西门子变频器维修

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西門子變頻器故障及維修


1、變頻器和交流電機組成的交流調速系統具有更寬的允許電壓波動範圍、更小的體積、更強的通訊能力,更優良的調速性能,在工礦企業中得到了廣泛的應用。在變頻器的應用中,也會遇到各種各樣的故障現象,借助于變頻器完善的自診斷保護功能,并通過平時工作中積累的經驗來提高處理變頻器故障的技術水平,這将明顯地縮短對變頻器故障處理的時間。我公司粘膠短纖維生産線上共使用西門子6SE70系列變頻器260多台,在應用中因受周圍環境條件,如:溫度、濕度、粉塵、硫化氫腐蝕性氣體等因素的影響,出現的各種故障報警現象也很多,在維修過程中我們積累了一些故障處理、維修維護保養的經驗,下面對西門子6SE70系列變頻器有代表性的故障現象進行分析介紹。此文中電路闆圖為維修過程中實際測繪下來的(因文中章節多次涉及同一電子器件,電路闆圖未按照順序排列,論述問題涉及到的部分電路,請參見相關電路闆圖),僅代表個人意見,供大家在維修時參考。

2、變頻器故障實例的處理

變頻器操作手冊上的故障對策表中介紹的皆為較常見的故障,在出現未涉及的一些代碼時應對變頻器作全面檢查。變頻器的維修方式采用在線電壓檢測及直流電阻測量兩種方法,測量各關鍵點電壓并與正常值進行比較,将故障範圍縮小,進行分析判斷;測量元器件直流電阻,根據貼片電阻色環進行判斷比較,然後将懷疑元器件拆下,再測量元器件直流電阻,采用比較法來确定元器件的好壞。 2.1 西門子6SE7016-1TA61-Z變頻器的操作控制面闆PMU液晶顯示屏上顯示字母“E”報警 變頻器液晶顯示屏上出現“E”報警時,變頻器不能工作,按P鍵及重新停、送電均無效,查操作手冊又無相關的介紹,在檢查外接DC24V電源時,發現電壓較低,解決後,變頻器工作正常。但是出現“E”報警一般來講是CUVC闆損壞,更換一塊新CUVC闆就能正常。“E”報警有以下幾種情況是由底闆及CUVC通訊闆故障引起的: (1)故障現象:操作控制面闆PMU液晶顯示屏顯示“E”報警 檢查處理(參見圖1、圖2):更換一塊新CUVC闆送電開機,液晶顯示屏仍顯示“E”報警,說明故障原因不在CUVC闆而在底闆。檢查底闆,用數字萬用表測外接DC24V電壓正常,檢測集成塊N3基準電壓不正常,集成塊N2 20腳輸出電壓為0.1V,明顯偏低,正常值應為15V,查集成塊N2的1腳為11.3V,8腳為0.20V,11腳電源輸入為27.5V,正常。經分析判斷1腳、8腳、20腳電壓值都不正常。測集成塊N3的1腳電壓為0.31V,2腳電壓為1.8V,電壓值也都偏低。用熱風槍拆下N3集成塊MC340,測2腳與3腳之間的電阻為84Ω。更換一塊新N3集成塊MC340後,測各引腳電壓,1腳為2.1V,2腳為5.1V,正常。測N2集成塊各腳電壓也都恢複正常。集成塊N3輸出電壓不正常,引起N2集成塊各腳電壓也出現偏移。恢複變頻器接線,輸入參數,啟動變頻器運行正常。


