☰ Open
Fehler E4100: Stromanstieg zu schnell (H)
WICHTIG: Dieser Fehler lässt sich nur durch Netzaus / 30 Sekunden warten / Netzspannung wieder ein zurücksetzen.

Dieser Fehler kommt immer dann, wenn entweder die Versorgungsspannung der IGBT-Ansteuerung (hängt an den 24V und dann den DC-DC-Konvertern RB2415D/HP) zusammenbricht oder der Laststrom zu schnell ansteigt. Da die Leistungsvorgabe des Inverters mit einer Art Sanftanlauf hochgefahren wird hilft der Fehler 4100 oft, den direkten Tod des IGBTs zu verhindern.

Falls die in der Maschine weitere 24V-Verbraucher eingebaut hat (Magnetventil, SPS, ...) wird ein größeres 24V-Netzteil benötigt! Falls das nicht eingebaut ist, muss das nachgerüstet werden.

WICHTIG: Wenn dieser Fehler „einfach so“ kommt – also keine der Ursaschen nach Abschnitt I zutrifft - und nach Zurücksetzen alles wieder in Ordnung scheint, dann bitte erst sicher stellen, dass das Nachrüstungspaket 1 (NRP1) von Oktober 2020 vollständig eingerüstet ist.

ABSCHNITT I: 4100 kommt berechtigt wegen Anwendungsfehler
  1. Steht die Kondensatorumschaltung auf der richtigen Position (nur wenn das Gerät eine Kondensatorumschaltung hat…)? Hinweis: Ist der Alternativkondensator kleiner als 2,4µF, dann muss man sehr viel Glück haben, wenn der IGBT das auch nur einmal überlebt!

  2. Sichtkontrolle des Feldverstärkers: Ist dieser erkennbar beschädigt oder er fehlt ganz oder teilweise, dann kommt der Fehler zu Recht! Anderen Induktor einbauen.

  3. Grobe Zündstellen führen speziell bei Kondensatoren unter 3µF und den Feldverstärkerlängen über 60mm – aber auch bei Spezialgeometrien wie Ringinduktoren – dazu, dass die Induktivität des Feldverstärkers quasi kurzgeschlossen wird. Damit ist man, wie man sich vorstellen kann, ebenfalls weit ausserhalb einer richtigen Abstimmung. Wenn man das übertreibt, bekommt man nicht nur den 4100, sondern zerschiesst den IGBT.

  4. Selbes, wenn der Feldverstärker von innen heraus heiss wird oder gar sichtbar glüht. Dann hat er nicht mehr die richtigen Werte und die Meldung kommt ebenfalls berechtigt. Anderen Induktor einbauen.

  5. Passt die Geräteabstimmung? Ein 30mm-Induktor („Zahnbürste“), der auf ferritischem Stahl unterhalb AC1 perfekt funktioniert, erzeugt an Austenit (Chromnickelstahl oder aber Schwarzstahl oberhalb AC1 !) einen erhöhten Wärmeeintrag und an Alu/Kupfer extreme Wärmemengen. Das ist jeweils ein Zeichen dafür, dass die Abstimmung nicht passt. Hält man den Induktor dann noch auf dickes Alu/Kupfer, kommt auf jeden Fall der 4100 berechtigt. Ein Alubügeleisen am Standardkondensator löst das Problem.

    !!!Wird das Gerät in diesem Zustand betrieben, fliesst im Schlauchpaket ein deutlich überhöhter Strom! Das kann sogar dazu führen, dass die Anschlusskabel des Schlauchpakets und der Teflon-Anschlussblock verbrennen. Der Strom aus der Netzzuleitung wird dabei übrigens deutlich NIEDRIGER.

  6. Gerade bei den längeren Feldverstärkern an ferritischem Stahl (z.B. 120mm mit Sonderkondensator 1µ/1,5µ/2µ) passt alles wunderbar, so lange wie:

    1. der Induktor wirklich nahe an genügend ferritischem Stahl ausreichender Dicke ist (was für 20mm ideal funktioniert, hat an 5mm ein Problem!). Ausserdem muss die gesamte Feldverstärkerlänge in der Nähe dieses Materials sein. Der Klassiker: Kunde spannt das Griffstück mit dem 120mm ein und dreht nur ein Rundmaterial darüber. Damit ist die Abstimmung völlig daneben und der IGBT stirbt innerhalb kürzester Zeit.

    2. Damit auch wichtig: Die Leistung läuft nicht einfach durch, beispielsweise während der Induktor umgesetzt wird. Denn während der Induktor in der Luft hängt, hat er in etwa eine dynamische Induktivität wie wenn er auf Alu/Kupfer ist! Und dafür darf der Kondensator wie wir wissen nur 3µF sein!

    7. Hat man dahingehend einen Anwenderfehler gemacht, wird der IGBT ziemlich sicher tot sein und man macht in Abschnitt III weiter.

  7. Metallstaub oder sonstiges leitfähiges Material zwischen den Induktorflanschen schliesst die Induktivität des Induktors kurz -> Induktor abschrauben, Zwischenraum ausblasen mit Druckluft. Das bleibt normalerweise folgenfrei.
  8. In jedem Fall als an dieser Stelle die zwei Leistungsleitungen unten am Teflonblock probeweise abhängen (nach Spannungsfreiheit). Kommt der Fehler dann immer noch, dann ist der IGBT auf jeden Fall defekt. Kommt er dann nicht mehr, kann es entweder das Schlauchpaket sein – oder aber der gemeine Kombinationsfehler „The Thing“./li>

Abschnit II: 4100 kommt nach ICB Leiterkarten- oder IGBT- Wechsel
  1. Immer wieder gerne genommen: Vergessen, das kurze Messkabel auf der PLUS-Schraube des IGBT mit fest zu schrauben.

