Eingang und erste Analyse.

Manchmal erreicht uns ein Gerät, das auf den ersten Blick gar nicht so aussieht, als könne es noch funktionieren.
Doch sobald man es öffnet, versteht man, wie viel Improvisation und Notwendigkeit in industriellen Prozessen steckt.
Der Yaskawa Converter CIMR-MR5N2015, der uns aus Norwegen erreichte, war genau so ein Fall.

Der Kunde schrieb uns mit einer kurzen, aber sehr präzisen Fehlerbeschreibung:
„Wenn ich die Spindel langsam hochfahre, funktioniert sie. Wenn ich sie schnell beschleunige, fällt sie aus.“
Ein Satz, der viel sagt, wenn man ihn richtig liest.
In der Praxis bedeutet das: Der Stromfluss in der Leistungsstufe ist instabil, bei niedriger Drehzahl noch innerhalb der Toleranz, bei schneller Beschleunigung aber überschreitet er die Belastungsgrenzen der IGBTs.
Das deutet auf einen thermischen oder strukturellen Schaden in der Leistungsstufe hin.

Sichtprüfung und erste Erkenntnisse

Schon beim Auspacken fiel uns der typische Geruch auf: leicht süßlich, verschmort, ein untrügliches Zeichen dafür, dass im Inneren etwas durchgebrannt war.
Nach dem Öffnen bestätigte sich der Verdacht.
Das Transistormodul, das Herzstück der Leistungsstufe, war teilweise verbrannt.
Die darüberliegende Steuerplatine zeigte deutliche Verfärbungen und Verkohlungen, besonders in den Bereichen, in denen sich die Hitze aufgestaut hatte.
Trotz dieser massiven Schäden war das Gerät laut Aussage des Kunden über Monate weiter in Betrieb gewesen.
Er hatte keine Wahl, ein wichtiger Auftrag, laufende Produktion, keine Ersatzteile verfügbar.
Ein Szenario, das wir in der Industrie nur zu gut kennen.

Risiken durch thermische Schäden

Was viele nicht wissen: Ein solches Weiterbetreiben ist ein enormes Risiko.
In diesem Zustand hätte der Converter jederzeit vollständig durchschlagen können, und das nicht leise, sondern mit einem lauten Knall, begleitet von Rauch, Flammen und einem großflächigen Kurzschluss.
Die angrenzenden Platinen und Kabelbäume wären ebenfalls betroffen gewesen.
Glücklicherweise kam es nicht dazu.
Doch die Spuren waren deutlich: Das Harz auf der Steuerplatine war an mehreren Stellen aufgebläht, die Leiterbahnen leicht angekohlt, und der darunterliegende IGBT-Körper zeigte schwarze Einschlüsse.

Demontage und Ursachenanalyse

Wir entschieden, das Gerät vollständig zu zerlegen.
Jede Schraube, jedes Bauteil wurde einzeln geprüft, gereinigt und dokumentiert.
Das verbrannte Transistormodul wurde demontiert, seine Anschlüsse waren regelrecht verschmolzen.
Solche Schäden entstehen oft, wenn über längere Zeit Übergangswiderstände bestehen, z. B. durch gelockerte Schrauben, Materialermüdung oder feine Haarrisse in den Lötstellen.
Der elektrische Strom erzeugt Wärme, die wiederum den Kontakt weiter verschlechtert, ein schleichender Teufelskreis.

Die darüberliegende Steuerplatine war äußerlich noch intakt, aber die Verfärbungen ließen uns keine Ruhe.
Wir führten eine thermische Belastungsanalyse durch: Mehrere Bereiche hatten Temperaturen von über 100 °C erreicht die Werte, die die Lebensdauer von Leiterplatten und Bauteilen massiv verkürzen.
Das Risiko eines späteren Ausfalls wäre einfach zu groß gewesen.
Also entschieden wir uns, diese Platine komplett zu ersetzen, obwohl sie im Test zunächst noch „funktionierte“.
Das ist ein Punkt, an dem sich Erfahrung und Verantwortung zeigen: Nur weil ein Bauteil noch arbeitet, heißt es nicht, dass es sicher ist.

