1 引言

隨著自動(dòng)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)也得到了的提高，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(jìn)中國(guó)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(dòng)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(gè)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(hù)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(hù)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(hù)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、門控制板和接口單元。首先是它的主控制板sr6050，它包含一個(gè)16字節(jié)處理系統(tǒng)，這個(gè)微機(jī)系統(tǒng)控制和監(jiān)測(cè)內(nèi)部的變頻器運(yùn)行，并處理所有的外部運(yùn)行。其次是sm板，又叫電源和信號(hào)探測(cè)板，是集直流電源和信號(hào)檢測(cè)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(cè)一些故障信號(hào)，來進(jìn)行保護(hù)。門控制單元是通過調(diào)制后產(chǎn)生的電壓信號(hào)，控制大功率開關(guān)管進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷。最后是接口單元，包括接口板和串行接口，主要用來和其它設(shè)備進(jìn)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(dòng)發(fā)生器。對(duì)于紡織廠的橫動(dòng)驅(qū)動(dòng)，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(dòng)發(fā)生器就可產(chǎn)生橫動(dòng)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(hù)功能實(shí)施得很完善，這樣有利于保護(hù)變頻器不受損害，也可保護(hù)變頻器所驅(qū)動(dòng)的設(shè)備。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，線路接觸器自動(dòng)斷路，電源區(qū)進(jìn)行放電，顯示相應(yīng)的故障報(bào)警。在長(zhǎng)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(hào)探測(cè)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，它們的絕對(duì)值不能低于13v。否則電子線路板會(huì)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(shí)間長(zhǎng)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(duì)線路板進(jìn)行維修。

（2）電容器容量發(fā)生變化。變頻器經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)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(chǔ)能有限。一般運(yùn)行5～8年后才開始有此類問題，這時(shí)需要對(duì)電容進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的電容容量降低后，必須進(jìn)行更換。在電容的更換過程中，也容易出現(xiàn)兩個(gè)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(duì)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(jī)。

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(gè)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(huì)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(dá)振動(dòng)明顯。檢修時(shí)一般是兩種情況：

(1） 觸發(fā)板故障

西門子變頻器進(jìn)行脈寬調(diào)制時(shí)，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(diǎn)站定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列。門控制板通過一個(gè)大比例集成的ic（asic）來實(shí)現(xiàn)，它包括一個(gè)分辨率可達(dá)0.001hz，最大頻率為500hz的數(shù)字頻率發(fā)生器和一個(gè)生成三相正弦波系統(tǒng)的脈寬調(diào)制器，這個(gè)調(diào)制器在恒定脈沖頻率8khz下異步運(yùn)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(gè)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(duì)此板進(jìn)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(diǎn)是輸入阻抗高，柵極電流很小，故驅(qū)動(dòng)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(dá)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(jìn)行測(cè)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(jī);

用歐姆表測(cè)量輸出端和dc連接端a、d的阻抗（見附圖），每個(gè)通過改變歐姆表的極性測(cè)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(shí)，兩次都是高阻值，若短路時(shí)都是低阻值。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

6SE6420-2UD31-1CA1性能參數(shù)

西門子變頻器簡(jiǎn)介控制參數(shù)設(shè)置

簡(jiǎn)介西門子變頻器以其強(qiáng)大的品牌效應(yīng)，打破了以前日本品牌變頻器在中國(guó)市場(chǎng)上的壟斷地位，據(jù)有關(guān)專業(yè)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，西門子的高低壓變頻器在中國(guó)市場(chǎng)上已位居第一。

西門子變頻器在中國(guó)市場(chǎng)的使用最早是在鋼鐵行業(yè)，  西門子變頻器

然而在當(dāng)時(shí)電機(jī)調(diào)速還是以直流調(diào)速為主，變頻器的應(yīng)用還是一個(gè)新興的市場(chǎng)，但隨著電子元器件的不斷發(fā)展以及控制理論的不斷成熟，變頻調(diào)速已逐步取代了直流調(diào)速，成為驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的主流，西門子變頻器因其強(qiáng)大的品牌效應(yīng)在這巨大的中國(guó)市場(chǎng)中取得了超規(guī)模的發(fā)展，西門子在中國(guó)變頻器市場(chǎng)的成功發(fā)展應(yīng)該說是西門子品牌與技術(shù)的結(jié)合。在中國(guó)市場(chǎng)上我們能碰到的早期的西門子變頻器主要有電流源的SIMOVERT A,以及電壓源的SIMOVERT P，這些變頻器也主要由于設(shè)備的引進(jìn)而一起進(jìn)入了中國(guó)的市場(chǎng)，目前仍有少量的使用，而其后在中國(guó)市場(chǎng)大量銷售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西門子變頻器最為成功的一個(gè)系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我們常說的6SE70系列。它不僅提供了通用場(chǎng)合使用的AC變頻器，也提供了在造紙，化纖等特殊行業(yè)要求使用的多電機(jī)傳動(dòng)的直流母線方案。當(dāng)然西門子也推出了在我個(gè)人看來技術(shù)上比較失敗然而在市場(chǎng)上卻相當(dāng)成功的ECO變頻器，在技術(shù)上的失敗主要是由于它有太高的故障率，市場(chǎng)上的成功主要是因?yàn)樗搅烁皇孔冾l器成為中國(guó)市場(chǎng)的?，F(xiàn)在西門子在中國(guó)市場(chǎng)上的主要機(jī)型就是MM420，MM440.6SE70系列。

參數(shù)設(shè)置變頻器的設(shè)定參數(shù)多，每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍，  西門子變頻器

使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。

控制方式：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)。

運(yùn)行頻率：即電機(jī)運(yùn)行的最小轉(zhuǎn)速，電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，其散熱性能很差，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時(shí)，其電纜中的電流也會(huì)增大，也會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱。

最高運(yùn)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(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)普通電機(jī)來說，其軸承不能長(zhǎng)時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力載波頻率：載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長(zhǎng)度，電機(jī)發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。

電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。

跳頻：在某個(gè)頻率點(diǎn)上，有可能會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個(gè)裝置比較高時(shí)；在控制壓縮機(jī)時(shí)，要避免壓縮機(jī)的喘振點(diǎn)。

控制參數(shù)變頻器日常使用中出現(xiàn)的一些問題，很多情況下都是因?yàn)樽冾l器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的。西門子變頻器可設(shè)置的參數(shù)有幾千個(gè)，只有系統(tǒng)地、合適地、準(zhǔn)確地設(shè)置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。

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