29.07.2026 von Viktor Siebert

Der Ausfall eines Servoverstärkers tritt in der Produktion häufig ohne vorherige Warnung auf. Während manche Systeme zunächst sporadische Störungen oder Kommunikationsfehler zeigen, kommt es in anderen Fällen zu einem vollständigen Funktionsverlust. Genau mit einem solchen Fehlerbild erreichte uns ein Yaskawa SGDV-3R5D11A020000 AC SERVOPACK aus der Sigma-5-Serie. Das Gerät zeigte keinerlei Funktion mehr. Weder die Statusanzeigen noch die interne Initialisierung waren aktiv. Die angeschlossene Maschine ließ sich nicht mehr einschalten und der gesamte Antrieb war außer Betrieb.

Derartige Fehler gehören zu den kritischsten Ausfällen in modernen CNC-Maschinen und Automatisierungsanlagen. Fällt die Servoelektronik komplett aus, stehen häufig komplette Fertigungslinien still. Da Ersatzgeräte dieser Generation oftmals nicht kurzfristig verfügbar sind oder nur zu sehr hohen Kosten beschafft werden können, ist eine fachgerechte Reparatur in vielen Fällen die wirtschaftlich sinnvollste Lösung.

Der Servopack wurde nach dem Wareneingang zunächst einer vollständigen Sichtprüfung unterzogen. Bereits äußerlich zeigte sich, dass das Gerät über viele Jahre im industriellen Dauerbetrieb eingesetzt wurde. Staubablagerungen, thermische Alterung und typische Gebrauchsspuren deuteten auf eine lange Einsatzdauer unter hoher Belastung hin. Beschädigungen am Gehäuse oder an den Steckverbindern waren dagegen nicht festzustellen. Das Typenschild bestätigte das Modell SGDV-3R5D11A020000 mit einer Leistung von 1 kW, einer Versorgungsspannung von 3 × 380 bis 480 V AC sowie einer integrierten MECHATROLINK-Schnittstelle.

Nach der äußeren Kontrolle erfolgte die elektrische Erstdiagnose. Bereits beim kontrollierten Einschalten zeigte sich, dass das Gerät keinerlei Initialisierung durchführte. Die Status-LEDs blieben dunkel und auch die interne Elektronik startete nicht. Dieses Verhalten weist typischerweise auf einen Fehler im Bereich der primären Spannungsversorgung oder der internen Steuerstromversorgung hin. Da sämtliche Versorgungsebenen innerhalb eines modernen Servoverstärkers voneinander abhängig sind, führt bereits der Ausfall einer einzigen Versorgungsspannung dazu, dass die gesamte Regelung blockiert bleibt.

Im nächsten Schritt wurde das Gerät vollständig zerlegt. Nach dem Öffnen des Gehäuses erfolgte zunächst eine gründliche Reinigung aller Baugruppen. Gerade bei Servoreglern, die über viele Jahre in Werkzeugmaschinen betrieben werden, lagern sich Staub, Ölnebel und feinste Metallpartikel auf Leiterplatten und Kühlkörpern ab. Diese Ablagerungen verschlechtern die Wärmeabfuhr und können langfristig Kriechströme oder Korrosion verursachen.

Anschließend begann die systematische Fehlersuche auf Baugruppenebene. Dabei wurden sämtliche Eingangsstufen, Gleichrichter, Zwischenkreis, Netzteile, Spannungsregler und die Leistungsendstufe geprüft. Parallel dazu wurden alle relevanten Messpunkte kontrolliert, um festzustellen, an welcher Stelle die Versorgung zusammenbrach.

Besonderes Augenmerk galt dem internen Schaltnetzteil. Dieses erzeugt sämtliche Versorgungsspannungen für Prozessor, Kommunikation, Gate-Treiber und Signalverarbeitung. Bereits geringe Alterungserscheinungen einzelner Bauteile können dazu führen, dass die benötigten Betriebsspannungen nicht mehr stabil aufgebaut werden. Ohne diese Spannungen startet der komplette Servoregler nicht mehr.

Parallel dazu wurden sämtliche Elektrolytkondensatoren überprüft. Gerade in Geräten dieser Altersklasse gehört die Alterung der Kondensatoren zu den häufigsten Ursachen für Totalausfälle. Mit zunehmender Betriebsdauer steigt ihr ESR-Wert an, wodurch die Spannungsversorgung instabil wird und sich Fehler häufig zunächst temperaturabhängig bemerkbar machen. Bleibt dieser Zustand über längere Zeit unentdeckt, werden weitere Baugruppen zunehmend belastet.

