維修西門子變頻器

西門子變頻器常見故障分析及處理(一)

為了對變頻器的好壞作一個初步的判斷,我們可以先對它做一個靜態測試,主要是對直流中間電路和igbt的檢測,用萬用表檢測其內部保險是否燒斷、中間濾波電容的容量及是否擊穿、igbt的續流二極管是否損💎壞等。因為變頻器同一種報警可以由底板、cuvc板、通訊板共同造成,所以發現故障時不♑要盲目判斷,引起工作的繁瑣和時間的浪費。

1、e報警

西門子變頻器“e”報警(據分析其原因為:底板(15v過低),cuvc𓆏板(5v電壓沒傳到指定地點,cuvc✱板有短路故障)等。

(1)西門子變頻器6se7023-4ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“e”報警

處理情況:

●更換cuvc板送電開機,液晶顯示屏仍顯示“e”報警,說明故障原因不在cuvc板而在底板;

●檢查底板,用萬用表測底板各電壓,發現15v明顯偏低🎐,查8腳軟啟動電壓是0.5v(正常值為3.85v)經查5v正常,q2觸發電壓正常,用萬用表測q2有故障換新后電🧸壓回復正常,15v輸出正常,恢復變頻器接線,輸入參數,啟動變頻器運行正常,見圖1。

(2)西門子變頻器6se7016-1ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“e”報警

處理情況:更換cuvc板送電開機(見圖2),一切正常,說明故障就ꦦ在cuvc板,測與之相關的3個1kω電阻,有一個已經變值,換新后恢復正常。

(3)西門子變頻器6se7021-0ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“e”報警

處理情況:查底板15v不正常,嚴重過小,底板有明顯的過熱現象,斷開15v負載,恢復正常,顯然ꦇ故障在其負載,ꦆ經查為后部mos管短路造成,將mos管和與之并聯的穩壓管換新后,電壓恢復,重新送電試機一切正常。

(4)西門子變頻器6se7016-1ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“e”報警

處理情況:更換cuvc板故障消失,說明故障就在cuvc板,用萬用表電阻檔測1,2點(5v電源端)阻值為320ω(正常為486ω)證明了電路有短路的地方,經🐠查d5有兩腳直接擊穿,用🍌熱風槍拿掉d5,換上新的(焊接一定要仔細,不要有人為的短路或斷路產生)重新送電試機,完全恢復正常(見圖3)。

2、 黑屏

西門子變頻器黑屏一般故障原因有(電源損壞、igbt短路造成內部保險燒毀)等。

(1)6se7023-4tc61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏無顯示

處理情況:用表測igbt內部已嚴重短路,造成內部保險已經燒斷失去電源,更換igbt以及維修觸發電♒路重新送電,一切正常。

(2)6se7016-1ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏無顯示

處理情況:用🉐外接24v電源試機,屏幕顯示正常,再用萬用表測低壓交流輸出,無電壓說♊明故障在電源處,測uc3844(6)腳脈沖輸出正常,到q36柵極沒有,經表測量r321由28ω變為無窮大換新后試機,故障消失。見圖4。

3、 008報警

“008”為開機封鎖報警,變頻器不能啟動,故障原因:在上電后變頻器對其測試點進行檢測,如果條件達到,cuvc板輸出信號將充電電阻用并聯的繼電器短封,給變頻ဣ器以更大的電流使之運行,否則將在屏幕上顯示“008”并且無🔥法啟動。

(1)6se7023-4ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“008”報警

處理情況:30(下)為008檢測點(正常為𒅌15v),測30(下)沒有15v,k1已經閉合,查q3發射極有15v基極電壓正常,懷疑q3損壞,換新以后送電,一切正常(見圖1)。

(2)西門子變頻器6se7022-4ta61-z故障現象:控制面板ไpmu液晶顯示屏顯示“008”報警

處理情況:更換cuvc板正常,��說明故障在cuvc,經查為與之相連的r652和🐈r658損壞造成的,換新后試車,一切正常(見圖2)。

4、f002報警

6se7016-1ta61-z故障現象:控制面板pmu液晶顯示屏顯示“f002”電壓過低報警

處理情況:查母線直流540v正常,說明底ཧ板電壓檢測系統出現故障,經檢測直流母🌟線540v電壓經電阻串聯通過tl084傳信號給cuvc板,如果檢測電壓低于參數p071所設置的數值將會停止電機并發出報警,萬用表電壓檔測tl084端無有電壓(正常值因為2.38v),再用電阻檔測串聯的30個電阻發現有兩個因腐蝕已經斷路致使信號無法傳遞,更換電阻后,送電試車一切正常(見圖5)。

