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最全西門子變頻器常見故障維修分析和處理方法

點擊數:100 更新時間:2019-12-6 9:12:06 Tag: 西門子變頻器故障維修 西門子變頻器維修 變頻器維修
    西門子作為較早進入我國的電氣控制設備生產商之一,其產品在我國的各個行業中都有著廣泛的應用。而西門子變頻器作為一種交流電動機的速度控制設備在工業生產領域中發揮著巨大的作用。西門子的變頻器分為通用、工程、專用三種不同的種類,其中通用型應用多且廣泛,在我國的眾多的機械設備中都有著西門子變頻器的身影。在這里我們來分析西門子變頻器故障維修的常見故障和處理方法:

變頻器的參數設置


  變頻器的設定參數多,每個參數均有一定的選擇范圍,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。

  控制方式即速度控制、轉距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根據控制精度,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;在控制壓縮機時,要避免壓縮機的喘振點。

西門子變頻器選擇注意事項


  西門子公司不同類型的變頻器,用戶可以根據自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時應注意以下幾點注意事項:

  1、根據負載特性選擇變頻器,如負載為恒轉矩負載需選擇西門子mmv/mdv、mm420/mm440變頻器,如負載為風機、泵類負載應選擇西門子430變頻器。

  2、選擇變頻器時應以實際電動機電流值作為變頻器選擇的依據,電動機的額定功率只能作為參考。另外,應充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波,會使電動機的功率因數和效率變差。因此,用變頻器給電動機供電與用工頻電網供電相比較,電動機的電流會增加10%而溫升會增加20%左右。所以在選擇電動機和變頻器時應考慮到這種情況,適當留有余量,以防止溫升過高,影響電動機的使用壽命。

  3、變頻器若要長電纜運行時,此時應該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一、兩擋選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

  4、當變頻器用于控制并聯的幾臺電動機時,一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內。如果超過規定值,要放大兩擋來選擇變頻器,另外在此種情況下,變頻器的控制方式只能為v/f控制方式,并且變頻器無法實現電動機的過流、過載保護,此時,需在每臺電動機側加熔斷器來實現保護。

  5、對于一些特殊的應用場合,如高環境溫度、高開關頻率、高海拔等,此時會引起變頻器的降容,變頻器需放大一擋選擇。

  6、使用變頻器控制高速電動機時,由于高速電動機的電抗小,會產生較多的高次諧波。而這些高次諧波會使變頻器的輸出電流值增加。因此,選擇用于高速電動機的變頻器時,應比普通電動機的變頻器稍大一些。

  7、變頻器用于變極電動機時,應充分注意選擇變頻器的容量,使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外,在運行中進行極數轉換時,應先停止電動機工作,否則,會造成電動機空轉,惡劣時會造成變頻器損壞。

  8、驅動防爆電動機時,變頻器沒有防爆構造,應將變頻器設置在危險場所之外。

  9、使用變頻器驅動齒輪減速電動機時,使用范圍受到齒輪轉動部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時,在低速范圍內沒有限制;在超過額定轉速以上的高速范圍內,有可能發生潤滑油用光的危險。因此,不要超過最高轉速容許值。

  10、變頻器驅動繞線轉子異步電動機時,大多是利用已有的電動機。繞線電動機與普通的鼠籠電動機相比,繞線電動機繞組的阻抗小。因此,容易發生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現象,所以應選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動機多用于飛輪力矩gd2較大的場合,在設定加減速時間時應多注意。

 

西門子變頻器常見故障分析及處理(一)


  為了對變頻器的好壞作一個初步的判斷,我們可以先對它做一個靜態測試,主要是對直流中間電路和igbt的檢測,用萬用表檢測其內部保險是否燒斷、中間濾波電容的容量及是否擊穿、igbt的續流二極管是否損壞等。因為變頻器同一種報警可以由底板、cuvc板、通訊板共同造成,所以發現故障時不要盲目判斷,引起工作的繁瑣和時間的浪費。

  1、e報警

  西門子變頻器“e”報警(據分析其原因為:底板(15v過低),cuvc板(5v電壓沒傳到指定地點,cuvc板有短路故障)等。

  (1)西門子變頻器6se7023-4ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“e”報警

  處理情況:

  ●更換cuvc板送電開機,液晶顯示屏仍顯示“e”報警,說明故障原因不在cuvc板而在底板;

  ●檢查底板,用萬用表測底板各電壓,發現15v明顯偏低,查8腳軟啟動電壓是0.5v(正常值為3.85v)經查5v正常,q2觸發電壓正常,用萬用表測q2有故障換新后電壓回復正常,15v輸出正常,恢復變頻器接線,輸入參數,啟動變頻器運行正常,見圖1。

  (2)西門子變頻器6se7016-1ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“e”報警

  處理情況:更換cuvc板送電開機(見圖2),一切正常,說明故障就在cuvc板,測與之相關的3個1kω電阻,有一個已經變值,換新后恢復正常。

  (3)西門子變頻器6se7021-0ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“e”報警

  處理情況:查底板15v不正常,嚴重過小,底板有明顯的過熱現象,斷開15v負載,恢復正常,顯然故障在其負載,經查為后部mos管短路造成,將mos管和與之并聯的穩壓管換新后,電壓恢復,重新送電試機一切正常。

