西門子變頻器維修及維護
近十多年來,隨著電力電子技術、微電子技術及現代控制理論向交流電氣傳動領域的滲透,變頻器已經廣泛應用于交流電動機的速度控制。其最主要的特點是具有高效率的驅動性能及良好的控制特性。
下面根據我多年維修經驗及課程材料我簡單的總結一下幾點:
1 西門子通用型變頻器的特點:
西門子變頻器進入中國市場較晚,但是其增長速度最快。西門子變頻器主要分為通用型、工程型和專用型三類。西門子通用型變頻器快速增長的原因主要有以下幾個方面:
(1) 不斷推出新產品,滿足不同用戶的特定要求。西門子產品一般的更新周期不超過5年。其產品能夠滿足不同用戶的特殊要求。
(2) 強大的通訊功能和全面的配套軟件,是西門子自動化產品的一大特點。這在我國造紙、化工、鋼鐵、機械制造等諸多產業從技術改造向自動化控制全面推進的飛速發展過程中,尤顯其競爭優勢。
(3) 近兩年推出的MM4新一代變頻器不僅具有西門子工程型變頻器MasterDrive的良好架構,還具有較高的性能價格比,雖然價格不高卻有著比同類產品更強大的功能。利用BiCo功能可以為更為復雜的功能進行編程,它可以在輸入(數字的,模擬的,串行通訊的等等)和輸出(變頻器的電流,頻率,模擬輸出,繼電器節點輸出等等)之間建立布爾代數式和數學關系式。
(4) MM4新一代變頻器不同于其他變頻器的另一個顯著特點是:他給用戶提供的是一個完全開放的編程平臺,使用戶可以根據自己的需要最大限度的合理利用有限的資源實現盡可能復雜的控制特性。它的幾十個自由功能塊可以代替PLC實現一些簡單的編程操作。
(5) 由于價格低廉,變頻器在制造時不得已選用了一些底端的原器件,或者說在選用原器件時考慮的富裕量太小。比如:耐壓,耐溫,耐電壓、電流沖擊等。因此,在我國使用的實踐中出現問題相對較多,這是令我們感到非常遺憾的地方。
2 常見故障現象分析及處理方法:
一般來說,當你拿到一臺有故障的變頻器,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,并且沒有充放電現象。然后,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,并且沒有充放電現象。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。
如果以上測量結果表明模塊基本沒問題,可以上電觀察。
(1) 上電后面板顯示[F231]或[F002](MM3變頻器),這種故障一般有兩種可能。常見的是由于電源驅動板有問題,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) 上電后面板無顯示(MM4變頻器),面板下的指示燈[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,電源脈動沖擊造成的。
(3) 有時顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4),敲擊機殼或動一動面板和主板時而能正常,一般屬于接插件的問題,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) 上電后顯示[-----](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,一般是因為外圍控制線路有強電干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系。但也有個別問題出在電源板上。
例如:重慶某水泥廠回轉窯驅動用的一臺MM440-200kW變頻器,由于負載慣量較大,啟動轉距大,設備啟動時頻率只能上升到5Hz左右就再也上不去,并且報警[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,用矢量控制方式,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規范,強弱電沒有分開布線、接地不良并且沒有使用屏蔽線,致使主控板的I/O口被燒毀。后來,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。
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