淮北西門子變頻器總代理

SIEMENS潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司

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 引言

　　隨著自動控制、微電子、電力電子、通信等技術(shù)的高速發(fā)展，變頻器調(diào)速技術(shù)也得到提高，使交流調(diào)速已逐步取代直流調(diào)速，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。變頻器除了具有的調(diào)速性能之外，還有顯著的節(jié)能作用，是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。自上世紀(jì)80年代被引進中國以來，變頻器作為節(jié)能應(yīng)用與速度工藝控制中越來越重要的自動化設(shè)備，得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。變頻器以其具有節(jié)電、節(jié)能、可靠、高效的特性應(yīng)用到了工業(yè)控制的各個領(lǐng)域中，并發(fā)揮著重要作用，如變頻調(diào)速在電力、紡織與化纖、建材、石油、化工、冶金、公用工程等。但在使用過程中，其維護問題比較復(fù)雜，現(xiàn)就西門子變頻器在紡織化纖中的應(yīng)用中的常見故障及維護作一些分析。

　　2 6se48系列西門子變頻器的結(jié)構(gòu)

　　6se48系列西門子變頻器同其它通用變頻器一樣，是交-直-交電壓源型spwm（正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)器）變頻器，它的主電路主要用不可控整流器、spwm逆變器，其輸出電壓波形接近正弦波。西門子變頻器的組成結(jié)構(gòu)主要由主電路、控制電路、保護電路及顯示接口裝置等構(gòu)成。按元件組成來分，又可分為主控制板、sm板、門控制板和接口單先是它的主控制板sr6050，它包含一個16字節(jié)處理系統(tǒng)，這個微機系統(tǒng)控制和監(jiān)測內(nèi)部的變頻器運行，并處理所有的外部運行。其次是sm板，又叫電源和信號探測板，是集直流電源和信號檢測功能為一體的電路板。它生成24v和正負(fù)15v的直流電，供給門控制單元線路板使用，并檢測一些故障信號，來進行保護。門控制單元是通過調(diào)制后產(chǎn)生的電壓信號，控制大功率開關(guān)管進行導(dǎo)通和關(guān)斷。后是接口單元，包括接口板和串行接口，主要用來和其它設(shè)備進行通訊。

　　除此之外，西門子變頻器還有一些專用的附加元件如擺動發(fā)生器。對于紡織廠的橫動驅(qū)動，為了形成穩(wěn)定的絲餅結(jié)構(gòu)，變頻器的頻率就按技術(shù)要求作周期性變化。西門子變頻器采用wg601數(shù)字?jǐn)[動發(fā)生器就可產(chǎn)生橫動變頻器所要的調(diào)制頻率。

　　3 6se48系列西門子變頻器的常見故障及處理

　　西門子變頻器的保護功能實施得很完善，這樣有利于保護變頻器不受損害，也可保護變頻器所驅(qū)動的設(shè)備。當(dāng)故障發(fā)生時，線路接觸器自動斷路，電源區(qū)進行放電，顯示相應(yīng)的故障報警。在長期使用西門子變頻器的過程中，常見的故障有以下一些，并且有一些相應(yīng)的檢修和處理方法。

　　3.1電源類故障

　　故障信息顯示為“power supply failture"，一般是變頻器的直流控制電壓的供電電源出現(xiàn)故障可能由以下幾種原因形成：

　　（1） 電源板故障。

　　即電源和信號探測板有問題，這又分為兩種情況。一種情況是直流電壓超過限制值，正常所供給的直流電壓有一定的上下限，p24v不能低于+18v，p15v即直流電壓為+15v，n15v即直流電壓為-15v，它們的值不能低于13v。否則電子線路板會因無合適的直流電壓而不能正常工作。這塊電源板上有整流濾波等大功率環(huán)節(jié)，因此使用時間長了以后，容易產(chǎn)生過熱而損壞。另一種情況是開關(guān)電源的故障，這都需要對線路板進行維修。

　　（2）電容器容量發(fā)生變化。變頻器經(jīng)過一段時間的運行后，3300μf的電容有一定程度的老化，電容里的液體泄漏，導(dǎo)致變頻器的儲能有限。一般運行5～8年后才開始有此類問題，這時需要對電容進行檢測，發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的電容容量降低后，必須進行更換。在電容的更換過程中，也容易出現(xiàn)兩個問題：一是電容和電源板的間隙較近，中間有安裝孔，電容較易通過安裝孔對電源板放電而引起故障。二是電容安裝螺絲容易起毛刺，如果安裝不牢固，也容易引起電容放電，不能正常開機。

　　3.2單相或多相故障

　　故障信息顯示為“inveter u "or “inveter v orw"，原因是變頻器單相或多相出現(xiàn)故障，若一個開關(guān)管的峰值電流i＞3inrms，inrms即igbt的額定電流，或者變頻器的一相的門極的輔助電源有毛病，就會出現(xiàn)這種情況。這種故障發(fā)生后，可引起變頻器輸出端發(fā)生短路，也可因不正確的控制器設(shè)定，導(dǎo)致馬達振動明顯。檢修時一般是兩種情況：

　　（1） 觸發(fā)板故障

　　西門子變頻器進行脈寬調(diào)制時，使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來安排。調(diào)制波為正弦波，載波為雙極性的等腰三角波，調(diào)制波和載波的的交點站定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列。門控制板通過一個大比例集成的ic（asic）來實現(xiàn)，它包括一個分辨率可達0.001hz，頻率為500hz的數(shù)字頻率發(fā)生器和一個生成三相正弦波系統(tǒng)的脈寬調(diào)制器，這個調(diào)制器在恒定脈沖頻率8khz下異步運行。它產(chǎn)生的電壓脈沖交替地導(dǎo)通過和關(guān)斷同一橋臂的兩個開關(guān)功率器件。此線路板發(fā)生故障，就不能正常地產(chǎn)生電壓脈沖，需要對此板進行更換和維修。

　　（2） 逆變器件故障

　　西門子變頻器采用的逆變器件是絕緣柵雙極性晶體管—igbt，它的控制特點是輸入阻抗高，柵極電流很小，故驅(qū)動功率小，只能工作在開關(guān)狀態(tài)，不能工作在放大狀態(tài)。它的開關(guān)頻率可達到很高，但抗靜電性能較差。igbt元件是否出故障，可以用歐姆表來進行測量判斷。具體的步驟如下：

　　斷開變頻器電源;

　　斷開所控制的電機;

　　用歐姆表測量輸出端和dc連接端a、d的阻抗（見附圖），每個通過改變歐姆表的極性測兩次，若變頻器的igbt完好，則應(yīng)是：從u2到a為低阻值，反之，高阻值；從u2到d高阻值；反之，低阻值。其它相也是如此。當(dāng)igbt斷開時，兩次都是高阻值，若短路時都是低阻值。