西門子變頻器故障及維修方法

時間:2011-01-08 10:19 來源:未知

變頻器的運行和相關參數的設置
　　變頻器的設定參數多，每個參數均有一定的選擇範圍，使用中常常遇到因個別參數設置不當，導致變頻器不能正常工作的現象。 　　

控製方式：即速度控製、轉距控製、PID控製或其他方式。采取控製方式後，一般要根據控製精度，需要進行靜態或動態辨識。　 　　

最低運行頻率：即電機運行的最小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導致電纜發熱。 　　

最高運行頻率：一般的變頻器最大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將使電機高速運轉，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉速運行，電機的轉子是否能承受這樣的離心力。 　　

載波頻率：載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機發熱，電纜發熱變頻器發熱等因素是密切相關的。 　　

電機參數：變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率，這些參數可以從電機銘牌中直接得到。 　　

跳頻：在某個頻率點上，有可能會發生共振現象，特別在整個裝置比較高時；在控製壓縮機時，要避免壓縮機的喘振點。

常見故障分析： 　　

1) 過流故障：過流故障可分為加速、減速、恒速過電流。其可能是由於變頻器的加減速時間太短、負載發生突變、負荷分配不均，輸出短路等原因引起的。這時一般可通過延長加減速時間、減少負荷的突變、外加能耗製動元件、進行負荷分配設計、對線路進行檢查。如果斷開負載變頻器還是過流故障，說明變頻器逆變電路已環，需要更換變頻器。　 　　

2) 過載故障：過載故障包括變頻過載和電機過載。其可能是加速時間太短，電網電壓太低、負載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時間、延長製動時間、檢查電網電壓等。負載過重，所選的電機和變頻器不能拖動該負載，也可能是由於機械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機和變頻器；如後者則要對生產機械進行檢修。 　
3) 欠壓：說明變頻器電源輸入部分有問題，需檢查後才可以運行。 　　

小結： 　　

1) 總之，在設計、安裝、使用變頻器時一定要遵從變頻器使用說明書的指導。 　　
2) 各電氣設計人員，現場電氣調試人員可以在此基礎上完善此變頻器參考。 　　

西門子變頻器故障分析及處理方法 　　

一般來說，當你遇到西門子變頻器故障時，再上電之前首先要用萬用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒有燒，線路板上有沒有明顯燒損的痕跡。 　　
具體方法是：用萬用表(最好是用模擬表)的電阻1K檔，黑表棒接變頻器的直流端(-)極，用紅表棒分別測量變頻器的三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，並且沒有充放電現象。然後，反過來將紅表棒接變頻器的直流端(+)極，黑表棒分別測量變頻器三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，並且沒有充放電現象。否則，說明模塊損壞。這時候不能盲目上電，特別是整流橋損壞或線路板上有明顯的燒損痕跡的情況下尤其禁止上電，以免造成更大的損失。 　　
如果以上測量西門子變頻器故障結果表明模塊基本沒問題，可以上電觀察。 　　

(1) 上電後麵板顯示[F231]或[F002](MM3變頻器)，這種故障一般有兩種可能。常見的是由於電源驅動板有問題，也有少部分是因為主控板造成的，可以先換一塊主控板試一試，否則問題肯定在電源驅動板部分了。 　　

(2) 上電後麵板無顯示(MM4變頻器)，麵板下的指示燈[綠燈不亮，黃燈快閃]，這種現象說明整流和開關電源工作基本正常，問題出在開關電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開路，可以用萬用表測量開關電源的幾路整流二極管，很容易發現問題。換一個相應的整流二極管問題就解決了。這種問題一般是二極管的耐壓偏低，電源脈動衝擊造成的。 　　

(3) 有時顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲擊機殼或動一動麵板和主板時而能正常，一般屬於接插件的問題，檢查一下各部位接插件。也發現有個別機器是因為線路板上的阻容元件質量問題或焊接不良所致。 　　

(4) 上電後顯示[-----](MM4)，一般是主控板問題。多數情況下換一塊主控板問題就解決了，一般是因為外圍控製線路有強電幹擾造成主控板某些元件(如帖片電容、電阻等)損壞所至，我分析與主控板散熱不好也有一定的關係。但也有個別問題出在電源板上。 　　

例如:某水泥廠回轉窯驅動用的一台MM440-200kW變頻器，由於負載慣量較大，啟動轉距大，設備啟動時頻率隻能上升到5Hz左右就再也上不去，並且報警[F0001]。客戶要求到現場服務，我當時考慮認為：作為變頻器本身是沒有問題的，問題是客戶參數設置不當，用矢量控製方式，再正確設定電機的參數/模型就可以解決問題。又過了兩天客戶來電告訴我變頻器已經壞了，故障現象是上電顯示[-----]。經現場檢查分析，這種故障是因為主控板出問題造成的，因為用戶在安裝的過程中沒有嚴格遵循EMC規範，強弱電沒有分開布線、接地不良並且沒有使用屏蔽線，致使主控板的I/O口被燒毀。後來，我申請了維修服務，SFAE的工程師去現場維修，更換了一塊主控板問題解決了。 　

(5) 上電後顯示正常，一運行即顯示過流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣，一般這種現象說明IGBT模塊損壞或驅動板有問題，需更換IGBT模塊並仔細檢查驅動部分後才能再次上電，不然可能因為驅動板的問題造成IGBT模塊再次損壞！這種問題的出現，一般是因為變頻器多次過載或電源電壓波動較大(特別是偏低)使得變頻器脈動電流過大主控板CPU來不及反映並采取保護措施所造成的。 　　
還有一些特殊故障(不常見但有一些普遍意義，可以舉一反三，希望達到拋磚引玉的效果)，例如: 　　

(6) 有一台變頻器(MM3-30KW)，在使用的過程中經常“無故”停機。再次開機可能又是正常的，機器拿到我這兒來以後，開始我也沒有發現問題所在。經過較長時間的觀察，發現上電後主接觸器吸合不正常--有時會掉電，亂跳。查故障原因，結果發現是因為開關電源出來到接觸器線包的一路電源的濾波電容漏電造成電壓偏低，這時如果供電電源電壓偏高還問題不大，如果供電電壓偏低就會致使接觸器吸合不正常造成無故停機。 　　

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