Auch die Leistungselektronik wurde vollständig untersucht. Moderne Sigma-5-Servopacks arbeiten mit schnellen IGBT-Leistungsstufen und aufwendigen Treiberschaltungen. Bereits kleinste Fehler innerhalb dieser Baugruppen können dazu führen, dass interne Schutzfunktionen das gesamte Gerät blockieren oder ein Start vollständig verhindert wird. Gleichzeitig wurden sämtliche Strommesskreise überprüft, da fehlerhafte Rückmeldesignale ebenfalls den sicheren Gerätestart verhindern können.

Neben der eigentlichen Fehlerbehebung wurde der Servoverstärker präventiv überholt. Sämtliche verschleißanfälligen Komponenten wurden überprüft und bei Bedarf ersetzt. Dazu gehörten insbesondere alterungsgefährdete Elektrolytkondensatoren sowie weitere thermisch beanspruchte Bauteile der Spannungsversorgung. Ziel einer vorbeugenden Instandsetzung ist es, nicht nur den aktuellen Fehler zu beseitigen, sondern gleichzeitig die Betriebssicherheit für viele weitere Jahre zu erhöhen.

Nach Abschluss sämtlicher Reparaturarbeiten wurde das Gerät wieder vollständig montiert und für den Funktionstest vorbereitet.

Der anschließende Prüfablauf erfolgt bei industrypart grundsätzlich unter realistischen Betriebsbedingungen. Dabei wird der Servoverstärker zunächst kontrolliert hochgefahren und sämtliche internen Versorgungsspannungen überwacht. Erst nachdem alle Spannungen innerhalb der Herstellerspezifikation liegen, erfolgt die weitere Inbetriebnahme.

Im nächsten Schritt wird die Kommunikation geprüft. Bei diesem Gerät betrifft dies insbesondere die integrierte MECHATROLINK-Schnittstelle, welche in zahlreichen Werkzeugmaschinen, Robotersystemen und Automatisierungsanlagen zur Ansteuerung mehrerer Servoachsen eingesetzt wird. Zusätzlich werden sämtliche Status- und Diagnosefunktionen kontrolliert.

Darauf folgt die eigentliche Lastprüfung. Hierbei arbeitet der Servoverstärker mit einem geeigneten Servomotor über mehrere Stunden unter unterschiedlichen Lastzuständen. Beschleunigungs- und Bremsvorgänge, wechselnde Drehmomente sowie verschiedene Drehzahlbereiche simulieren den späteren Maschinenbetrieb möglichst realitätsnah. Gleichzeitig werden Temperaturen, Zwischenkreisspannung, Ausgangsströme und sämtliche Schutzfunktionen kontinuierlich überwacht.

Die im Sigma-5-System integrierten Schutzfunktionen schützen den Servopack unter anderem vor Überstrom, Überspannung, Unterspannung, Überlast, Kühlkörperübertemperatur sowie Kommunikations- und Encoderfehlern. Erst wenn sämtliche Funktionen unter Dauerlast fehlerfrei arbeiten, wird das Gerät wieder für den Einsatz beim Kunden freigegeben. Die umfangreichen Diagnose- und Schutzfunktionen sind ein wesentlicher Bestandteil der hohen Zuverlässigkeit der Sigma-5-Serie.

Gerade bei Servoverstärkern, die viele Jahre im Dauerbetrieb eingesetzt werden, empfiehlt sich eine präventive Überholung bereits vor dem Auftreten eines Totalausfalls. Alternde Kondensatoren, thermisch belastete Leistungskomponenten und verschmutzte Kühlsysteme entwickeln sich häufig schleichend und bleiben lange unbemerkt. Durch eine rechtzeitige Wartung lassen sich ungeplante Maschinenstillstände vermeiden und die Lebensdauer des gesamten Antriebssystems deutlich verlängern.

Der hier reparierte Yaskawa SGDV-3R5D11A020000 konnte nach Abschluss aller Arbeiten erfolgreich instand gesetzt und umfangreich getestet werden. Durch die Kombination aus gezielter Fehlerbehebung, präventivem Austausch alterungsgefährdeter Komponenten sowie abschließendem Belastungstest steht dem Kunden wieder ein zuverlässiger Servoverstärker für den langfristigen industriellen Einsatz zur Verfügung.