  2. Worst case: „The Thing“. Die Leiterkarte war zwar wirklich kaputt, der IGBT aber ebenso. Und der hat die neue Leiterkarte wieder gekillt…. Deswegen der wichtige Hinweis, vor Wiedereinbau einer ICB erst die Spannung an den Lötstellen zum IGBT ohne eingebauten IGBT zu prüfen. Wenn da mehr als -8V anliegen, darf die Leiterkarte nicht auf einen IGBT gelötet werden, da dieser sofort wieder zerstört wird!!!

Abschnit III: Ist der IGBT kaputt?
  1. Nach Betrieb an einer nicht passenden Konfiguration ist der IGBT dahingehend kaputt, dass eine oder beide der zwei Freilaufdioden, die antiparallel zu den zwei Transistoren im IGBT liegen, einen Kurzschluss machen. Nachzumessen im eingebauten Zustand, aber mit ENTLADENEN Ladekondensatoren (DC-Spannungsmessung auf der Kondensatorbank zeigt weniger als 1V auf beiden Seiten).
    Multimeter auf Diodentest stellen und messen von Schraube 1 auf Schraube 3 und dann von Schraube 2 auf Schraube 3. Polarität ist entscheidend. Wenn der IGBT noch ganz ist, findet man bei beiden Messungen in je einer Messrichtung 0,3V. Ist der IGBT aber zerstört, dann zeigt der Diodentest bei mindestens einer der Messungen in beiden Richtungen Durchgang (0.0V) an. IGBT tauschen. Dabei unbedingt vor dem Wiedereinbau einer ICB erst die Spannung an den Lötstellen zum IGBT ohne eingebauten IGBT zu prüfen. Wenn da mehr als -8V anliegen, darf die Leiterkarte nicht auf einen IGBT gelötet werden, da dieser sofort wieder zerstört wird!!!

  2. Sofern die Diodentestmessung an den IGBT-Schrauben unauffällig war, bleibt aber genau noch die Möglichkeit, dass der IGBT intern eine durchgeschlagene Isolierung hat („The Thing“). Was die genaue Ursache ist, ist bislang unklar. Fakt ist, dass ein so beschädigter IGBT bei einer aufgelöteten ICB zumindest den negativen Festspannungsregler so beschädigt, dass eine zu hohe Negativspannung im Leerlauf anliegt. Das wiederum führt im Lastfall dazu, dass die interne Isolation des IGBT beschädigt wird.
    Fatal: Wenn man IGBT und ICB nacheinander wechselt, werden alle Komponenten wieder zerstört – es hilft also nur GLEICHZEITIGER Tausch von ICB und IGBT. Ein IGBT, der mit „The Thing“ in Verbindung war, muss unbedingt sofort dauerhaft markiert und ein Wiedereinbau unbedingt verhindert werden. Die betreffende ICB muss ebenfalls eindeutig gekennzeichnet werden, kann aber voraussichtlich bei VQ repariert werden.

Abschnit IV: Under Voltage Lockout
  1. Ein weiterer Auslöser in der Elektronik ist neben dem Stromanstieg tatsächlich wenn die 24V im Gerät zu weit abfallen. Dafür sind zwei Ursachen denkbar: 24V Schaltnetzteil oder dessen Verkabelung – oder aber sogar Wegfall der 230V bedingt durch die Stromversorgung oder beim V4/V6/V7 durch das Phasenüberwachungsrelais, wenn dieses kurzzeitig (!) die 230V wegschaltet. Denn erst wenn die 230V etwas länger ausfallen wird man das daran bemerken, dass sich das Gerät von selber ausschaltet!

Abschnit V: Sonstiges
  1. Der oder die Resonanzkondensatoren sind von falschem Typ (z.B. 4µF statt 6µF), sind gealtert und haben weniger Kapazität. Dadurch sinkt der induktive Widerstand und der Strom steigt stark an. Kapazität mit passendem Multimeter messen, dazu muss aber das Kupfer auf der einen Seite abgeschraubt werden.

  2. Wenn der Übertragerkern im Handgriff des Schlauchpakets ist seine magnetischen Eigenschaften verändert hat, wäre ebenfalls ein 4100 festzustellen, teilweise sogar temperaturabhängig (4100 wenn kalt, kein Fehler wenn aufgewärmt, siehe Fall V3 Nägele…). Leistungsleitungen am Teflonblock abschrauben (erst wenn 10 Minuten spannungsfrei, versteht sich). Induktor ebenfalls abschrauben. Mit einem RLC-Meter kann man nun an den beiden Leistungsleitungen die statische Induktivität messen. Diese muss in etwa 550µH (0,55mH) sein. Ist sie wesentlich geringer, ist das Schlauchpaket in jedem Fall Schrott.

  3. Spezialfall: 4100 dann, wenn der Induktor auf ferritischem Stahl aufliegt – nicht aber, wenn man die Leistung ein Stück entfernt startet und dann auf das selbe Metallstück drückt, Ursächlich sind die zwei DC-DC-Konverter RB2415D auf der ICB – möglicherweise hat nach dem Auftreten dieses Fehlers aber auch der IGBT gelitten.

  4. 4100 dann, wenn die Spannung im Induktorkreis möglichst groß wird, also mit niedrigen Kondensatorwerten oder mit dem Induktor Richtung Luft: Abstände der Leistungs-Kupferschienen z.B. zum Alublock prüfen.