在西門子6SE70變頻器的常見維修中,由于其電路闆上選用的大都是貼片電阻、電容、貼片二極管、三極管、IC芯片,因受電路闆體積所限,所選用元器件體積及功率都很小,因受周圍環境溫度的影響導緻電路闆散熱不太好,引起的故障所占比例較大。 再加上化纖行業粘膠短纖維生産現場含硫化氫腐蝕性氣體,電氣控制室為了減少腐蝕性氣體的侵入采用封閉式的,因通風效果不好,導緻電氣控制室内溫度升高,這也是6SE70變頻器電路闆小功率器件損壞的一個因素。 為了解決以上問題,我公司專門上了一套空調系統,用正壓新鮮風來改善環境條件。為了減少硫化氫腐蝕性氣體對電路闆上元器件的腐蝕,我們還采用電子線路闆用噴塗膠,對變頻器電路闆表面作防腐塗層處理,有效地降低了變頻器的故障率,提高了使用效率。 在日常維護時,一方面應注意檢查電網電壓,改善變頻器、電機及線路的周邊環境,定期清除變頻器内部灰塵,通過加強設備管理最大限度地降低變頻器的故障率。另一方面應注意在維修過程中盡量減少靜電的危害,較高的靜電電壓可能對電子元件造成損壞,在更換電路闆及元器件時,應該佩戴防靜電接地環和防靜電腕帶,沒有條件時可以将防靜電接地線纏繞于腕上。 變頻器的維修工作是一項理論知識、實踐經驗與操作水平的結合,它的技術水平代表着變頻器的維修質量。所以我們要經常閱讀一些有關的書報雜志,不斷了解這些電子元器件所具備的功能和特點,開拓我們的思路,給我們維修工作以啟迪,并将這些學到的知識應用于實際工作中,解決一些維修過程中無法解決的問題,使我們的技術水平不斷提高。

西門子6SE70工程型變頻器,出現的比較多的故障有上電顯示“E”的,有上電自檢報F011、F029、還有啟動就報F025的。

一般顯示一個E的大部分都是開關電源故障,主要表現為開關電源的15V電源沒有,其中開關電源部分比較容易出問題的幾個點就是MT33167、4974電源腳兩端的小電容,還有4974前端一個編号為Z8的小三極管(這個小三極管我自己碰到過好多回,這個管子一換立馬見效)。也有時顯示一個E,但是開關電源部分沒什麼問題(我碰到過一回),怎麼檢查都是好的,但是接上CUVC闆就不行,我碰到的一回就是在沒有備用的CUVC闆的情況下自己檢查,發現CUVC闆上所有的5V電源短路了,斷開所有的5V芯片和電容後發先還短路,最後沒辦法的情況下把三相檢測芯片旁邊的單片機吹下來才不得不承認一個事實,單片機短路了。

上電自檢時報F011故障主要出在驅動和檢測上面,驅動要是不好,或者不接IGBT那毫無疑問肯定會報警,70機的驅動采用的是陶瓷片封裝的驅動厚膜,問題主要也就是出在上面,這個片子壞了其實也可以修的,隻是在焊接時要特别小心,上面的焊盤和容易掉;再就是在厚膜片旁邊有一個塑料封裝的無極電容,當驅動損壞時也很容易擊穿該小電容。當驅動靜态驅動電壓都正常的情況下,F011一般故障就出現在電流檢測上面了,30KW以下的70機電流檢測有一個專門的厚膜,通過厚膜經過一個A7的三極管給傳感器供電,傳感器的輸出信号共同給一個084,經過084再給厚膜片檢測,當變頻器檢測到有一個傳感器信号不對時就會報F011,但是當檢測一個正常一個沒有時是不會報警的,我碰到幾回都是這樣的;30KW以下的小功率70機的傳感器一般不會壞,在厚膜片及前端電路都正常的情況下報F011時最大的可能就是厚膜片後面到084和傳感器之間的A7的三極管故障和084的故障,但是當這個三極管故障時靜态量都是好的,換了就沒事了。當厚膜片有故障時也會報F011,這種厚膜片可以檢測兩路信号,分别檢測兩個傳感器信号,兩路是完全分開的互不相幹,經常隻壞了一路,但是把兩個傳感器都裝上有信号輸入時就會報F011,可以通過卸傳感器的辦法檢測出來。

F029故障就是找不到傳感器信号,30KW以下的小功率70機把兩個傳感器都拆掉時就會報F029,所以一般自檢報F029故障的可以從傳感器開始往前查,我碰到的幾回都是傳感器前端的A7三極管同時壞掉了,當别的電路正常這兩個管子同時壞時是顯示F029,隻壞一個時顯示F011.

