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西门子变频器的常见故障及维修对策

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发表于 2019-9-1 12:01:19 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
西门子变频器的常见故障及维修对策
西门子,在自动化领域应该是个享有盛誉的品牌,PLC,人机界面,变频器,伺服产品,自动化仪表等等,几乎涉及了自动化控制的所有领域,在各行业中也都赢得了良好的口碑。 西门子变频器以其稳定的性能,丰富的组合功能,良好的力矩特性,在变频器市场占据着重要的地位。并以其强大的品牌效应,打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位,据有关专业市场调研机构的统计,西门子的高低压变频器在中国市场上已位居第一。 西门子变频器在中国市场的使用最早是在钢铁行业,然而在当时电机调速还是以直流调速为主,变频器的应用还是一个新兴的市场,但随着电子元器件的不断发展以及控制理论的不断成熟,变频调速已逐步取代了直流调速,成为驱动产品的主流,西门子变频器因其强大的品牌效应在这巨大的中国市场中取得了超规模的发展,西门子在中国变频器市场的成功发展应该说是西门子品牌与技术的完美结合。在中国市场上我们能碰到的早期的西门子变频器主要有电流源的SIMOVERT A,以及电压源的SIMOVERT P,这些变频器也主要由于设备的引进而一起进入了中国的市场,目前仍有少量的使用,而其后在中国市场大量销售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西门子变频器最为成功的一个系列SIMOVERT
MASTERDRIVE,也就是我们常说的6SE70系列。它不仅提供了通用场合使用的AC---AC变频器,也提供了在造纸,化纤等特殊行业要求使用的多电机传动的直流母线方案。当然西门子也推出了在我个人看来技术上比较失败然而在市场上却相当成功的ECO变频器,在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率,市场上的成功主要是因为它超越了富士变频器成为中国市场的第一品牌。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420,MM440.6SE70系列。
由于西门子变频器在中国市场的一个庞大的销售量,在使用中必然会碰到许多问题,以下我们就西门子变频器的一些常见故障在这里和广大使用者做一个探讨:
西门子变频器应该是进入中国市场较早的一个品牌,所以有些老的产品象MICRO
MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用户在使用,我们先就这两个系列产品的常见故障做一分析。对于MICRO MASTER系列变频器我们最常见的故障就是通电无显示,该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形发生器,该芯片的损坏会导致开关电源无法工作,从而也无法正常显示,此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无法正常工作。对于MIDI MASTER系列变频器我们较常见的故障主要有驱动电路的损坏,以及IGBT模块的损坏,MIDI MASTER的驱动电路是由一对对管去驱动IGBT模块的,而这对管也是最容易损坏的元器件,损坏原因常由于IGBT模块的损坏,而导致高压大电流窜入驱动回路,导致驱动电路的元器件损坏。
对于6SE70系列变频器,由于质量较好,故障率明显降低,我们经常会碰到的故障现象有F008(直流电压低),由于是直接通过电阻降压来取得采样信号,所以故障F008的出现主要是由于采样电阻的损坏而导致的。此外我们还会碰到F025,F026,F027,关于输入相缺失的报警,故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能,输入检测电路的损坏会导致输入缺相报警,如排除此故障原因,报警信号还不能消除,那故障很有可能就是CU板的损坏了。此外F011(过电流)故障也是一个常见的故障,电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一,此外我们在维修中经常会碰到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011报警. 我们要特别注意由于这种原因而引起的故障报警。
对于ECO的变频器,我们碰到最多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏,引起的原因也主要是由于强电侧(功率模块)与弱电侧(驱动电路)没有隔离电路,导致强电进入了——————————————————————————————————————————————