Info zu dem erwähnten Servopack: Yaskawa SGDV-3R5D11A020000 AC Servopack

Weitere Informationen zu unseren Yaskawa-Reparaturen finden Sie hier: Yaskawa Sigma V Reparatur

📞 Kontaktieren Sie uns gerne, wenn Sie Fragen zu Ihrer Yaskawa- Antriebstechnik haben. Unser Team steht Ihnen mit Rat und Tat zur Seite.

Technische Spezifikationen

Merkmal	Wert
Hersteller	Yaskawa Electric Corporation
Modell	SGDV-3R5D11A020000
Baureihe	Sigma-5 SERVOPACK
Gerätetyp	Digitaler AC-Servoverstärker
Motorleistung	1,0 kW
Eingangsspannung	3 × 380–480 VAC
Netzfrequenz	50/60 Hz
Eingangsstrom	2,5 A
Ausgangsspannung	3 × 0–480 VAC
Ausgangsfrequenz	0–300 Hz
Ausgangsstrom	3,5 A
Kommunikationsschnittstelle	MECHATROLINK
Schutzart	IP10
Umgebungstemperatur	0 bis +55 °C
Kühlung	Kühlkörper mit Konvektionskühlung
Herstellungsland	United Kingdom
Handbuchreferenz	Yaskawa Sigma-5 Servo Drive Dokumentation

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Einsatzumgebung & kompatible Geräte

Der Yaskawa SGDV-3R5D11A020000 gehört zur leistungsstarken Sigma-5-Servoantriebsserie und wurde speziell für hochdynamische Positionieraufgaben entwickelt. Durch seine hohe Regelgenauigkeit und kurze Reaktionszeit kommt dieser Servopack in einer Vielzahl industrieller Anwendungen zum Einsatz.

Typische Einsatzbereiche sind:

• CNC-Drehmaschinen
• CNC-Fräsmaschinen
• Bearbeitungszentren
• Schleifmaschinen
• Verpackungsmaschinen
• Montageautomaten
• Robotersysteme
• Pick-and-Place-Anlagen
• Handhabungssysteme
• Sondermaschinen

Der Servoverstärker kommuniziert über MECHATROLINK mit der Maschinensteuerung und arbeitet mit verschiedenen Sigma-5-Servomotoren zusammen. Durch die digitale Regelung werden Position, Geschwindigkeit und Drehmoment permanent überwacht und innerhalb weniger Mikrosekunden nachgeregelt.

Gerade in modernen Werkzeugmaschinen ermöglicht diese Technik höchste Bearbeitungsgenauigkeit bei gleichzeitig kurzen Taktzeiten.

Bestandteile (aktualisiert)

Baugruppe	Bezeichnung auf Platine	Funktion	Hinweise zur Prüfung / Reparatur
Steuerplatine	SGDV-IFA11B	Digitale Servoregelung, Signalverarbeitung, Kommunikation über MECHATROLINK	Prüfung der Spannungsversorgung, DSP, Speicher, Kommunikationsschnittstellen
Lastkondensator-Platine	5R4DAA	Zwischenkreis, Energiespeicherung und Spannungsstabilisierung	ESR-Messung der Elektrolytkondensatoren, Sichtprüfung auf Alterung und thermische Belastung
Leistungsplatine	3R5DAB	Ansteuerung der Leistungselektronik und Gate-Treiber	Prüfung der Gate-Treiber, Strommessung und Leistungspfade
Leistungsteil	Leistungsmodul	IGBT-Endstufe zur Ansteuerung des Servomotors	Kurzschlussprüfung, Isolationstest und Lastprüfung

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Alarmmeldungen & Troubleshooting (aktualisiert)

