2018-06-05 00:00:00 來(lái)源：管理員 點(diǎn)擊：4651 喜歡：0
西門(mén)子變頻器是由德國西門(mén)子公司研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售的知名變頻器品牌，主要用于控制和調節三相交流異步電機的速度。并以其穩定的性能、豐富的組合功能、高性能的矢量控制技術(shù)、低速高轉矩輸出、良好的動(dòng)態(tài)特性、超強的過(guò)載能力、創(chuàng )新的BiCo（內部功能互聯(lián)）功能以及無(wú)可比擬的靈活性，在變頻器市場(chǎng)占據著(zhù)重要的地位。
西門(mén)子變頻器在中國市場(chǎng)的使用最早是在鋼鐵行業(yè)，然而在當時(shí)電機調速還是以直流調速為主，變頻器的應用還是一個(gè)新興的市場(chǎng)，但隨著(zhù)電子元器件的不斷發(fā)展以及控制理論的不斷成熟，變頻調速已逐步取代了直流調速，成為驅動(dòng)產(chǎn)品的主流，西門(mén)子變頻器因其強大的品牌效應在這巨大的中國市場(chǎng)中取得了超規模的發(fā)展，西門(mén)子在中國變頻器市場(chǎng)的成功發(fā)展應該說(shuō)是西門(mén)子品牌與技術(shù)的完美結合。在中國市場(chǎng)上我們能碰到的早期的西門(mén)子變頻器主要有電流源的SIMOVERTA，以及電壓源的SIMOVERTP，這些變頻器也主要由于設備的引進(jìn)而一起進(jìn)入了中國的市場(chǎng)，目前仍有少量的使用，而其后在中國市場(chǎng)大量銷(xiāo)售的主要有MICROMASTER和MIDIMASTER，以及西門(mén)子變頻器最為成功的一個(gè)系列SIMOVERTMASTERDRIVE，也就是我們常說(shuō)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)要求使用的多電機傳動(dòng)的直流母線(xiàn)方案。當然西門(mén)子也推出了在我個(gè)人看來(lái)技術(shù)上比較失敗然而在市場(chǎng)上卻相當成功的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)上的成功主要是因為它超越了富士變頻器成為中國市場(chǎng)的第一品牌?，F在西門(mén)子在中國市場(chǎng)上的主要機型就是MM420，MM440.6SE70系列。
變頻器的設定參數多，每個(gè)參數均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個(gè)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(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)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(shí)，其散熱性能很差，電機長(cháng)時(shí)間運行在低轉速下，會(huì )導致電機燒毀。而且低速時(shí)，其電纜中的電流也會(huì )增大，也會(huì )導致電纜發(fā)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(lái)說(shuō)，其軸承不能長(cháng)時(shí)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(cháng)度，電機發(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(gè)頻率點(diǎn)上，有可能會(huì )發(fā)生共振現象，特別在整個(gè)裝置比較高時(shí)；在控制壓縮機時(shí)，要避免壓縮機的喘振點(diǎn)。
我們知道，交流電動(dòng)機的同步轉速表達式位：
n＝60f（1－s）/p（1）
式中
n———異步電動(dòng)機的轉速；
f———異步電動(dòng)機的頻率；
s———電動(dòng)機轉差率；
p———電動(dòng)機極對數。
由式（1）可知，轉速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動(dòng)機的轉速，當頻率f在0～50Hz的范圍內變化時(shí)，電動(dòng)機轉速調節范圍非常寬。變頻器就是通過(guò)改變電動(dòng)機電源頻率實(shí)現速度調節的，是一種理想的高效率、高性能的調速手段。
西門(mén)子公司不同類(lèi)型的變頻器，用戶(hù)可以根據自己的實(shí)際工藝要求和運用場(chǎng)合選擇不同類(lèi)型的變頻器。在選擇變頻器時(shí)因注意以下幾點(diǎn)注意事頊：
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(mén)子mmv/mdv、mm420/mm440變頻器，如負載為風(fēng)機、泵類(lèi)負載應選擇西門(mén)子430變頻器。