控制电路,引起驱动电路及开关电源大面积烧坏,此外预充电回路损坏也是常见故障(30KW以上),由于限流回路设计在交流输入侧,只要有三相交流电源任意一路送电时有时序上的超前和滞后,都有可能引起自身一路或其余两路充电时电流过大,而使得限流电阻和切入继电器烧毁。F231故障也是ECO变频器的一种常见故障,引起原因就是因为采样电阻的损坏。 对于MM420以及MM440变频器的故障现象应该说没有超出我们前面讨论的范围,只是变频器在内部结构上发生了一些变化,那就是采用了着名的功率器件制造商西门康公司的一体化功率模块,缩小了机器的体积,也减少了内部的连接,因为回路之间的连接都采用了直接接触的方式。应该说MM440和MM420系列变频器还是出现了较多的故障,特别是小功率的机器。
应该说西门子变频器在使用中出现的故障还是多样性的,希望在以后能有更多从事变频调速行业的人加入到此行列中,更好地为广大用户解决一些难题。
变频器和交流电机组成的交流调速系统具有更宽的允许电压波动范围、更小的体积、更强的通讯能力,更优良的调速性能,在工矿企业中得到了广泛的应用。在变频器的应用中,也会遇到各种各样的故障现象,借助于变频器完善的自诊断保护功能,并通过平时工作中积累的经验来提高处理变频器故障的技术水平,这将明显地缩短对变频器故障处理的时间,下面对西门子变频器维修技术进行分析介绍。
故障现象:操作控制面板PMU板液晶显示屏显示“E”报警
西门子变频器维修技术总结:一台“E”报警的变频器,将变频器原CUVC板上CBT通讯板拆下,装在新CUVC板上,变频器装好CUVC板,启动后。液晶显示屏仍显示“E”报警。拆下CUVC板检查发现CBT通讯板上贴片电阻烧坏。更换新CBT通讯板后,变频器启动工作正常。
故障现象:西门子6SE7016-1TA61-Z变频器操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
西门子变频器维修技术总结:检查底板V34场效应管K2225,发现栅极保护贴片电阻24Ω变值为500kΩ,已损坏。检测N2集成块的20脚无电压,1脚为11.3V,N3集成块MC340脚为4V,2脚为3.3V。用热风枪将N3集成块MC340拆下测量1脚与3脚之间的阻值变为9kΩ,正常应为500kΩ。更换新的N3集成块MC340和24Ω贴片电阻。上电测试N2、N3集成块各引脚电压,正常。恢复接线,运行正常。操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”故障,大部分与底板V34电源管控制极24Ω保护贴片电阻变值有直接关系,变值后的电阻值一般为500kΩ~1MΩ之间,有的电阻值变为无穷大。
变频器操作手册上的故障对策表中介绍的皆为较常见的故障,在出现未涉及的一些代码时应对变频器作全面检查。变频器的维修方式采用在线电压检测及直流电阻测量两种方法,测量各关键点电压并与正常值进行比较,将故障范围缩小,进行分析判断;测量元器件直流电阻,根据贴片电阻色环进行判断比较,然后将怀疑元器件拆下,再测量元器件直流电阻,采用比较法来确定元器件的好坏。
故障现象
R 、 S 、 T 三相输入短路,无显示。
故障分析与维修
拆开机器就发现严重的短路现象,整流模块和 IGBT 模块爆裂,短路造成的黑色积炭喷得到处都是,主回路两个继电器也爆开,主控板暂时没有发现问题,但驱动部分烧了好几处,另外储能大电容一部分都已发涨,电容板上的两颗大螺丝接触处全部烧焦,这就是 420 系列变频器的通病,因为所有电量都是要经过这两颗铁螺丝,一旦铁螺丝生锈,很容易引起——————————————————————————————————————————————

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电容的充放电不良,这样电容发热,漏电,发涨到最后损坏重要器件就不在话下了,为了防止再次接触不良打火,在上螺丝同时最好焊上几股粗铜线并存螺丝位上好,维修触发板时不知道参数的,可以从控制板上完好的器件与损坏相同的对比,修复该板的正向电压为 4.7 伏,负向电压为 -4.44 伏,更换损坏器件后,可以加电试验,试验步骤按主回路主控制空载,负载分别运行检查。
加电试验前为保证器件安全,防止再次损坏重要器件,大容量暂时不要装止,用两只小容量电容代替,为了保护 IGBT ,电容到 IGBT 的供电回路最好是串联一保白炽灯泡,这样就可以加大电容了,通电有后如果显示正常,可以启动变频器,再测量 6 个触发市制脉冲,如果信号正常,就可以去掉电容与 IGBT 之间的灯泡,装上大电容进行空载运行,正常后再接负载运行,经调试机器后一般恢复正常。

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