  (4)西門子變頻器6se7016-1ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“e”報警

  處理情況:更換cuvc板故障消失,說明故障就在cuvc板,用萬用表電阻檔測1,2點(5v電源端)阻值為320ω(正常為486ω)證明了電路有短路的地方,經查d5有兩腳直接擊穿,用熱風槍拿掉d5,換上新的(焊接一定要仔細,不要有人為的短路或斷路產生)重新送電試機,完全恢復正常(見圖3)。

  2、 黑屏

  西門子變頻器黑屏一般故障原因有(電源損壞、igbt短路造成內部保險燒毀)等。

  (1)6se7023-4tc61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏無顯示

  處理情況:用表測igbt內部已嚴重短路,造成內部保險已經燒斷失去電源,更換igbt以及維修觸發電路重新送電,一切正常。

  (2)6se7016-1ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏無顯示

  處理情況:用外接24v電源試機,屏幕顯示正常,再用萬用表測低壓交流輸出,無電壓說明故障在電源處,測uc3844(6)腳脈沖輸出正常,到q36柵極沒有,經表測量r321由28ω變為無窮大換新后試機,故障消失。見圖4。

  3、 008報警

  “008”為開機封鎖報警,變頻器不能啟動,故障原因:在上電后變頻器對其測試點進行檢測,如果條件達到,cuvc板輸出信號將充電電阻用并聯的繼電器短封,給變頻器以更大的電流使之運行,否則將在屏幕上顯示“008”并且無法啟動。

  (1)6se7023-4ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“008”報警

  處理情況:30(下)為008檢測點(正常為15v),測30(下)沒有15v,k1已經閉合,查q3發射極有15v基極電壓正常,懷疑q3損壞,換新以后送電,一切正常(見圖1)。

  (2)西門子變頻器6se7022-4ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“008”報警

  處理情況:更換cuvc板正常,說明故障在cuvc,經查為與之相連的r652和r658損壞造成的,換新后試車,一切正常(見圖2)。

  4、f002報警

  6se7016-1ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“f002”電壓過低報警

  處理情況:查母線直流540v正常,說明底板電壓檢測系統出現故障,經檢測直流母線540v電壓經電阻串聯通過tl084傳信號給cuvc板,如果檢測電壓低于參數p071所設置的數值將會停止電機并發出報警,用萬用表電壓檔測tl084端無有電壓(正常值因為2.38v),再用電阻檔測串聯的30個電阻發現有兩個因腐蝕已經斷路致使信號無法傳遞,更換電阻后,送電試車一切正常(見圖5)。

      5 、f011報警
     (1)6se7023-4ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示 “f011”,過電流報警。
處理情況:更換cuvc板后故障依舊,說明原因在底板,分析電路互感器經a1再通過tl084給cuvc信號如果大于說設置的電流將會發生報警并停車,用電阻檔測tl084z周邊電阻發現7腳輸出電阻r44(47ω)變值為無窮大致使信號阻斷,更換新電阻后送電試車,一切正常。
     (2)6se7023-8ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示 “f011”報警
處理情況:更換cuvc板后,完全正常,說明故障在cuvc板,查cuvc板將萬用表黑表筆接觸2,紅表筆接觸1,測其阻值偏大正常值應為(2.91k),再查r521,r523,r526阻值已經變大,換新后試車,一切正常(見圖6)。

 

圖6 cuvc板

      為了便于維修我們自己制作了西門子6se70系列變頻器維修控制器準確模仿了現場,提高維修效率,保證了維修的成功率(見圖7)。

在接540v直流前,最好先用24v低壓試一下,以免發生不必要的損失。


西門子變頻器常見故障分析(二)


  變頻器常見的故障根據其故障類型的不同可以分為外部故障和變頻器內部故障兩種類型的故障,其中外部故障發生時應當注意檢測變頻器的外部參數、外部電源、電機等所引起的故障,變頻器內部故障則分為軟故障和硬件故障兩個方面。變頻器的外部故障主要有以下幾類型:

  (1)參數設置錯誤,變頻器內部所設置的參數需要與所驅動的電機相匹配,如變頻器參數設置不當或是設置錯誤將會導致變頻器無法正常啟動。

  (2)外部接線故障,在變頻器的使用過程中其外部接線在長時間的使用后會出現斷線、插頭損壞等的問題從而影響變頻器的正常運行。

  (3)變頻器外部供電出現問題,當變頻器的外部電源出“欠壓、過壓、過流、過頻”等的問題時將導致西門子變頻器無法正常運行。

  (4)過載,造成西門子變頻器過載主要是由于加速時間過短、制動量過大或是電網電壓過低等的原因所導致的。針對這一問題可以采用延長電機啟動加速時間、延長電機制動時間等的方式予以解決。由電機所導致的過載可著重檢查電機是否存在卡死等的問題。

  (5)過流,造成西門子變頻器外部過流問題的原因可能是由于電機負載突變從而引起較大的沖擊、電機或是供電線纜的絕緣遭到破壞短路等所導致的。

  西門子變頻器的軟、硬件故障則主要針對的是西門子變頻器自身,由于西門子變頻器需要長時間承受高電壓、高電流從而導致其內部的硬件(控制板類的控制部件、IGBT等功率部件)等的燒毀損壞,從而影響西門子變頻器的正常運行。

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