Alarm	Beschreibung	Typische Ursache	Troubleshooting
A.020	Parameter Checksum Error	Parameterdaten beschädigt	Parameter initialisieren oder SERVOPACK prüfen
A.030	Input Voltage Detection Error	Fehler bei der Netzspannungserkennung	Versorgungsspannung und Gerät prüfen
A.050	Combination Error	Motor und SERVOPACK passen nicht zusammen	Motordaten und Gerätekombination prüfen
A.100	Overcurrent or Heat Sink Overheat	IGBT-Überstrom oder Kühlkörper überhitzt	Leistungsteil, Motorleitung und Kühlung prüfen
A.300	Regeneration Fault	Bremswiderstand oder Regenerationskreis fehlerhaft	Bremswiderstand und Verdrahtung kontrollieren
A.320	Regenerative Overload	Regenerationsenergie zu hoch	Bremswiderstand dimensionieren und Last prüfen
A.400	Overvoltage	Zwischenkreisspannung zu hoch	Netzspannung und Bremskreis prüfen
A.410	Undervoltage	Zwischenkreisspannung zu niedrig	Netzversorgung und Zwischenkreis kontrollieren
A.510	Overspeed	Motordrehzahl überschreitet Grenzwert	Regelparameter und Mechanik prüfen
A.710	Overload High Load	Kurzzeitige starke Überlast	Last reduzieren und Motor überprüfen
A.720	Overload Low Load	Dauerhafte Überlast	Betriebsbedingungen überprüfen
A.7A0	Heat Sink Overheat	Kühlkörpertemperatur über Grenzwert	Kühlung reinigen und Umgebungstemperatur prüfen
A.7AB	Cooling Fan Failure	Lüfter im SERVOPACK ausgefallen	Lüfter prüfen oder ersetzen
A.C90	Encoder Communication Error	Kommunikation zum Encoder gestört	Encoderleitung und Steckverbindungen prüfen
A.F10	Power Supply Open Phase	Eine Netzphase fehlt	Netzversorgung und Verdrahtung prüfen

Alle diese Alarmcodes stammen direkt aus dem Sigma-5-Manual.

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Funktionsbeschreibung

Der SGDV-3R5D11A020000 übernimmt sämtliche Regelungsaufgaben zwischen CNC-Steuerung und Servomotor. Die Maschinensteuerung übermittelt Sollwerte für Position, Geschwindigkeit oder Drehmoment. Der Servopack verarbeitet diese Informationen in Echtzeit und erzeugt daraus hochpräzise Ausgangsspannungen für den Motor.

Während des Betriebs überwacht der Servoverstärker kontinuierlich:

• Zwischenkreisspannung
• Motorstrom
• Ausgangsleistung
• Encoder-Rückführung
• Kommunikation
• Temperatur der Leistungselektronik
• interne Versorgungsspannungen
• Sicherheitsfunktionen

Die integrierte Leistungsendstufe arbeitet mit modernen IGBT-Leistungshalbleitern, welche den Motor mittels PWM-Technologie hochpräzise ansteuern. Gleichzeitig sorgen mehrere Schutzfunktionen dafür, dass sowohl Motor als auch Elektronik vor Beschädigungen geschützt werden.

Zu den wichtigsten integrierten Schutzmechanismen gehören:

• Überstromschutz
• Überspannungsschutz
• Unterspannungsschutz
• Überlastschutz
• Kühlkörperüberwachung
• Regenerationsüberwachung
• Kommunikationsüberwachung
• Encoderüberwachung
• CPU-Überwachung
• Erdschlussüberwachung

Diese umfangreichen Schutzfunktionen sorgen dafür, dass bereits kleinste Unregelmäßigkeiten erkannt werden, bevor größere Schäden entstehen.

Präventive Maßnahmen für den Kunden

Ein kompletter Ausfall eines Servoverstärkers entsteht nur selten plötzlich. In den meisten Fällen entwickeln sich die Ursachen über mehrere Jahre hinweg. Deshalb empfehlen wir unseren Kunden, Servoantriebe regelmäßig zu warten und frühzeitig zu überprüfen.

Folgende Maßnahmen haben sich in der Praxis bewährt:

• Regelmäßige Reinigung der Kühlkörper
• Kontrolle aller Lüftungswege
• Sichtprüfung auf verfärbte Leiterplatten
• Kontrolle aller Steckverbinder
• Nachziehen von Leistungsklemmen
• Überprüfung der Zwischenkreiskondensatoren
• Austausch gealterter Elektrolytkondensatoren
• Kontrolle der Versorgungsspannungen
• Überprüfung der Erdung
• Regelmäßige Belastungstests während geplanter Wartungsstillstände

Eine vorbeugende Instandhaltung reduziert ungeplante Maschinenstillstände erheblich und verlängert die Lebensdauer der gesamten Servoanlage.