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西门子变频器常见故障分析和处理

日期:2020-09-25 17:22
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摘要:
    西门子变频器的整体结构主要由主回路、驱动电路、开关电源电路、保护检测电路、通讯接口电路、控制电路等组成。
    在这些电路中,中央微处理器、数字处理器、等集成电路涉及到程序问题。这个资料每个厂商都是优良保密的。各厂家、各品牌其内容各不相同。一旦这方面出故障,只有厂方和委托代理方能够解决。除此之外,变频器的故障,原则上都能解决。
    主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测电路组成。
1、整流电路
    整流电路实际上就是一块整流模块。它的作用是把三相(或单相)50Hz、380V(220V)的交流电源,通过整流模块的桥式整流成脉动直流电。
整流电路(整流模块)的故障:
整流模块中的整流二极管一个或多个损坏而开路,导致主回路PN电压值下降或无电压值。
整流模块中的整流二极管一个或多个损坏而短路,导致变频器输入电源短路,供电电源跳闸,变频器无法接上电源。
2、限流电路
    限流电路是限流电阻和继电器触点(或可控硅)相并联的电路。变频器开机瞬间会有一个很大的充电电流,为了保护整流模块,充电电路中串联限流电阻以限制充电电流值。随着充电时间的延长,它的充电电流逐渐减少。减少到一定数值时,继电器动作触点闭和,短接了限流电阻。变频器正常运行时,主回路的电流流经继电器触点。
限流电路故障:
     继电器触点氧化,接触不佳。导致变频器工作时,主回路电流,部分或全部流经限流电阻,限流电阻被烧毁。
继电器触点烧毁,不能恢复常开状态。导致开机时,限流电阻不起作用,过大的充电电流损坏整流模块。
     西门子变频器线圈损坏不能工作,导致变频器工作时,主回路电流全部流经限流电阻,限流电阻被烧毁。
限流电阻烧毁,或者是限流电阻老化损坏。变频器接通电源后,主回路无直流电压输出。因此,也就无低压直流供电。这是西门子变频器的操作面盘没有显示,高压指示灯也不会亮。
    一些变频器限流电路中,不用继电器,而用可控硅等开关器件。可控硅等开关器件损坏后开路、短路和可控硅无触发信号三种情况,其故障类似继电器,可以测量可控硅两端的电压值来判断可控硅的好坏。
3、滤波电路
    滤波电路是将整流电路输出的脉动直流电压,变成波动很小的直流电压。通常变频器为电压型,由滤波电解电容对整流电路的输出进行平滑。对于380V电源供电的变频器,是两个电解电容串联后再并联。匀压电阻是为了使直流电压平分后加到每个电容上。
滤波电路故障
    滤波电容老化。其容量低于额定值的85%,致使变频器运行时,输出电压低于正常值。
    滤波电容损坏成开路,导致变频器运行时输出电压低于正常值。损坏成短路,会导致另一只滤波损坏。进而可能损坏限流电路中的继电器、限流电阻、损坏整流模块。
    匀压电阻损坏。匀压电阻损坏后,会由于两个电容受压不均而逐个因超压被损坏。
4、制动电路
    制动电路工作时,可以使变频器在减速过程中,增加电动机的制动转矩。同时吸取制动过程中产生的泵升电压,使主回路的直流电压不至于过高。
制动电路的故障:
  制动控制管损坏。损坏后成开路,失去制动功能;损坏成短路,制动电路始终处于工作状态,制动电阻会损坏。同时增加整流模块的负荷,整流模块易老化,甚至损坏。
5、逆变电路
    逆变电路的基本作用是在驱动信号的控制下,将直流电源转换成频率和电压可以任意调节的交流电源。即变频器的输出电源。它有六个开关器件(如GTR、IGBT),组成三相桥式逆变电路。这些开关器件都是作成模块形式,通常有同一桥臂,上下两个开关器件组成一个模块,有六个开关器件组成一个模块。
逆变电路故障
    六个开关器件中的一个或一个以上损坏,造成输出电压抖动、断相或无输出现象。同一桥臂上下两个开关器同时损坏短路(主回路短路)。造成限流电路的继电器或可控硅、整流模块损坏。
    损坏原因是负载电流过大,主回路直流电压过高,而过流保护和过压保护又未起到保护作用;驱动信号不正常,出现同一桥臂上下两个开关器件同时导通,逆变模块老化等等。
    同时,已有许多小功率变频器采用集成功率模块或智能功率模块。智能功率模块内部高度集成了整流模块、限流电路中的可控硅、逆变模块、驱动电路、保护电路及各种传感器。它的优点是:使变频器外围电路减少,只有一块功率模块,安装方便、体积减小。缺点是智能模块中只要其中的一个部件损坏,整个模块就要更换。导致修理费用增加或无修理价值。
6、主回路常见故障现象、原因和处理方法
     变频器无显示,PN之间无直流电压、高压指示灯不亮。属主回路无输出直流电压。
     主回路无输出直流电压的原因由限流电阻损坏开路造成,使滤波电路无脉动直流电压输入。
      主回路无直流电压输出的**个原因,是整流模块损坏,整流电路无脉动直流电压输出所致。这时不能简单地更换整流模块。还必须进一步查找整流模块损坏的原因。整流模块的损坏可能是:自身老化自然损坏;主回路有短路现象损坏整流模块。
      判断方法:首先换下整流模块,用万用表检测主回路,若主回路无短路现象,说明整流模块是自然损坏,更换新元件即可。
     若主回路有短路现象,又要检测出是哪一个元件引起短路的,可能是制动电路中的Rb和G均短路;滤波电容短路;逆变模块短路等。通过检测具体落实主回路短路的原因。同时还要查找出造成这些元件短路的原因。
     限流电阻损坏开路,整流电路的脉动直流电压无法送到滤波电路,使主回路无直流电压输出。
      检查限流电路中的继电器或可控硅是否损坏,换限流电阻。 

沪公网安备 31011202007297号

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