28.02.2026 von Viktor Siebert
Reparatur eines Yaskawa Servopack CACR-SR30SB1BFY100 mit Überstromalarm A.1 durch fehlerhafte Strommessung und verschlissene Leistungsstufe
Ausgangssituation und Fehlerbild
Zur Instandsetzung wurde ein Yaskawa Servopack CACR-SR30SB1BFY100 eingesendet. Das Gerät gehört zur bewährten CACR-SR Serie, häufig auch als VS-800 bezeichnet, und wird typischerweise in älteren CNC Maschinen eingesetzt. Die Leistungsklasse SR30 steht für ca. 3,0 kW.
Laut Technikerbericht lief der angeschlossene Motor beim Test kurz an, vibrierte deutlich und schaltete anschließend mit Alarm A.1 ab. Der Fehler trat reproduzierbar beim Hochlauf auf. Im Ruhezustand war keine Auffälligkeit erkennbar. Die Besonderheit lag darin, dass messtechnisch zunächst alle Leistungswerte plausibel erschienen und der Antrieb am Prüfplatz grundsätzlich startfähig war.
Technisch auffällig war das starke Vibrieren unmittelbar nach dem Freigabesignal, gefolgt von einer schnellen Abschaltung. Dieses Verhalten deutet auf eine inkonsistente Stromrückmeldung hin, bei der die interne Überstromüberwachung anspricht, obwohl mechanisch kein Blockieren vorliegt.
Eingangskontrolle und erste Diagnose
Nach Wareneingang erfolgte die übliche Sichtprüfung. Das Gerät zeigte altersbedingte thermische Spuren im Bereich der Leistungseinheit. Steckverbinder und Klemmen waren mechanisch intakt. Keine offensichtlichen Leiterbahnunterbrechungen oder Brandstellen.
Für die erste Funktionsprüfung wurde das Servopack an einen Prüfstand mit dreiphasiger Versorgung ca. 3 x 230 V AC angeschlossen. Vor dem Öffnen und Abziehen von Steckern wurde das Gerät spannungsfrei geschaltet, gegen Wiedereinschalten gesichert, die Entladezeit der Zwischenkreiskondensatoren abgewartet und die Spannungsfreiheit geprüft.
Beim Startversuch mit Referenzsignal lief der Motor kurz an, zeigte jedoch ein deutliches Drehmomentzittern. Innerhalb weniger hundert Millisekunden erschien der Fehler A.1, der in dieser Serie einen Überstromzustand signalisiert. Die Abschaltung erfolgte dynamisch über die interne Schutzlogik.
Erste Messungen zeigten, dass die Ausgangsströme asymmetrisch und nicht plausibel zur Last waren. Die Stromanzeige im grünen Messkreis wich deutlich von der tatsächlichen Phasenstrommessung am Oszilloskop ab.
Technische Analyse
Die CACR-SR Serie arbeitet mit einer hybriden analogen und digitalen Regelstruktur. Die Stromregelung basiert auf einer internen Messung des Phasenstroms, der als Regelgröße für die Pulsweitenmodulation dient. Wird ein Grenzwert überschritten oder scheinbar überschritten, löst die Schutzfunktion A.1 aus.
Im vorliegenden Fall lieferte der interne Strommesser falsche Messwerte. Ursache war eine bekannte Schwachstelle dieser Serie im Bereich der Stromerfassung. Durch Alterung und thermische Belastung verschieben sich Messkennlinien. Die Folge ist eine fehlerhafte Rückmeldung an die Stromregelung.
Ursache Wirkung Kette:
Alterung der Strommesskomponente führt zu verfälschter Stromrückmeldung.
Die Regelung interpretiert dies als Überstrom.
Die Schutzlogik löst Alarm A.1 aus.
Der Motor wird dynamisch abgeschaltet.
Zusätzlich zeigte die Leistungsendstufe deutliche Verschleißerscheinungen. Die Ansteuerstufen der Leistungseinheit wiesen thermische Vorschädigungen auf. Isolierte Signalübertrager in der Ansteuerung waren ebenfalls beeinträchtigt. Dadurch kam es zu instabiler Pulsmodulation, was das Vibrationsverhalten zusätzlich verstärkte.
Dieses Zusammenspiel aus fehlerhafter Strommessung und verschlissener Leistungsstufe erklärt das beobachtete Startverhalten.
Reparaturmaßnahmen und Instandsetzung
Die Instandsetzung erfolgte in mehreren Schritten.
Zunächst wurde die komplette Leistungsendstufe überarbeitet. Stark belastete Leistungsmodule wurden ersetzt. Die Ansteuerbaugruppen mit isolierter Signalübertragung wurden vollständig erneuert.
Der fehlerhafte Strommesser wurde durch eine überarbeitete Ausführung ersetzt. Anschließend erfolgte eine Kalibrierung der Stromrückführung auf Nennstrom ca. 26 A entsprechend der SR30 Leistungsklasse.
Zusätzlich wurden folgende präventive Maßnahmen durchgeführt:
• Austausch thermisch belasteter Kühlkörperanbindungen
• Reinigung der Kühlkanäle und Lüftereinheit
• Kontrolle der Steckverbindungen 1CN und 2CN
• Prüfung der Encoder Signalqualität
• Überprüfung der Zwischenkreiskondensatoren auf ESR und Kapazität
Alle Arbeiten an spannungsführenden Teilen erfolgten ausschließlich durch Elektrofachkräfte mit geeigneter Messausrüstung und unter Beachtung der geltenden Sicherheitsvorschriften.