Reinigung und Wiederaufbau

Parallel dazu wurde das Gerät gründlich gereinigt.
Alle Rückstände von Ruß, Staub und alter Wärmeleitpaste wurden entfernt.
Die Kühlkörper wurden plan geschliffen und neu eingefettet, um eine optimale Wärmeableitung sicherzustellen.
Die DC-Link-Kondensatoren wurden geprüft, die Isolationswerte gemessen und die Gate-Treiber-Schaltung des neuen Transistormoduls neu abgeglichen.

Dieser Abschnitt der Arbeit ist oft unscheinbar, aber entscheidend: Nur durch sorgfältige Reinigung und Wiederherstellung der thermischen Verbindungen kann ein Gerät später zuverlässig laufen.
Gerade bei Convertern wie dem CIMR-MR5N2015, die dauerhaft unter hoher Last arbeiten, sind solche Details ausschlaggebend für die Lebensdauer.

Testlauf und Messergebnisse

Für den abschließenden Funktionstest kam der Converter auf unseren Yaskawa-Testplatz, der speziell für solche Hochleistungsgeräte ausgelegt ist.
Hier werden Spannung, Strom, Temperatur und Signalqualität unter realen Lastbedingungen über mehrere Stunden gemessen und protokolliert.
Bei der ersten Inbetriebnahme lief alles stabil.
Nach etwa 30 Minuten wurde der Converter gezielt auf Belastungsspitzen getestet, das Verhalten war durchgehend sauber.
Keine Spannungseinbrüche, keine Stromverzerrungen, keine thermischen Auffälligkeiten.
Der neue Aufbau arbeitete exakt im Sollbereich.

Während der Abschlussmessung zeigte sich, wie wichtig präventive Überholung ist.
Das neue Transistormodul lief bei einer deutlich niedrigeren Betriebstemperatur, was nicht nur die Lebensdauer verlängert, sondern auch die Stabilität des gesamten Systems verbessert.
Das bestätigte, dass es die richtige Entscheidung war, nicht nur das defekte Bauteil zu ersetzen, sondern die thermisch belastete Platine gleich mit.

Der Mensch hinter der Maschine

Was diesen Fall besonders macht, ist nicht nur der technische Aspekt, sondern auch die menschliche Seite.
Der Kunde hatte über Wochen improvisiert, weil es keine schnelle Lösung gab.
Er wusste, dass das Risiko besteht, und suchte erst dann Hilfe, als es fast zu spät war.
Das ist in vielen Betrieben Alltag: Produktionsdruck, fehlende Ersatzgeräte, Fachkräftemangel, alles Faktoren, die dazu führen, dass man Geräte weiterlaufen lässt, obwohl man weiß, dass es gefährlich ist.
Genau dafür gibt es spezialisierte Reparaturbetriebe wie uns.
Wir verstehen nicht nur die Elektronik, sondern auch die Situation dahinter.

Abschluss und Empfehlungen

Nach erfolgreicher Reparatur, Reinigung und Prüfung wurde der Converter wieder verpackt und für den Rückversand vorbereitet.
Dem Kunden legten wir einen kurzen Bericht mit Wartungsempfehlungen bei.
Unter anderem: regelmäßige Kontrolle der Lüfter, Reinigung der Kühlkanäle und eine thermische Inspektion alle 12 Monate.
Damit lässt sich verhindern, dass solche thermischen Schäden überhaupt entstehen.

Der Fall zeigt eindrücklich, wie wichtig eine Kombination aus Erfahrung, technischer Methodik und Verantwortungsbewusstsein ist.
Ein Transistormodul kann man ersetzen, Vertrauen und Betriebssicherheit muss man sich erarbeiten.
Für uns war das keine gewöhnliche Reparatur, sondern ein Lehrstück dafür, wie schmal der Grat zwischen Funktion und Katastrophe manchmal ist.
Am Ende steht ein funktionierendes Gerät, ein zufriedener Kunde, und die Gewissheit, dass man ein Stück Industrie am Laufen gehalten hat.

Weitere Informationen wie Preis, Lieferzeit zum:
Yaskawa CIMR-MR5N2015 Converter

Yaskawa Inverter CIMR-M5N2015

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Unser Team freut sich auf Ihre Anfrage!