2、選擇變頻器時(shí)應以實(shí)際電動(dòng)機電流值作為變頻器選擇的依據，電動(dòng)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(huì )使電動(dòng)機的功率因數和效率變差。因此，用變頻器給電動(dòng)機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動(dòng)機的電流會(huì )增加10%而溫升會(huì )增加20%左右。所以在選擇電動(dòng)機和變頻器時(shí)應考慮到這種情況，適當留有余量，以防止溫升過(guò)高，影響電動(dòng)機的使用壽命。
3、變頻器若要長(cháng)電纜運行時(shí)，此時(shí)應該采取措施抑制長(cháng)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(lián)的幾臺電動(dòng)機時(shí)，一定要考慮變頻器到電動(dòng)機的電纜的長(cháng)度總和在變頻器的容許范圍內。如果超過(guò)規定值，要放大兩擋來(lái)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(wú)法實(shí)現電動(dòng)機的過(guò)流、過(guò)載保護，此時(shí)，需在每臺電動(dòng)機側加熔斷器來(lái)實(shí)現保護。
5、對于一些特殊的應用場(chǎng)合，如高環(huán)境溫度、高開(kāi)關(guān)頻率、高海拔等，此時(shí)會(huì )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(dòng)機時(shí)，由于高速電動(dòng)機的電抗小，會(huì )產(chǎn)生較多的高次諧波。而這些高次諧波會(huì )使變頻器的輸出電流值增加。因此，選擇用于高速電動(dòng)機的變頻器時(shí)，應比普通電動(dòng)機的變頻器稍大一些。
7、變頻器用于變極電動(dòng)機時(shí)，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(jìn)行極數轉換時(shí)，應先停止電動(dòng)機工作，否則，會(huì )造成電動(dòng)機空轉，惡劣時(shí)會(huì )造成變頻器損壞。
8、驅動(dòng)防爆電動(dòng)機時(shí)，變頻器沒(méi)有防爆構造，應將變頻器設置在危險場(chǎng)所之外。
9、使用變頻器驅動(dòng)齒輪減速電動(dòng)機時(shí)，使用范圍受到齒輪轉動(dòng)部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時(shí)，在低速范圍內沒(méi)有限制；在超過(guò)額定轉速以上的高速范圍內，有可能發(fā)生潤滑油用光的危險。因此，不要超過(guò)最高轉速容許值。
10、變頻器驅動(dòng)繞線(xiàn)轉子異步電動(dòng)機時(shí)，大多是利用已有的電動(dòng)機。繞線(xiàn)電動(dòng)機與普通的鼠籠電動(dòng)機相比，繞線(xiàn)電動(dòng)機繞組的阻抗小。因此，容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過(guò)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(xiàn)電動(dòng)機多用于飛輪力矩gd2較大的場(chǎng)合，在設定加減速時(shí)間時(shí)應多注意。
為了對變頻器的好壞作一個(gè)初步的判斷，我們可以先對它做一個(gè)靜態(tài)測試，主要是對直流中間電路和igbt的檢測，用萬(wàn)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(fā)現故障時(shí)不要盲目判斷，引起工作的繁瑣和時(shí)間的浪費。
西門(mén)子變頻器“e”報警（據分析其原因為：底板（15v過(guò)低），cuvc板（5v電壓沒(méi)傳到指定地點(diǎn)，cuvc板有短路故障）等。
（1）西門(mén)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(kāi)機，液晶顯示屏仍顯示“e”報警，說(shuō)明故障原因不在cuvc板而在底板；
●檢查底板，用萬(wàn)用表測底板各電壓，發(fā)現15v明顯偏低，查8腳軟啟動(dòng)電壓是0.5v（正常值為3.85v）經(jīng)查5v正常，q2觸發(fā)電壓正常，用萬(wàn)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(xiàn)，輸入參數，啟動(dòng)變頻器運行正常，見(jiàn)圖1。
（2）西門(mén)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(kāi)機（見(jiàn)圖2），一切正常，說(shuō)明故障就在cuvc板，測與之相關(guān)的3個(gè)1kω電阻，有一個(gè)已經(jīng)變值，換新后恢復正常。
（3）西門(mén)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(guò)小，底板有明顯的過(guò)熱現象，斷開(kāi)15v負載，恢復正常，顯然故障在其負載，經(jīng)查為后部mos管短路造成，將mos管和與之并聯(lián)的穩壓管換新后，電壓恢復，重新送電試機一切正常。
