軋鋼系統(tǒng)中西門(mén)子S120系列變頻器常見(jiàn)故障研究

辛敘征

（承德鋼鐵集團(tuán)有限公司，河北 承德 067000）

隨著當(dāng)前信息化時(shí)代的不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)不斷與智能化科技設(shè)備相融合，逐漸衍生出變頻調(diào)速技術(shù)，該技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，使得電氣傳動(dòng)控制領(lǐng)域進(jìn)入一個(gè)新的平臺(tái)，為該領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新進(jìn)步提供動(dòng)力?，F(xiàn)如今，變頻器調(diào)速技術(shù)已經(jīng)被廣泛的使用在我國(guó)各類(lèi)工業(yè)企業(yè)中，尤其是西門(mén)子S120系列由于其自身的優(yōu)越性，而受到各大工業(yè)企業(yè)的歡迎。該系列的變頻器擁有良好的穩(wěn)定裝置，還可以承載較高的壓強(qiáng)和壓力，并且在技術(shù)控制上也可緊跟時(shí)代潮流而不斷創(chuàng)新和發(fā)展，該變頻器是西門(mén)子公司旗下一款銷(xiāo)售良好且功能健全的品牌，主要的作用是對(duì)交流異步電機(jī)進(jìn)行有效地參數(shù)調(diào)節(jié)。

當(dāng)操作人員在對(duì)西門(mén)子系列的變頻器進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)時(shí)，如果沒(méi)有結(jié)合實(shí)際情況而對(duì)參數(shù)進(jìn)行錯(cuò)誤的調(diào)節(jié)，將會(huì)導(dǎo)致步電機(jī)出現(xiàn)故障現(xiàn)象，甚至可能會(huì)影響操作人員的生命安全，會(huì)嚴(yán)重限制整個(gè)變頻系列的創(chuàng)新和發(fā)展。為解決這一問(wèn)題，工作人員必須在變頻器發(fā)揮作用之前找出可能會(huì)出現(xiàn)安全事故的危險(xiǎn)因子，然后尋找出具體的解決辦法。本文將會(huì)對(duì)西門(mén)子S120系列變頻空調(diào)進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相應(yīng)措施的具體調(diào)查，并找出以往發(fā)生故障現(xiàn)象的具體原因，并在計(jì)劃方案內(nèi)就根據(jù)故障問(wèn)題提出具體的解決辦法。

1 西門(mén)子S120系列變頻器的結(jié)構(gòu)及其硬件配置組成

（1）西門(mén)子S120系列變頻器的結(jié)構(gòu)。西門(mén)子S120變頻器主要是在交流電和直流電的不斷變換中，對(duì)整個(gè)電路內(nèi)的脈沖進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，主要的組成結(jié)構(gòu)按照順序可分為整流電路、直流中間電路和逆變電路，除此之外，還包含一些對(duì)電路的可控制機(jī)械，具體構(gòu)成情況如下圖1所示。

（2）西門(mén)子S120變頻器的主要硬件構(gòu)成也分為幾大板塊，通常情況下，需要將電源以及具體的控制單位進(jìn)行有效地區(qū)分，其中，電源和電機(jī)模塊是其中最主要的構(gòu)成部分，除此之外，還包含控制和制動(dòng)單元，具體構(gòu)成情況如下圖2所示。

圖2 西門(mén)子S120系列變頻器的硬件配置構(gòu)成

2 西門(mén)子S120系列變頻器的工作原理

變頻器的主要工作原理是對(duì)直流電進(jìn)行轉(zhuǎn)化為交流電的變化，通過(guò)不斷地改變變頻器所出出的頻率和電壓，從而可以有效的對(duì)整個(gè)電機(jī)內(nèi)部的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)電流過(guò)小時(shí)，對(duì)整個(gè)變頻器的正常運(yùn)行也不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的影響，可以充分保證變頻器可以重新啟動(dòng)。

眾所周知，n=60f（1-s）/p是變頻器內(nèi)部異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速的公式，在對(duì)公式進(jìn)行有效的探討和推論之后，我們可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速n和頻率f呈現(xiàn)正比發(fā)展關(guān)系，想要對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)時(shí)，就可以在電動(dòng)機(jī)的頻率上進(jìn)行有效的參數(shù)變化，從而可以推動(dòng)整個(gè)變動(dòng)器效能的高效率發(fā)揮。

3 西門(mén)子S120系列變頻器常見(jiàn)故障案例分析與解決措施

設(shè)計(jì)人員為保障整個(gè)西門(mén)子系列變頻器的效能能夠得到有效的發(fā)揮，就需要在設(shè)計(jì)方案那加強(qiáng)保護(hù)措施和預(yù)警設(shè)備，一旦發(fā)生故障現(xiàn)象，整個(gè)變頻器內(nèi)部的電路將會(huì)自動(dòng)切斷，而由具體的感應(yīng)器設(shè)備感知到出現(xiàn)故障現(xiàn)象后會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，從而可以在短時(shí)間內(nèi)幫助維修人員早出具體的故障位置。通常情況下，故障問(wèn)題主要包含：電流電壓超過(guò)一般水平、整體變頻器的溫度出現(xiàn)異常等。我們將會(huì)結(jié)合實(shí)際案例來(lái)將具體的故障問(wèn)題進(jìn)行有效的分析，并找出具體的解決方案和措施。