西門子變頻器常見故障分析(二)

變頻器常ꩲ༒見的故障根據其故障類型的不同可以分為外部故障和變頻器內部故障兩種類型的故障,其中外部故障發生時應當注意檢測變頻器的外部參數、外部電源、電機等所引起的故障,變頻器內部故障則分為軟故障和硬件故障兩個方面。變頻器的外部故障主要有以下幾中類型:

(🐻1)參數設置錯誤,變頻器內部所設置的參數需要與所驅動的電機相匹配,如變頻器參數設置不當或是設置錯誤將會導致變頻器無法正常啟動。

(2)外部接線故障,在變頻器的使用過程中其外部接🌄線在長時間的使用后會出現斷線、插頭損壞等的問題從而影響變頻器的正常運行。

(3)變頻器外部供電出現問題,當變頻器的外部電源出現“欠壓、過壓、🌱過流、過頻”等的問題時將導致西門子🌃變頻器無法正常運行。

(4)過載,造成西門子變頻器過ও載主要是由于加速時間過短、制動量過大或是電網電壓過低等的原因所導致的。針對這一問題可以采用延長電機啟動加速時間、延長電機制動時間等的方式予以解決。由電機所導致的過載可著重檢查電機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負載突變從而引起較大的沖擊、電機或是供電線纜的絕緣遭到破壞短路⛄等所導致的。

西門子變頻器的軟、硬件故障則主要🍬針對的是西✅門子變頻器自身,由于西門子變頻器需要長時間承受高電壓、高電流從而導致其內部的硬件(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行

西門子變頻器常見故障的排查與解決

當西門子變頻器出現故障時,首先查看西門子變頻器上的數碼管上所顯示的報警信息,針對報警信息查看西門子變頻器的報警說明以此來對西門子變頻器的故障進行定位。如直接對一臺故障的西門子變頻器進行檢查,在上電檢查之初則首先需要使用萬用表來對西門子變頻器進行測量。使用萬用表對西門子變頻器中的整流橋、IGBT模塊等功率部件進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。在使用萬用表對功率部件進行檢查時,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輸入、輸出端來測量電阻,測量所得出的電阻值應當在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(-)測的電阻測量后繼續將黑表筆放置在(+)測繼續進行三相測量,測量方法與上述一致,如測量電阻值正常其并未有充放電現象則表明🅺西門子變頻器能夠上電測量,如若不然則意味著西門子變頻器功率部件損壞需要對測量存在問題的部件進行更換,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🍸于西門子變頻器的初步測量后需要對西門子變頻器進行上電測量,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碼管顯示的是F231故障時,則意味著西門子變頻器的電源驅動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動板或是主控板來進行測試💟。

(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,應當對西門子變頻器中的供電部分進行檢測,可以使用萬用表對西門子ꦜ變頻器中的整流部分中的整流二級管進行檢測,發現存在問題的二極管直接進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𓆏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、電容等遭到沖擊后損壞所造成的,此外,在西門子變頻器工作的過程中也會產生較大的熱量,如西門子變頻器主控板散熱不好也會造成主控板上的電子部件燒毀。

(4)在西門子變頻器上電運行后,不論是空載運行還是帶負載運行都會在西門子變頻器上顯示過流報警,當此類故障發生時一般意味著西門子變頻器中的IGBT功率部件損壞,應當對西門子變頻器中的功率部件及驅動部分進行詳細的測量,檢測存在問題的功率及驅動部件,更換新的部件后再詳細的測量后才能再次上電,如驅動部分存在問題將會導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多次過載或是西門子變頻器長時間處于電壓波動🅘較大的情況,從而導致西門子變頻器中的器件燒毀,針對這一情況需要對西門子變頻器的外側電路進行檢測,檢測電機是否正常,并在西門子變頻器的進線端加裝電壓保護裝置,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常出現無征兆的“停機”,重新啟動后其有可能是正常的,將西門子變頻器拆下后經過檢測各器件均未能發現問題,通過對西門子變頻器上電后經過長時間的觀察后發現,在西門子變頻器工作的過程中其主接觸器在工作時會存在著吸合不正常的問題,從而導致西門子變頻器在工作一段時間后無法保持吸合狀態從而導致掉電、亂跳等問題,經過對西門子變頻器主接觸器進行拆開后發現造成這一故障的主要原因是由于西門子變頻器中的開關電源與主接觸器線包一路的濾波電容漏電,從而導致電壓偏低,導致無法正常吸合,如供電電壓較高這一𓄧問題還可以掩蓋過去而當電壓較低時問題則會較為明顯的暴露出來。通過對西門子變頻器常見故障進行分析后發現,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,在故障排查時要予以注意。