（4）西門(mén)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(shuō)明故障就在cuvc板，用萬(wàn)用表電阻檔測1，2點(diǎn)（5v電源端）阻值為320ω（正常為486ω）證明了電路有短路的地方，經(jīng)查d5有兩腳直接擊穿，用熱風(fēng)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(chǎn)生）重新送電試機，完全恢復正常（見(jiàn)圖3）。
西門(mén)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(wú)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(jīng)燒斷失去電源，更換igbt以及維修觸發(fā)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(wú)顯示
處理情況：用外接24v電源試機，屏幕顯示正常，再用萬(wàn)用表測低壓交流輸出，無(wú)電壓說(shuō)明故障在電源處，測uc3844（6）腳脈沖輸出正常，到q36柵極沒(méi)有，經(jīng)表測量r321由28ω變?yōu)闊o(wú)窮大換新后試機，故障消失。見(jiàn)圖4。
“008”為開(kāi)機封鎖報警，變頻器不能啟動(dòng)，故障原因：在上電后變頻器對其測試點(diǎn)進(jìn)行檢測，如果條件達到，cuvc板輸出信號將充電電阻用并聯(lián)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(wú)法啟動(dòng)。
（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(diǎn)（正常為15v），測30（下）沒(méi)有15v，k1已經(jīng)閉合，查q3發(fā)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(jiàn)圖1）。
（2）西門(mén)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(shuō)明故障在cuvc，經(jīng)查為與之相連的r652和r658損壞造成的，換新后試車(chē)，一切正常（見(jiàn)圖2）。
6se7016－1ta61-z故障現象：控制面板pmu液晶顯示屏顯示“f002”電壓過(guò)低報警
處理情況：查母線(xiàn)直流540v正常，說(shuō)明底板電壓檢測系統出現故障，經(jīng)檢測直流母線(xiàn)540v電壓經(jīng)電阻串聯(lián)通過(guò)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(huì )停止電機并發(fā)出報警，用萬(wàn)用表電壓檔測tl084端無(wú)有電壓（正常值因為2.38v），再用電阻檔測串聯(lián)的30個(gè)電阻發(fā)現有兩個(gè)因腐蝕已經(jīng)斷路致使信號無(wú)法傳遞，更換電阻后，送電試車(chē)一切正常（見(jiàn)圖5）。
變頻器常見(jiàn)的故障根據其故障類(lèi)型的不同可以分為外部故障和變頻器內部故障兩種類(lèi)型的故障，其中外部故障發(fā)生時(shí)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(gè)方面。變頻器的外部故障主要有以下幾中類(lèi)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(dòng)的電機相匹配，如變頻器參數設置不當或是設置錯誤將會(huì )導致變頻器無(wú)法正常啟動(dòng)。
（2）外部接線(xiàn)故障，在變頻器的使用過(guò)程中其外部接線(xiàn)在長(cháng)時(shí)間的使用后會(huì )出現斷線(xiàn)、插頭損壞等的問(wèn)題從而影響變頻器的正常運行。
（3）變頻器外部供電出現問(wèn)題，當變頻器的外部電源出現“欠壓、過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)頻”等的問(wèn)題時(shí)將導致西門(mén)子變頻器無(wú)法正常運行。
（4）過(guò)載，造成西門(mén)子變頻器過(guò)載主要是由于加速時(shí)間過(guò)短、制動(dòng)量過(guò)大或是電網(wǎng)電壓過(guò)低等的原因所導致的。針對這一問(wèn)題可以采用延長(cháng)電機啟動(dòng)加速時(shí)間、延長(cháng)電機制動(dòng)時(shí)間等的方式予以解決。由電機所導致的過(guò)載可著(zhù)重檢查電機是否存在卡死等的問(wèn)題。
（5）過(guò)流，造成西門(mén)子變頻器外部過(guò)流問(wèn)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(xiàn)纜的絕緣遭到破壞短路等所導致的。
西門(mén)子變頻器的軟、硬件故障則主要針對的是西門(mén)子變頻器自身，由于西門(mén)子變頻器需要長(cháng)時(shí)間承受高電壓、高電流從而導致其內部的硬件（控制板類(lèi)的控制部件、IGBT等功率部件）等的燒毀損壞，從而影響西門(mén)子變頻器的正常運行