3.1 過(guò)電流

3.1.1 故障現(xiàn)象

在為變頻器打開(kāi)電流開(kāi)關(guān)之后，顯示屏上所顯數(shù)據(jù)表明為正常狀態(tài)，然而一旦開(kāi)始具體的操作，F(xiàn)30001信號(hào)將會(huì)被顯示在管理人員的控制面板上，在對(duì)其進(jìn)行反復(fù)的檢驗(yàn)和驗(yàn)證之后，并結(jié)合以往的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，我們可以得知，此種現(xiàn)象主要的故障問(wèn)題為漏電或過(guò)電流。

3.1.2 解決措施

當(dāng)變頻器設(shè)備出現(xiàn)漏電和過(guò)電流現(xiàn)象時(shí)，操作人員需要對(duì)整個(gè)變頻器內(nèi)的零部件進(jìn)行有效的勘測(cè)，并結(jié)合用電測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)其是否正常，還需要利用驅(qū)動(dòng)器和電路以及三相對(duì)地絕緣來(lái)分別對(duì)其明確傳感器是否處于正常狀態(tài)。如果在各類(lèi)檢查完成之后，仍無(wú)法明確具體的故障現(xiàn)象，就可以將原有的設(shè)備零件進(jìn)行更換，在反復(fù)的檢驗(yàn)過(guò)程之后發(fā)現(xiàn)電流傳感器出現(xiàn)故障則表明是過(guò)電流的故障，從而需要對(duì)整個(gè)電流檢驗(yàn)部分進(jìn)行重新的檢測(cè)，找出具體的發(fā)生回路運(yùn)輸異常現(xiàn)象的地方，在對(duì)其做出相應(yīng)的解決措施之后，就可以保證整個(gè)變頻器恢復(fù)原有的工作狀態(tài)。

3.1.3 故障分析

當(dāng)變頻器內(nèi)部出現(xiàn)主面板CPU電流低于具體變頻器操作過(guò)程時(shí)所產(chǎn)生的脈動(dòng)電流時(shí)，則可以將其定義為電壓波動(dòng)過(guò)大等原因，且并沒(méi)有安置完善的保護(hù)措施。

3.2 過(guò)電壓

3.2.1 故障現(xiàn)象

當(dāng)變頻器內(nèi)部的控制面板上出現(xiàn)參數(shù)數(shù)據(jù)為F30002時(shí)，我們就可以將其定義為電壓故障現(xiàn)象。操作人員所需要對(duì)整個(gè)電路內(nèi)的各分流電路進(jìn)行有效的檢測(cè)，明確具體的發(fā)生損壞的電路區(qū)域。

3.2.2 解決措施

對(duì)發(fā)生故障的電路區(qū)域進(jìn)行有效的器械更換，最常見(jiàn)的是對(duì)集成電路TL082進(jìn)行調(diào)換，就可以有效地將故障現(xiàn)象進(jìn)行解決。

3.2.3 故障分析

該變頻器內(nèi)部的主要集成電路為T(mén)L082，該集成電路是放大電路中心的主體零部件，利用有效的電壓保護(hù)措施來(lái)明確電路內(nèi)部出現(xiàn)損壞的集成電路的具體狀態(tài)，則可以明確是集成電路電壓高于一般水平，而整個(gè)變頻器內(nèi)部的信息接收員就會(huì)將具體的信息信號(hào)整合為運(yùn)輸命令上達(dá)給中心控制平臺(tái)，向上反映電壓內(nèi)部出現(xiàn)故障現(xiàn)象。

3.3 欠電壓

3.3.1 故障現(xiàn)象

變頻器內(nèi)部中心控制面板上所顯示數(shù)據(jù)為F30003時(shí)，就可以明確定義最終的故障現(xiàn)象為欠電壓。然后對(duì)其內(nèi)部的交流電和直流電進(jìn)行具體的檢測(cè)，將會(huì)發(fā)現(xiàn)各電壓內(nèi)部的電路處于正常運(yùn)行狀態(tài)，這時(shí)就需要對(duì)電路進(jìn)行放大檢查集成電路，最終得知出現(xiàn)故障的電路為T(mén)L084，當(dāng)操作人員對(duì)該集成電路進(jìn)行具體的操作和更換時(shí)，整個(gè)變頻器內(nèi)部的具體工作將會(huì)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。然而在運(yùn)行一段時(shí)間之后，按下暫停鍵，在對(duì)變頻器內(nèi)部的機(jī)體進(jìn)行有效的檢測(cè)，將會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，這時(shí)就需要繼續(xù)對(duì)電路和電器進(jìn)行有效的檢測(cè)，在細(xì)致的調(diào)查之后，將會(huì)發(fā)現(xiàn)供電電路內(nèi)的晶體管出現(xiàn)被燒壞的現(xiàn)象。