30KW以上的70機啟動報F025:30KW以上的70機傳感器是采用ABB生産的傳感器,白色的,圓的,這兩個傳感器同時拆掉靜态都不會報警的,所以在修30KW以上的70機時,要是U、V相的模塊主回路損壞了就應該特别注意傳感器是不是有問題,當這兩個傳感器都損壞,别的電路正常的情況下啟動變頻器時,變頻器檢測不到傳感器信号會報F025,指示啟動電流不到額定電流的12%.

以上都是我自己經常碰到的70機的故障和我的處理方法,有不同意見的朋友可以多交流,共同研究。

西門子 6SE70 維修一例 故障現象: 變頻器有時工作正常,有時停機報警,顯示故障 F023 代碼。 故障分析與維修: 說明書中所說故障是超過逆變器極限溫度報警。按書中所說檢查變頻器周圍溫度不高,風扇運轉很正常,也沒有過載現象。于是懷疑溫度傳感器有問題,拆下溫度傳感器,用萬用表測兩端的壓降,兩個方向都是 0.86 伏左右正常,是熱電耦形的,為了證明傳感器好壞,把它裝上另外一台機子上結果正常,這樣問題肯定在信号處理回路中,詳細檢查所關聯的回路,所有貼片電阻 R 1 , R 2 , R 3 阻值都正常,從另外一台機上換過來一塊 CPU 闆試機,沒發現問題,沒辦法隻好把圖中的小瓷片電容 C1 換掉,結果通電顯示正常,原來是小瓷片電容 C1 漏電才到起的過熱保護

6SE70 西門子過電流維修 故障現象: 變頻器通電流後顯示正常,但如果啟動,顯示 F026 (過電流保護)。 故障分析與維修: 查變頻器使用手冊,可知顯示為過電流或變頻器對地漏電,逐個檢查主回路中器件,并加電測試沒有發現問題,檢查驅動電路和驅動 IGBT 也正常,三相對地絕緣也沒問題,最後懷疑電流傳感器有問題,但換上三個新的,故障還是原來過電流故障,證明原來的電流傳感器是好的,給三個電流傳感器的輔助電源正負 15 伏也正常,問題也隻能是電流檢測放大處理哪一部分了,重新檢查運放 LM084 放大部分,發現有一個回路輸出不正常,檢查外部沒發現有壞的元件,更換 LM084 後變頻器恢複正常工作。 420 、 430 系列西門子變頻器維修心得 故障現象 R 、 S 、 T 三相輸入短路,無顯示。 故障分析與維修 拆開機器就發現嚴重的短路現象,整流模塊和 IGBT 模塊爆裂,短路造成的黑色積炭噴得到處都是,主回路兩個繼電器也爆開,主控闆暫時沒有發現問題,但驅動部分燒了好幾處,另外儲能大電容一部分都已發漲,電容闆上的兩顆大螺絲接觸處全部燒焦,這就是 420 系列變頻器的通病,因為所有電量都是要經過這兩顆鐵螺絲,一旦鐵螺絲生鏽,很容易引起電容的充放電不良,這樣電容發熱,漏電,發漲到最後損壞重要器件就不在話下了,為了防止再次接觸不良打火,在上螺絲同時最好焊上幾股粗銅線并存螺絲位上好,維修觸發闆時不知道參數的,可以從控制闆上完好的器件與損壞相同的對比,修複該闆的正向電壓為 4.7 伏,負向電壓為 -4.44 伏,更換損壞器件後,可以加電試驗,試驗步驟按主回路主控制空載,負載分别運行檢查。 加電試驗前為保證器件安全,防止再次損壞重要器件,大容量暫時不要裝止,用兩隻小容量電容代替,為了保護 IGBT ,電容到 IGBT 的供電回路最好是串聯一保白熾燈泡,這樣就可以加大電容了,通電有後如果顯示正常,可以啟動變頻器,再測量 6 個觸發市制脈沖,如果信号正常,就可以去掉電容與 IGBT 之間的燈泡,裝上大電容進行空載運行,正常後再接負載運行,經調試機器後一般恢複正常。


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