當西門(mén)子變頻器出現故障時(shí)，首先查看西門(mén)子變頻器上的數碼管上所顯示的報警信息，針對報警信息查看西門(mén)子變頻器的報警說(shuō)明以此來(lái)對西門(mén)子變頻器的故障進(jìn)行定位。如直接對一臺故障的西門(mén)子變頻器進(jìn)行檢查，在上電檢查之初則首先需要使用萬(wàn)用表來(lái)對西門(mén)子變頻器進(jìn)行測量。使用萬(wàn)用表對西門(mén)子變頻器中的整流橋、IGBT模塊等功率部件進(jìn)行檢查并注意查看西門(mén)子變頻器中是否有明顯的燒毀痕跡。在使用萬(wàn)用表對功率部件進(jìn)行檢查時(shí)，將萬(wàn)用表打到1K的電阻檔，將黑表筆與西門(mén)子變頻器的直流（-）極連接，而后使用萬(wàn)用表的紅表筆分別連接西門(mén)子變頻器的三項輸入、輸出端來(lái)測量電阻，測量所得出的電阻值應當在5-10K之間且輸入、輸出三相之間要相互一致，輸出端的三相電阻值要略小于輸入電阻值，完成了（-）測的電阻測量后繼續將黑表筆放置在（+）測繼續進(jìn)行三相測量，測量方法與上述一致，如測量電阻值正常其并未有充放電現象則表明西門(mén)子變頻器能夠上電測量，如若不然則意味著(zhù)西門(mén)子變頻器功率部件損壞需要對測量存在問(wèn)題的部件進(jìn)行更換，尤其是西門(mén)子變頻器中的功率部件上存在明顯燒毀痕跡的不得將西門(mén)子變頻器直接上電。
完成了對于西門(mén)子變頻器的初步測量后需要對西門(mén)子變頻器進(jìn)行上電測量，以西門(mén)子變頻器中MM4變頻器為例：
（1）上電后西門(mén)子變頻器上的數碼管顯示的是F231故障時(shí)，則意味著(zhù)西門(mén)子變頻器的電源驅動(dòng)板或是主控板存在問(wèn)題，則可以更換西門(mén)子變頻器中的電源驅動(dòng)板或是主控板來(lái)進(jìn)行測試。
（2）在西門(mén)子變頻器上電后如面板無(wú)顯示或是面板下的指示燈不亮，則意味著(zhù)西門(mén)子變頻器的整流供電部分存在問(wèn)題，應當對西門(mén)子變頻器中的供電部分進(jìn)行檢測，可以使用萬(wàn)用表對西門(mén)子變頻器中的整流部分中的整流二級管進(jìn)行檢測，發(fā)現存在問(wèn)題的二極管直接進(jìn)行更換即可解決問(wèn)題。
（3）如西門(mén)子變頻器上電后顯示的是（------），多數意味著(zhù)西門(mén)子變頻器中的主控板存在問(wèn)題，可以通過(guò)更換西門(mén)子變頻器主控板的方式予以解決，造成此類(lèi)故障的原因主要是由于西門(mén)子變頻器外部接入線(xiàn)中存在著(zhù)較大的雜波，從而使得西門(mén)子變頻器主控板上的電阻、電容等遭到?jīng)_擊后損壞所造成的，此外，在西門(mén)子變頻器工作的過(guò)程中也會(huì )產(chǎn)生較大的熱量，如西門(mén)子變頻器主控板散熱不好也會(huì )造成主控板上的電子部件燒毀。
（4）在西門(mén)子變頻器上電運行后，不論是空載運行還是帶負載運行都會(huì )在西門(mén)子變頻器上顯示過(guò)流報警，當此類(lèi)故障發(fā)生時(shí)一般意味著(zhù)西門(mén)子變頻器中的IGBT功率部件損壞，應當對西門(mén)子變頻器中的功率部件及驅動(dòng)部分進(jìn)行詳細的測量，檢測存在問(wèn)題的功率及驅動(dòng)部件，更換新的部件后再詳細的測量后才能再次上電，如驅動(dòng)部分存在問(wèn)題將會(huì )導致西門(mén)子變頻器中新更換的IGBT在上電后再次燒毀。造成此類(lèi)故障的原因主要是由于西門(mén)子變頻器在使用的過(guò)程中出現多次過(guò)載或是西門(mén)子變頻器長(cháng)時(shí)間處于電壓波動(dòng)較大的情況，從而導致西門(mén)子變頻器中的器件燒毀，針對這一情況需要對西門(mén)子變頻器的外側電路進(jìn)行檢測，檢測電機是否正常，并在西門(mén)子變頻器的進(jìn)線(xiàn)端加裝電壓保護裝置，以避免西門(mén)子變頻器燒毀。
（5）某西門(mén)子變頻器在使用的過(guò)程中經(jīng)常出現無(wú)征兆的“停機”，重新啟動(dòng)后其有可能是正常的，將西門(mén)子變頻器拆下后經(jīng)過(guò)檢測各器件均未能發(fā)現問(wèn)題，通過(guò)對西門(mén)子變頻器上電后經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的觀(guān)察后發(fā)現，在西門(mén)子變頻器工作的過(guò)程中其主接觸器在工作時(shí)會(huì )存在著(zhù)吸合不正常的問(wèn)題，從而導致西門(mén)子變頻器在工作一段時(shí)間后無(wú)法保持吸合狀態(tài)從而導致掉電、亂跳等問(wèn)題，經(jīng)過(guò)對西門(mén)子變頻器主接觸器進(jìn)行拆開(kāi)后發(fā)現造成這一故障的主要原因是由于西門(mén)子變頻器中的開(kāi)關(guān)電源與主接觸器線(xiàn)包一路的濾波電容漏電，從而導致電壓偏低，導致無(wú)法正常吸合，如供電電壓較高這一問(wèn)題還可以掩蓋過(guò)去而當電壓較低時(shí)問(wèn)題則會(huì )較為明顯的暴露出來(lái)。通過(guò)對西門(mén)子變頻器常見(jiàn)故障進(jìn)行分析后發(fā)現，西門(mén)子變頻器中的功率部件的損壞所占的比例并不高，而是其中的電阻、電容等的控制器件的損壞所占的比例較高，在故障排查時(shí)要予以注意。
