeräusche. Anschließend wurden mehrere Belastungstests durchgeführt, einschließlich plötzlicher Drehmomentwechsel und Stop-Phasen. Alle Schutzfunktionen (Überstrom, Überlast, Überspannung) reagierten innerhalb der Sollgrenzen.
Zur Qualitätssicherung wurde das Gerät im thermischen Dauerbetrieb mit 50 % und 80 % Last getestet. Die Temperatur am Kühlkörper blieb stabil unter 45 °C, und der Stromverlauf war symmetrisch. Der Fehler 1 trat nicht erneut auf.
Präventive Maßnahmen
Da Überstromalarme häufig auf alternde Halbleiter oder Schwankungen im Zwischenkreis zurückzuführen sind, wird empfohlen:
- Regelmäßige Isolationsprüfung zwischen Motorleitungen und Erde
- Kontrolle der Zwischenkreiskondensatoren alle 5 Jahre
- Sicherstellung der ausreichenden Kühlung und sauberen Belüftung
- Keine schnellen Ein-/Ausschaltzyklen ohne Entladezeit der Kondensatoren
Fazit
Das Yaskawa CACR-SR05SB1AFY187 wurde erfolgreich repariert, alle Messwerte liegen wieder innerhalb der Yaskawa-Spezifikation. Der ursprüngliche Fehler 1 (Overcurrent) wurde durch einen Kurzschluss im Leistungstransistormodul verursacht. Nach Austausch der betroffenen Komponenten, thermischer Aufarbeitung und finalem Testlauf arbeitet das Gerät wieder zuverlässig und ist voll betriebsbereit.
Ergebnis:
Fehler beseitigt alle Schutzfunktionen funktionsfähig, Leistungsmodule erneuert, vollständiger Last- und Dauertest erfolgreich abgeschlossen.
Weitere Informationen wie Preis, Lieferzeit zum: Yaskawa CACR-SR05SB1AFY187 Servopack
Servo Motor erwähnt: Yaskawa USAFED-05FS1S AC Servo Motor
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Technische Spezifikationen
| Spezifikation | Wert | Anmerkung |
|---|
| Hersteller | Yaskawa Electric | Japan |
| Serie | CACR-SR | AC Servopack D-Serie |
| Modell | CACR-SR05SB1AFY187 | Servoverstärker für 0,5 kW-Motor |
| Nennspannung | 3-Phasen 200–230 V AC ±10 % | 50/60 Hz |
| Steuerstromkreis | 1-Phasen 200–230 V AC | 50/60 Hz |
| Ausgangsstrom (nenn) | 3,5 A | Kontinuierlich |
| Maximalstrom | 10,6 A | Kurzzeitig |
| Regelung | PWM-Transistorsteuerung | Mit optischem Encoder |
| Feedback | Inkrementalgeber 6000 P/R | Kombination mit USADED-05E |
| Schutzfunktionen | Überstrom, Überspannung, Unterspannung, Überlast, Überhitzung, Regenerations- und CPU-Fehler | LED-Anzeige |
| Umgebung | 0–40 °C, 20–80 % rF (nicht kondensierend) | |
| Gewicht | ca. 5,5 kg | Basisgerät |
Typische Alarmmeldungen der CACR-SR-Serie
| LED-Code | Fehlererkennung | Bedeutung / Ursache | Korrekturmaßnahme |
|---|
| 1 – Overcurrent | Überstrom im Hauptstromkreis | Kurzschluss, defektes Transistormodul oder Motor-Erdschluss | Servopack und Motor prüfen |
| 2 – Circuit Protector Tripped | Leitungsschutz hat ausgelöst | Haupt-Thyristor oder Sicherung defekt | Nach Prüfung Servopack starten oder ersetzen |
| 3 – Regenerative Trouble | Fehler in Rückspeisung / Widerstand offen | Regenerationstransistor defekt, Widerstand offen (SR60-Serie) | Regenerationspfad prüfen |
| 4 – Overvoltage | Überspannung im Zwischenkreis | Zu hohe Trägheit oder Defekt in Regenerationsschaltung | Last prüfen |
| 5 – Overspeed | Überschreitung der zulässigen Drehzahl | Encoder- oder Motorverdrahtung fehlerhaft | Phasen prüfen |
| 6 – Voltage Drop | Unterspannung | Netzspannung oder Diodenfehler | Spannungsversorgung prüfen |
| 7 – Overload | Überlast | Dauerlast > 105 % des Nennwerts | Last reduzieren |
| 8 – Heatsink Overheat | Kühlkörperüberhitzung | Lüfterausfall, Umgebung > 55 °C | Kühlung prüfen |