西門子變頻器常見故障及解決措施分析

張奎

摘 要：新時(shí)期以來我國的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了高速發(fā)展期，進(jìn)出口貨物量逐年遞增，海運(yùn)作為進(jìn)出口貨物運(yùn)輸?shù)闹饕腊l(fā)揮著巨大的作用。港口碼頭的貨物裝卸是航海運(yùn)輸?shù)闹匾画h(huán)，大量的電機(jī)被應(yīng)用于港口碼頭機(jī)械設(shè)備中，變頻器作為一種在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用較多的電氣控制設(shè)備以其控制靈活、高效、節(jié)能的特點(diǎn)在港口碼頭機(jī)械設(shè)備中的電機(jī)控制中發(fā)揮著巨大的作用。安川和西門子作為我港變頻器應(yīng)用最多的兩個(gè)品牌在電機(jī)控制中發(fā)揮著巨大的作用。變頻器在應(yīng)用的過程中由于受到碼頭現(xiàn)場(chǎng)惡劣的自然環(huán)境和復(fù)雜的工況影響會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，做好變頻器常見故障的分析對(duì)于保障港口的正常裝卸有著極為重要的意義。

關(guān)鍵詞：西門子；變頻器；故障；解決措施

前言

變頻器是一種在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛的電氣控制設(shè)備，通過使用變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于恒速傳動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)的速度控制。港口碼頭裝卸設(shè)備中所使用的變頻器由于使用頻繁且工況復(fù)雜、惡劣使得其經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種問題從而影響裝卸設(shè)備的正常運(yùn)行，為保障裝卸設(shè)備的正常運(yùn)行應(yīng)當(dāng)總結(jié)分析變頻器常見故障的特點(diǎn)，從而找出變頻器常見故障的解決措施。本文將會(huì)對(duì)西門子變頻器常見故障的解決措施進(jìn)行分享。

1 西門子變頻器的特點(diǎn)

西門子作為較早進(jìn)入我國的電氣控制設(shè)備生產(chǎn)商，其產(chǎn)品在我國的各個(gè)行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用。變頻器作為一種交流電動(dòng)機(jī)的速度控制設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大的作用。西門子的變頻器分為通用、工程、專用三種不同的種類，其中通用型應(yīng)用多且廣泛。西門子的變頻器具有種類多、通訊和配套軟件全、性價(jià)比高的特點(diǎn)。變頻器在我國的眾多的機(jī)械設(shè)備中都有著廣泛的應(yīng)用。

2 西門子變頻器常見故障分析及解決措施

2.1 西門子變頻器常見故障分析

變頻器常見的故障根據(jù)其故障類型的不同可以分為外部故障和變頻器內(nèi)部故障兩種類型的故障，其中外部故障發(fā)生時(shí)應(yīng)當(dāng)注意檢測(cè)變頻器的外部參數(shù)、外部電源、電機(jī)等所引起的故障，變頻器內(nèi)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型：（1）參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，變頻器內(nèi)部所設(shè)置的參數(shù)需要與所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)相匹配，如變頻器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或是設(shè)置錯(cuò)誤將會(huì)導(dǎo)致變頻器無法正常啟動(dòng)。（2）外部接線故障，在變頻器的使用過程中其外部接線在長(zhǎng)時(shí)間的使用后會(huì)出現(xiàn)斷線、插頭損壞等的問題從而影響變頻器的正常運(yùn)行。（3）變頻器外部供電出現(xiàn)問題，當(dāng)變頻器的外部電源出現(xiàn)“欠壓、過壓、過流、過頻”等的問題時(shí)將導(dǎo)致西門子變頻器無法正常運(yùn)行。（4）過載，造成西門子變頻器過載主要是由于加速時(shí)間過短、制動(dòng)量過大或是電網(wǎng)電壓過低等的原因所導(dǎo)致的。針對(duì)這一問題可以采用延長(zhǎng)電機(jī)啟動(dòng)加速時(shí)間、延長(zhǎng)電機(jī)制動(dòng)時(shí)間等的方式予以解決。由電機(jī)所導(dǎo)致的過載可著重檢查電機(jī)是否存在卡死等的問題。（5）過流，造成西門子變頻器外部過流問題的原因可能是由于電機(jī)負(fù)載突變從而引起較大的沖擊、電機(jī)或是供電線纜的絕緣遭到破壞短路等所導(dǎo)致的。

西門子變頻器的軟、硬件故障則主要針對(duì)的是西門子變頻器自身，由于西門子變頻器需要長(zhǎng)時(shí)間承受高電壓、高電流從而導(dǎo)致其內(nèi)部的硬件（控制板類的控制部件、IGBT等功率部件）等的燒毀損壞，從而影響西門子變頻器的正常運(yùn)行。