3.3.2 解決措施

對(duì)集成電路TL084內(nèi)部的晶體管進(jìn)行調(diào)節(jié)和更換，就可以發(fā)現(xiàn)整個(gè)故障現(xiàn)象消失，欠電壓現(xiàn)象恢復(fù)正常。

3.3.3 故障分析

當(dāng)整個(gè)變頻器內(nèi)部的集成放大器TL084出現(xiàn)被燒壞現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)造成整個(gè)機(jī)械內(nèi)部出現(xiàn)欠壓的現(xiàn)象，而且在機(jī)器繼續(xù)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)會(huì)對(duì)電阻進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的磨損，這是如果繼電器沒(méi)有發(fā)揮正常的作用，將會(huì)最終導(dǎo)致變頻器內(nèi)部電阻進(jìn)行散熱，從而出現(xiàn)發(fā)熱和冒煙的現(xiàn)象。

3.4 通訊失聯(lián)

3.4.1 故障現(xiàn)象

當(dāng)變頻器內(nèi)部的中心控制面板上顯示數(shù)據(jù)為F0072時(shí)，我們就可以明確具體的故障現(xiàn)象為通訊失聯(lián)。然后操作的人員就要對(duì)整個(gè)變頻器內(nèi)部進(jìn)行具體的信號(hào)傳輸裝置的檢測(cè)，具體檢測(cè)順序?yàn)椋簽V波器、電平轉(zhuǎn)移芯片等，經(jīng)過(guò)一系列的調(diào)查研究之后，發(fā)現(xiàn)芯片75176B則是導(dǎo)致整個(gè)通訊失聯(lián)現(xiàn)象的主要原因。

3.4.2 解決措施

對(duì)已出現(xiàn)故障的芯片75176B進(jìn)行及時(shí)的調(diào)換，我們將會(huì)發(fā)現(xiàn)變頻器處于正常運(yùn)行狀態(tài)，所面臨的通訊失聯(lián)現(xiàn)象也會(huì)消失。

3.4.3 故障分析

變頻器內(nèi)部的芯片對(duì)于信號(hào)調(diào)節(jié)和通訊設(shè)施之間的連接具有非常重要的作用，在長(zhǎng)時(shí)間的使用和磨損現(xiàn)象下將會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，從而限制整個(gè)芯片作用的發(fā)揮，最終導(dǎo)致變頻器內(nèi)出現(xiàn)通訊失聯(lián)和信號(hào)無(wú)法準(zhǔn)確及時(shí)地傳導(dǎo)等現(xiàn)象。

3.5 發(fā)熱

3.5.1 故障現(xiàn)象

當(dāng)變頻器出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象時(shí)，中心控制面板上所顯示的故障信號(hào)為F30005，所表現(xiàn)出來(lái)的具體故障現(xiàn)象為風(fēng)扇轉(zhuǎn)速處于極其不穩(wěn)定的狀態(tài)，甚至可能會(huì)影響維修人員的正常維修工作，還有可能會(huì)激發(fā)一系列其他的報(bào)警信號(hào)和故障現(xiàn)象。維修人員在對(duì)發(fā)熱現(xiàn)象的變頻器進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)時(shí)，隨著風(fēng)扇數(shù)量的增多，變頻器內(nèi)部的正常運(yùn)行狀態(tài)將會(huì)被打破。

3.5.2 解決措施

在查明出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，主要的具體原因是供電濾波電容漏電所造成時(shí)，就需要維修操作人員對(duì)電容問(wèn)題進(jìn)行有效的調(diào)整，就可以將整個(gè)變頻器恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

3.5.3 故障分析

一旦變頻器內(nèi)部所承載的壓力超過(guò)一般水平時(shí)，且周?chē)沫h(huán)境溫度與變頻器所適應(yīng)的溫度之間出現(xiàn)較大的差異，變頻器將會(huì)在運(yùn)行過(guò)程時(shí)出現(xiàn)發(fā)熱的故障現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

變頻器之所以可以在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)廣泛的流傳和使用，不僅在于該設(shè)備可以對(duì)能源進(jìn)行有效地使用和節(jié)約，還能夠降低因工業(yè)生產(chǎn)而對(duì)周?chē)h(huán)境所造成的污染。雖然變頻器的使用性?xún)r(jià)比較高，然而操作人員一旦輸入?yún)?shù)不恰當(dāng)或不準(zhǔn)確時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重制約整個(gè)變頻器正常運(yùn)行狀態(tài)的發(fā)生。這就需要操作人員在具體使用變頻器之前，對(duì)變頻器進(jìn)行具體的了解，明確變頻器發(fā)生故障時(shí)所出現(xiàn)的信號(hào)，并結(jié)合一系列以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)找出具體故障問(wèn)題的解決措施，以此來(lái)形成個(gè)人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而可以更好地提高自己解決突發(fā)事問(wèn)題的應(yīng)對(duì)能力。