西門子變頻器的組成與常見故障及維修對策
發布者：bjigbt 發布時間：2022-06-08 11:28:10
西門子變頻器的組成與常見故障及維修對策
一、引言
變頻調速技術是現代電力傳動技術重要發展的方向，隨著電力電子技術的發展方向，隨著電力電子技術的發展，交流變頻技術從理論到實際逐漸走向成熟。變頻器不僅調整平滑，范圍大，效率高，啟動電流小，運行平穩，而且節能效果明顯。因此，交流變頻調速已逐漸取代了過去的傳統滑差調速、變極調速、直流調速等調速系統，越來越廣泛的應用于冶金、紡織、印染、煙機生產線及樓宇、供水等領域。但是由于受到環境，使用年限以及人為操作等因素，影響變頻器的使用壽命大為降低，同時使用中也出現了各種各樣的故障。下面我們就變頻器的組成與常見故障及對策和大家一起探討變頻器構成。一般分為整流電路、平波電路、控制電路、逆變電路等幾大部分。
二、整流電路
整流電路的功能是把交流電源轉換成直流電源。整流電路一般都是單獨的一塊整流模塊，但不少整流電路與逆變電路二者合一的模塊如富士7MBI系列。
整流模塊損壞是變頻器常見故障，在靜態中通過萬用表電阻擋正反向的測量來判斷整流模塊是否損壞，當然我們還可以用耐壓表來測試。
有的品牌變頻器整流電路，上半橋為可控硅，下半橋為二極管。如大功率的丹佛斯、臺達等。判斷可控硅好壞的簡易方法，可在控制極加上直流電壓（10V左右）看它正向能否導通。這樣基本大致能判斷出可控硅的好壞。
另外，富士變頻器G9S（P9S）11KW以下的整流模塊的特點為該模塊集中五種功能。整流，預充電可控硅，制動管，電源開關管，熱敏電阻。如CVM40CD120整流模塊引腳及功能的名稱，供同行參考。
整流：R、S、T、A（+） N-（-）
充電可控硅：A1、P1、G+n（觸發）
制動管：DB、N_、G7（觸發） DB1 B+是其續流二極管電源開關管：D8、S8、G8
熱敏電阻：Th1 Th2
G9S(P9S)15Kw~22Kw，整流模塊為（VM100BB160）它的功能除整流外還有預充電可控硅。功率在30kw以上的為整流模塊單一整流功能。功率75kw以上為多組并聯整流模塊。
三、平波電路
平波電路在整流器、整流后的直流電壓中含有電源6倍頻率脈動電壓，此外逆變器產生的脈動電流也使直流電壓變動，為了抑制電壓波動采用電感和電容吸收脈動電壓（電流），一般通用變頻器電源直流部分對主電路構成器件有余量，省去電感而采用簡單電容濾波平波電路。
對濾波電容進行容量與耐壓的測試，我們還可以觀察電容上的安全閥是否爆開。有沒有漏液現象來判斷的它的好壞。
四、控制電路
現代變頻調速基本系用16位、32位單片機或DSP為控制核心，從而實現全數字化控制。
變頻器是輸出電壓頻率可調的調速裝置。提供控制信號的回路稱為主控制電路，控制電路由以下電路構成：頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”。運算電路的控制信號進放大的“驅動電路”以及逆變器和電動機的“保護電路”，但實際使用變頻器時，其維護工作也比較復雜。這里就變頻器控制電路故障報警產生原因提供以下一些處理方法。
常用變頻器在使用中，是否能滿足傳動系統要求，變頻器參數設置尤為重要。設置不正確會導致變頻器報警而不能正常工作。
1.參數設置
變頻器出廠時，廠家對每個參數都預設一個值這些參數叫出廠（缺省）值。一般缺省值并不能滿足大多數傳動系統的要求。所以用戶在正確使用變頻器之前，要求對變頻器參數做如下設置：
（1）確認電機參數設定電機的功率、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。
（2）變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉拒控制、PID或其它方式。選定控制方式后，一般要根據控制精度需要進行靜態或動態辨別。