2.2 西門子變頻器常見故障的排查與解決

當(dāng)西門子變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，首先查看西門子變頻器上的數(shù)碼管上所顯示的報(bào)警信息，針對(duì)報(bào)警信息查看西門子變頻器的報(bào)警說明以此來對(duì)西門子變頻器的故障進(jìn)行定位。如直接對(duì)一臺(tái)故障的西門子變頻器進(jìn)行檢查，在上電檢查之初則首先需要使用萬用表來對(duì)西門子變頻器進(jìn)行測(cè)量。使用萬用表對(duì)西門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子變頻器中是否有明顯的燒毀痕跡。在使用萬用表對(duì)功率部件進(jìn)行檢查時(shí)，將萬用表打到1K的電阻檔，將黑表筆與西門子變頻器的直流（-）極連接，而后使用萬用表的紅表筆分別連接西門子變頻器的三項(xiàng)輸入、輸出端來測(cè)量電阻，測(cè)量所得出的電阻值應(yīng)當(dāng)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(cè)的電阻測(cè)量后繼續(xù)將黑表筆放置在（+）測(cè)繼續(xù)進(jìn)行三相測(cè)量，測(cè)量方法與上述一致，如測(cè)量電阻值正常其并未有充放電現(xiàn)象則表明西門子變頻器能夠上電測(cè)量，如若不然則意味著西門子變頻器功率部件損壞需要對(duì)測(cè)量存在問題的部件進(jìn)行更換，尤其是西門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子變頻器直接上電。

完成了對(duì)于西門子變頻器的初步測(cè)量后需要對(duì)西門子變頻器進(jìn)行上電測(cè)量，以西門子變頻器中MM4變頻器為例：（1）上電后西門子變頻器上的數(shù)碼管顯示的是F231故障時(shí)，則意味著西門子變頻器的電源驅(qū)動(dòng)板或是主控板存在問題，則可以更換西門子變頻器中的電源驅(qū)動(dòng)板或是主控板來進(jìn)行測(cè)試。（2）在西門子變頻器上電后如面板無顯示或是面板下的指示燈不亮，則意味著西門子變頻器的整流供電部分存在問題，應(yīng)當(dāng)對(duì)西門子變頻器中的供電部分進(jìn)行檢測(cè)，可以使用萬用表對(duì)西門子變頻器中的整流部分中的整流二級(jí)管進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)存在問題的二極管直接進(jìn)行更換即可解決問題。（3）如西門子變頻器上電后顯示的是（------），多數(shù)意味著西門子變頻器中的主控板存在問題，可以通過更換西門子變頻器主控板的方式予以解決，造成此類故障的原因主要是由于西門子變頻器外部接入線中存在著較大的雜波，從而使得西門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，在西門子變頻器工作的過程中也會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，如西門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）在西門子變頻器上電運(yùn)行后，不論是空載運(yùn)行還是帶負(fù)載運(yùn)行都會(huì)在西門子變頻器上顯示過流報(bào)警，當(dāng)此類故障發(fā)生時(shí)一般意味著西門子變頻器中的IGBT功率部件損壞，應(yīng)當(dāng)對(duì)西門子變頻器中的功率部件及驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量，檢測(cè)存在問題的功率及驅(qū)動(dòng)部件，更換新的部件后再詳細(xì)的測(cè)量后才能再次上電，如驅(qū)動(dòng)部分存在問題將會(huì)導(dǎo)致西門子變頻器中新更換的IGBT在上電后再次燒毀。造成此類故障的原因主要是由于西門子變頻器在使用的過程中出現(xiàn)多次過載或是西門子變頻器長(zhǎng)時(shí)間處于電壓波動(dòng)較大的情況，從而導(dǎo)致西門子變頻器中的器件燒毀，針對(duì)這一情況需要對(duì)西門子變頻器的外側(cè)電路進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)電機(jī)是否正常，并在西門子變頻器的進(jìn)線端加裝電壓保護(hù)裝置，以避免西門子變頻器燒毀。（5）某西門子變頻器在使用的過程中經(jīng)常出現(xiàn)無征兆的“停機(jī)”，重新啟動(dòng)后其有可能是正常的，將西門子變頻器拆下后經(jīng)過檢測(cè)各器件均未能發(fā)現(xiàn)問題，通過對(duì)西門子變頻器上電后經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的觀察后發(fā)現(xiàn)，在西門子變頻器工作的過程中其主接觸器在工作時(shí)會(huì)存在著吸合不正常的問題，從而導(dǎo)致西門子變頻器在工作一段時(shí)間后無法保持吸合狀態(tài)從而導(dǎo)致掉電、亂跳等問題，經(jīng)過對(duì)西門子變頻器主接觸器進(jìn)行拆開后發(fā)現(xiàn)造成這一故障的主要原因是由于西門子變頻器中的開關(guān)電源與主接觸器線包一路的濾波電容漏電，從而導(dǎo)致電壓偏低，導(dǎo)致無法正常吸合，如供電電壓較高這一問題還可以掩蓋過去而當(dāng)電壓較低時(shí)問題則會(huì)較為明顯的暴露出來。通過對(duì)西門子變頻器常見故障進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，西門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。

3 結(jié)束語

西門子變頻器在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，做好西門子變頻器常見故障的分析與解決對(duì)于保障工業(yè)生產(chǎn)等有著極為重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]任宏彪，姜晶焱，李明光.石油鉆機(jī)西門子變頻器常見故障處理[J].設(shè)備管理與維修，2010（5）：28-29.

[2]孫健.西門子變頻器故障分析和處理[J].黑龍江紡織，2008（2）：20-22.

[3]武峰.基于西門子變頻器故障分析及解決方案研究[J].河南科技， 2013（7）：98-98.