西門子變頻器維修常見故障代碼報警:

(🀅1) 上電后顯示正常,一運行即顯示過流[F0001](MM4) [F002](MM3)即使空載也一樣,一般這種現象,說𒐪明IGBT模塊損壞或驅動板有問題,需更換IGBT模塊并仔細檢查驅動部分后才能再次上電,不然可能因為驅動板的問題造成IGBT模塊再次損壞!這種問題的出現,一般是因為變頻器多次過載或電源電壓波動較大(特別是偏低)使得變頻器脈動電流過大主控板CPU來不及反映并采取保護措施所造成的。

(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。

(3) 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。

(4) 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。

(5) 上電ജ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。

(6) 使用的過程中經常“無故”停機。再次開機可能又是正常的,上電后主接觸器吸合不正常-有時會掉電,亂跳。查故障原因,開關電源出來到接觸器線包的一路電源的濾波電容漏電造成電壓偏低꧅,這時如果供電電源電壓偏高還問題不大,如果供電🍷電壓偏低就會致使接觸器吸合不正常造成無故停機。

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(*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𓂃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[F🦹0022,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。

(5) 上電后顯示正常🔥,一運行即顯示ꩲ過流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣,一般這種現象說明IGBT模塊損壞或驅動板有問題,需更換IGBT模塊并仔細檢查驅動部分后才能再次上電,不然可能因為驅動板的問題造成IGBT模塊再次損壞!這種問題的出現,一般是因為變頻器多次過載或電源電壓波動較大(特別是偏低)使得變頻器脈動電流過大主控板CPU來不及反映并采取保護措施所造成的。

還有一些特殊故障(不常見但有一些普遍意義,可以舉一反三,希望達到拋磚引玉的效果),例如:

(6) 有一臺變頻器(MM3-30KW),在使用的過程中經常“無故”停機。再次開機可能又是正常的,機器拿到我這兒來以后,開始我也沒有發現問題所在。經過較長時間的觀察,發現上電后主接觸器吸合不正常--有時會掉電,亂跳。查故障原因,結果發現是因為開關電源出🍃來到接觸器線包的一路電源的濾波電容漏電造成電壓偏低,這時如果供電電源電壓偏高還問題不大,如果供電電壓偏低就會༒致使接觸器吸合不正常造成無故停機。

(7) 還有一臺變頻器(MM4-22KW),上電顯示正常,一꧟給運行信號就出現[P----]或[-----],經過仔細觀察,發現風扇的轉速有些不正常,把風扇拔掉又會顯示[F0030],在維修的過程中有時報警較亂,還出現過[F0021\F0001\A0501]等。在我先給了運行信號然后再把風扇接上去就不出現[P----],但是,接上一個風扇時,風扇的轉速是正常的,輸出三相也正常,第二個風扇再接上時風扇的轉速明顯不正常。于是我分析問題在電源板上。結果是開關電源出來的一路供電濾波電容漏電造成的,換上一個同樣的電容問題就解決了。

(8)在某鋼鐵廠有一臺75k🅠W的MM440變頻器,安裝好以后開始時運行正常,半個多小時后電機停轉,可是變頻器的運轉信號并沒有丟失卻仍在保持,面板顯示[A0922]報警信息(變頻器沒有負載),測量變頻器三相輸出端無電壓輸出。將變頻器手動停止,再次運行又回復正常。正常時面板顯示的輸出電流是40A-60A。過了二十多分鐘同樣的故障現象出現,這時面板顯示的輸出電流只有0.6A左右。經分析判斷是驅動板上的電流檢測單元出了問題,更換驅動板后問題解決。

總結以上,大的原器件如IGBT功率模塊出問題的比例倒是不🍎多,正如我前面在西門子通用變頻器的特點里所說的,因為一些低端的簡單原器件問題和裝配問題引發的故障比例較多,如果有圖紙和零件,這些問題便不難解決而且費用不高,否則解決這些問題還是不容易的。*簡單的辦法就ꦰ是換整塊的線路板!

西門子變頻器的設計水平同各品牌變頻器相比,功能強大,無可挑剔!如果再能從設計上就考慮到將來維修的方便性并在制造選材上提高一下零件ꦜ的質量是*為理想的了