（3）設定變頻器的啟動方式，一般變頻器在出廠時設定從面板啟動，用戶可以根據實際情況選擇啟動方式�？梢杂妹姘�、外部端子、通訊方式等幾種。
（4）給定信號的選擇，一般變頻器的頻率給定也可以有多種方式。面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通訊方式給定。當然對于變頻給定也可以是這幾種方式的一種或幾種方式之和，正確設置以上參數后，變頻器基本能正常工作，如要獲得更好的控制效果則只能根據實際情況修改相關參數。一旦發生參數設置鼓掌，可根據說明書進行修改參數。如果不行可數據初始化，恢復缺省值。然后按上述步驟重新設置，對于不同品牌的變頻器其參數恢復出廠值方式也不同。
2.“0C”過流報警故障
這是變頻最常見故障，我們首先排除由于參數問題而導致的故障，例如：電流限制，加速時間過短有可能導致過流的產生。然后我們就必須判斷是否電流檢測電路問題，以FVR-075G7S-4EX為例，我們有時看到FVR-075G7S-4EX在不接電機運行的時候面板會有電流顯示，電流來自于哪里呢？這時就要測試一下它的3個霍爾傳感器是否出了問題。
3.“0V”過壓故障
首先先要排除由于參數問題而導致的故障，例如：減速時間過短，以及由于再生負載而導致的過壓等。然后我們可以看一下電壓檢測電路是否出現了故障。一般的電壓檢測電路的電壓采樣點都是中間直流母線取樣后（530V左右的直流）通過阻值較大的電阻降壓后再由光耦進行隔離，當電壓超過一定值時，顯示“5”過壓（此機為數碼管顯示）我們可以看一下電阻是否氧化變值，光耦是否有短路現象。
4.“UV”欠壓故障
首先我們可以看一下輸入端電壓是否偏低、缺相，然后看一下電壓檢測電路鼓掌，判斷和電壓相同。
5.“OH”過熱故障
變頻器溫度過高，檢查變頻器的通風情況，及軸流風扇運轉是否良好。有些變頻器有電動機溫度檢測裝置，檢查電動機的散熱情況，然后我們檢查檢測電路各器件是否正常。
6.“SC”短路故障
我們可以檢測一下變頻器內部器件是否有短路現象。以安川616G545P5為列模塊、驅動電路、光耦是否有問題一般為模塊和驅動的問題。更換模塊修復驅動電路。“SC”故障會消除。
7.“FU”快速熔斷故障
現行推出的變頻器大多推出了快熔故障檢測功能。特別是大功率變頻器，以LG SV030IH-4變頻器為例。它主要是對快熔前面后面的電壓進行采樣檢測。當快熔損壞以后必然會出現快熔一端電壓丟失，此時隔離光耦動作，出現FU報警。
更換快熔就應能解決問題，特別應該注意的是更換快熔前必須判斷主回路是否有問題。
五、逆變電路
逆變電路同整流電路相反，逆變電路是將直流電壓變換為所要頻率的交流電壓，以所確定的時間使上橋5個，下橋6個功率開關器件導通和關斷。從而可以在輸出端U、V、W三相上得到相位互相差2/3II的三相交流電壓。
逆變電路通常指的就是IGBT逆變模塊（早期生產的變頻器為GTR等功率模塊）IGBT模塊損壞也是變頻器常見的故障。對于IGBT模塊，我們介紹最簡單的測量方法（專業不是這樣測量）用指針萬用表電阻10K檔表棒去觸發GwEw（黑筆碰Gw，紅筆碰Ew）則P到W可導通。當Gw Ew短路，P到W則關閉，其它各管引腳同理。
測量耐壓值可用晶體管參數測試儀，但是要短接觸發端G-E才能測C-E的耐壓值。IGBT模塊損壞，大多情況下會損壞驅動元器件。最容易損壞的器件是穩壓管及光耦。反過來如驅動電路的元件有問題如電容漏液、擊穿、光耦老化，老會導致IGBT模塊燒壞或變頻輸出電壓不平衡。檢查驅動電路是否有問題，可在沒通電時比較一下各路觸發端電阻是否一致。通電開機可測量觸發端的電壓波形。但是有的變頻器不裝模塊開不了機，這時在模塊P端串入假負載防止檢查時誤碰觸發端或其他線路引起燒壞模塊。
六、結束語
變頻器的科技含量較高，是強電與弱電相結合的，因此其故障多種多樣。我們只能從實踐中不斷的總結、探索出一套快速有效處理變頻器故障的辦法。
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