Gerätedaten (Technische Spezifikationen)

Modell: Yaskawa CIMR-MR5N2015
Eingangsspannung: AC 3-Phasen 200–220 V 50 Hz / 200–230 V 60 Hz
Eingangsstrom: 39,3 A (50 Hz kontinuierlich) / 53,6 A (60 Hz, 30 min)
Ausgangsspannung: DC 270–325 V
Ausgangsstrom: 52,4 A (kont.) / 71,4 A (30 min)
Spezifikation: 20150A
Programmversion: 0026
Gewicht: ca. 17 kg
Kühlung: Zwangsbelüftung
Hersteller: Yaskawa Electric Corporation, Japan
Produktionsjahr: ca. 2015
Handbuchreferenz: Yaskawa MR5 Converter Manual, Kapitel 12.2 Faults

Einsatzumgebung & kompatible Geräte

Der Yaskawa CIMR-MR5N2015 ist Teil des VARISPEED-626M5 / 656MR5 Systems, das aus einem Inverter (CIMR-M5) und einem Converter (CIMR-MR5) besteht.
Das System wurde speziell für Werkzeugmaschinen-Spindelantriebe entwickelt und ist auf hohe Drehmomentdichte, stabile Drehzahlregelung und Energie-Rückspeisung ausgelegt.

Typische Einsatzbereiche:

• CNC-Bearbeitungszentren mit integrierten Spindel- und Achsantrieben
• Hochgeschwindigkeits-Spindeln für präzise Metall- und Hartbearbeitung
• Anwendungen mit Brems- und Rückspeisebetrieb (Regenerative Drives)

Kompatible Inverter- und Motorserien:

• Spindel-Inverter: Yaskawa CIMR-M5A, CIMR-M5N, CIMR-M5D…..
• Spindelmotoren: Yaskawa UAASKA-… und UAASKB-… Serien (Standard- und Winding-Selection-Typen, 200 V / 400 V Klassen)
• Encoder-Typen: UTMSI-10AAGAZA, UTMSI-10AAGBZA
• Steuerungsumgebungen: Eigenständige Yaskawa-Systeme oder kundenspezifische CNC-Steuerungen mit analogem oder digitalem Geschwindigkeitsreferenzsignal (z. B. ±10 V, 12-Bit Digital)

Das Gesamtsystem bildet ein geschlossenes Yaskawa-Spindelantriebssystem, bei dem Converter und Inverter über DC-Zwischenkreise gekoppelt sind.
Die Energie-Rückspeisung erfolgt über den MR5-Converter in das Versorgungsnetz, was sowohl Energieeffizienz als auch thermische Stabilität in Dauerbetrieb-Anwendungen verbessert.

Alarmmeldungen & Troubleshooting

Fehlercodes laut Yaskawa Manual CIMR-MR5, Tabelle 12.1 Converter Faults:

01 – Überstrom: Ausgangsstrom über Grenzwert. Verkabelung, Eingangsspannung, AC-Reaktor prüfen.
04 – Hauptstrom-Sicherung defekt: Transistor- oder Kurzschluss. Transistor und Last prüfen.
05 – Überlast: Übermäßige Last. Last reduzieren oder Antrieb neu dimensionieren.
11 – Ausgangs-Überspannung: DC-Link über 400 V (200 V Klasse). Eingang und Last kontrollieren.
12 – Hauptkreis-Unterspannung: Netzspannung zu niedrig. Versorgung prüfen.
14 – Servo-Versorgung fehlerhaft: Steuerspannung unzulässig. Kontrolle der Hilfsspannung.
15 – Netzfrequenzfehler: ± 5 % Abweichung. Netzfrequenz prüfen.
16 – Initial Charging Fault: Kondensatorladung nicht abgeschlossen. Gerät ersetzen oder überholen.
17 – Phasenausfall: Eingangsphase unterbrochen. Zuleitungen prüfen.
23 – Schützfehler: Magnetkontakt funktioniert nicht. Gerät ersetzen.
43 – Heatsink Übertemperatur 1: Kühlung prüfen.
44 – Heatsink Übertemperatur 2: Überhitzung länger als 1 Minute. Belüftung verbessern.
45 – Thermistor Unterbrechung: Sensor defekt. Ersetzen.
46 – Steuerplatine über 80 °C: Umgebungstemperatur prüfen.
47 – Steuerplatine über 85 °C: Kritische Übertemperatur. Reinigung und Kühlung erforderlich.

Bestandteile

Steuerplatine – Bezeichnung: 1PCB – Modell: YPHT31149-xD – Menge: –
Leistungsplatine – Bezeichnung: 2PCB – Modell: YPCT31244-1B oder ETC626095 – Menge: 1
Leistungsteil – Komplette Baugruppe – Menge: 1