Abschließender Funktionstest
Der Funktionstest erfolgte am hauseigenen Prüfstand.
Versorgung: 3 x 230 V AC
Motorlast: simulierte Nennlast ca. 3 kW
Drehzahlbereich: 0 bis 2000 U/min
Testablauf:
• Ein Aus Verhalten mehrfach geprüft
• Referenzlauf bei niedriger Drehzahl ca. 100 U/min
• Mittlere Drehzahl ca. 1000 U/min
• Hohe Drehzahl nahe Nenndrehzahl
• Lastwechsel unter Dauerbetrieb
• Überstromschutzprüfung
• Thermische Beobachtung über ca. 120 Minuten
Der Motor lief stabil ohne Vibrationen. Keine erneute Auslösung von A.1. Die Stromaufnahme war symmetrisch und entsprach den Sollwerten. Temperaturverlauf unauffällig.
Ergebnis: fehlerfrei, stabil, reproduzierbar.
Fazit
Der Alarm A.1 wurde durch eine verfälschte Stromrückmeldung in Kombination mit einer verschlissenen Leistungsstufe verursacht. Nach Austausch der betroffenen Baugruppen und Kalibrierung arbeitet das Servopack wieder innerhalb der Spezifikation.
Die Reparatur ist nachhaltig, da neben der Fehlerbeseitigung auch thermisch belastete Komponenten präventiv erneuert wurden. Damit wird die Betriebssicherheit deutlich erhöht und ungeplante Stillstände werden vermieden.
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Technische Spezifikationen
| Parameter | Wert |
|---|
| Hersteller | Yaskawa |
| Gerätetyp | Servo Drive |
| Modellbezeichnung | CACR-SR30SB1BFY100 |
| Serie | CACR-SR |
| Leistung | ca. 3,0 kW |
| Eingangsspannung | 3 x 200 bis 230 V AC |
| Ausgangsspannung | 3 x 0 bis ca. 230 V AC PWM |
| Nennstrom | ca. 26 A |
| Steuerungsart | Analoge Geschwindigkeitsregelung |
| Rückführung | Inkrementalgeber 5000 P/R |
| Kühlung | Integrierter Lüfter |
| Schutzart | IP20 |
| Umgebungstemperatur | 0 bis 55 °C |
| Montage | Schaltschrank Montage |
| Herkunft | Japan |
| Produktstatus | Abgekündigt |
Einsatzumgebung und Einsatzmöglichkeiten
Typische Anwendungen sind CNC Drehmaschinen, Fräsmaschinen und Werkzeugmaschinen aus den 1980er und 1990er Jahren. Häufig kombiniert mit Yaskawa AC Servomotoren der M oder F Serie.
Der Antrieb eignet sich für Positionieraufgaben mit analoger Sollwertvorgabe. Schaltschrankumgebung sollte gut belüftet sein. Hohe thermische Dauerbelastung führt zu beschleunigter Alterung der Leistungskomponenten.
Empfohlen wird eine regelmäßige Kontrolle der Lüfterfunktion sowie der Zwischenkreisspannung bei älteren Anlagen.
Funktionsbeschreibung
Das Servopack wandelt die dreiphasige Netzspannung in eine geregelte PWM Ausgangsspannung für den Servomotor um. Die interne Stromregelung basiert auf der Messung des Motorphasenstroms.
Leistungsteil, Regelung und Rückführung arbeiten im geschlossenen Regelkreis. Der Encoder liefert Positions und Drehzahlinformationen. Die Stromrückmeldung schützt vor Überlast.
Schutzfunktionen umfassen Überstrom, Überspannung, Überhitzung und Phasenausfall. Bei Grenzwertüberschreitung erfolgt dynamische Abschaltung.
Diese Schutzmechanismen sind sicherheitsrelevant, da sie Leistungshalbleiter und Motor vor Zerstörung schützen.
Alarmmeldungen und Troubleshooting
| Code | Fehlerbeschreibung | Ursache | Lösung |
|---|
| A.1 | Überstrom | Kurzschluss Motor oder fehlerhafte Strommessung | Motor prüfen, Strommessung prüfen |
| 1 | Overcurrent | Phasenkurzschluss | Verdrahtung prüfen |
| 2 | Main circuit fuse | Interner Kurzschluss | Leistungseinheit prüfen |
| 3 | Regeneration error | Bremswiderstand defekt | Widerstand prüfen |
| 4 | Overvoltage | Netzspannung zu hoch | Netz prüfen |
| 5 | Overspeed | Encoder Signal fehlerhaft | Encoder prüfen |
| A | Overload | Mechanische Blockade | Last prüfen |
| B | Heatsink overheat | Lüfter defekt | Lüfter prüfen |
| F | Phase loss | Phase fehlt | Netz prüfen |
| 8 | Cooling fault | Luftzirkulation unzureichend | Schaltschrank prüfen |
Baugruppenübersicht
| Baugruppe | Bezeichnung funktional | Funktion | Hinweise zur Prüfung |
|---|
| Leistungseinheit | Leistungsteil | Motoransteuerung | Thermische Spuren prüfen |
| Stromerfassung | Strommesskreis | Rückmeldung für Regelung | Kalibrieren |
| Ansteuerstufe | Gate Ansteuerung | Taktung der Leistung | Signalform prüfen |
| Zwischenkreis | DC Bus | Energiepuffer | Kapazität und ESR prüfen |
| Lüftereinheit | Kühlung | Wärmeabfuhr | Drehzahl prüfen |
| Steuerplatine | Regelung | Soll Ist Vergleich | Sichtprüfung |