西門(mén)子變頻器特點(diǎn)及故障分析與處理方法
一、西門(mén)子通用型變頻器的特點(diǎn)
西門(mén)子變頻器主要分為通用型、工程型和專(zhuān)用型三類(lèi)。西門(mén)子通用型變頻器快速增長(zhǎng)的原因主要有以下幾個(gè)方面:
(1) 不斷推出新產(chǎn)品,滿(mǎn)足不同用戶(hù)的特定要求。西門(mén)子產(chǎn)品一般的更新周期不超過(guò)5年。其產(chǎn)品能夠滿(mǎn)足不同用戶(hù)的特殊要求。
(2) 強(qiáng)大的通訊功能和全面的配套軟件,是西門(mén)子自動(dòng)化產(chǎn)品的一大特點(diǎn)。這在我國(guó)造紙、化工、鋼鐵、機(jī)械制造等諸多產(chǎn)業(yè)從技術(shù)改造向自動(dòng)化控制全面推進(jìn)的飛速發(fā)展過(guò)程中,尤顯其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
(3) 近兩年推出的MM4新一代變頻器不僅具有西門(mén)子工程型變頻器MasterDrive的良好架構(gòu),還具有較高的性能價(jià)格比,雖然價(jià)格不高卻有著比同類(lèi)產(chǎn)品更強(qiáng)大的功能。利用BiCo功能可以為更為復(fù)雜的功能進(jìn)行編程,它可以在輸入(數(shù)字的,模擬的,串行通訊的等等)和輸出(變頻器的電流,頻率,模擬輸出,繼電器節(jié)點(diǎn)輸出等等)之間建立布爾代數(shù)式和數(shù)學(xué)關(guān)系式。
(4) MM4新一代變頻器不同于其他變頻器的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是:他給用戶(hù)提供的是一個(gè)完全開(kāi)放的編程平臺(tái),使用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要最大限度的合理利用有限的資源實(shí)現(xiàn)盡可能復(fù)雜的控制特性。它的幾十個(gè)自由功能塊可以代替PLC實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的編程操作。
(5) 由于價(jià)格低廉,變頻器在制造時(shí)不得已選用了一些底端的元器件,或者說(shuō)在選用原器件時(shí)考慮的富裕量太小。比如:耐壓,耐溫,耐電壓、電流沖擊等。因此,在我國(guó)使用的實(shí)踐中出現(xiàn)問(wèn)題相對(duì)較多,這是令我們感到非常遺憾的地方。
二、西門(mén)子變頻器常見(jiàn)故障現(xiàn)象分析及處理方法
一般來(lái)說(shuō),當(dāng)你拿到一臺(tái)有故障的變頻器,再上電之前首先要用萬(wàn)用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒(méi)有燒,線(xiàn)路板上有沒(méi)有明顯燒損的痕跡。
具體方法:用萬(wàn)用表(最好是用模擬表)的電阻1K檔,黑表棒接變頻器的直流端(-)極,用紅表棒分別測(cè)量變頻器的三相輸入端和三相輸出端的電阻,其阻值應(yīng)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(méi)有充放電現(xiàn)象。然后,反過(guò)來(lái)將紅表棒接變頻器的直流端( )極,黑表棒分別測(cè)量變頻器三相輸入端和三相輸出端的電阻,其阻值應(yīng)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(méi)有充放電現(xiàn)象。否則,說(shuō)明模塊損壞。這時(shí)候不能盲目上電,特別是整流橋損壞或線(xiàn)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(cè)量結(jié)果表明模塊基本沒(méi)問(wèn)題,可以上電觀(guān)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(jiàn)的是由于電源驅(qū)動(dòng)板有問(wèn)題,也有少部分是因?yàn)橹骺匕逶斐傻?,可以先換一塊主控板試一試,否則問(wèn)題肯定在電源驅(qū)動(dòng)板部分了。
(2) 上電后面板無(wú)顯示(MM4變頻器),面板下的指示燈[綠燈不亮,黃燈快閃],這種現(xiàn)象說(shuō)明整流和開(kāi)關(guān)電源工作基本正常,問(wèn)題出在開(kāi)關(guān)電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開(kāi)路,可以用萬(wàn)用表測(cè)量開(kāi)關(guān)電源的幾路整流二極管,很容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。換一個(gè)相應(yīng)的整流二極管問(wèn)題就解決了。這種問(wèn)題一般是二極管的耐壓偏低,電源脈動(dòng)沖擊造成的。
(3) 有時(shí)顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4),敲擊機(jī)殼或動(dòng)一動(dòng)面板和主板時(shí)而能正常,一般屬于接插件的問(wèn)題,檢查一下各部位接插件。也發(fā)現(xiàn)有個(gè)別機(jī)器是因?yàn)榫€(xiàn)路板上的阻容元件質(zhì)量問(wèn)題或焊接不良所致。
(4) 上電后顯示[-----](MM4),一般是主控板問(wèn)題。多數(shù)情況下?lián)Q一塊主控板問(wèn)題就解決了,一般是因?yàn)橥鈬刂凭€(xiàn)路有強(qiáng)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(guān)系。但也有個(gè)別問(wèn)題出在電源板上。例如:重慶某水泥廠(chǎng)回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動(dòng)用的一臺(tái)MM440-200kW變頻器,由于負(fù)載慣量較大,啟動(dòng)轉(zhuǎn)距大,設(shè)備啟動(dòng)時(shí)頻率只能上升到5Hz左右就再也上不去,并且報(bào)警[F0001]??蛻?hù)要求到現(xiàn)場(chǎng)服務(wù),我當(dāng)時(shí)考慮認(rèn)為:作為變頻器本身是沒(méi)有問(wèn)題的,問(wèn)題是客戶(hù)參數(shù)設(shè)置不當(dāng),用矢量控制方式,再正確設(shè)定電機(jī)的參數(shù)/模型就可以解決問(wèn)題。又過(guò)了兩天客戶(hù)來(lái)電告訴我變頻器已經(jīng)壞了,故障現(xiàn)象是上電顯示[-----]。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查分析,這種故障是因?yàn)橹骺匕宄鰡?wèn)題造成的,因?yàn)橛脩?hù)在安裝的過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格遵循EMC規(guī)范,強(qiáng)弱電沒(méi)有分開(kāi)布線(xiàn)、接地不良并且沒(méi)有使用屏蔽線(xiàn),致使主控板的I/O口被燒毀。后來(lái),我申請(qǐng)了維修服務(wù),SFAE的工程師去現(xiàn)場(chǎng)維修,更換了一塊主控板問(wèn)題解決了。
(5) 上電后顯示正常,一運(yùn)行即顯示過(guò)流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣,一般這種現(xiàn)象說(shuō)明IGBT模塊損壞或驅(qū)動(dòng)板有問(wèn)題,需更換IGBT模塊并仔細(xì)檢查驅(qū)動(dòng)部分后才能再次上電,不然可能因?yàn)轵?qū)動(dòng)板的問(wèn)題造成IGBT模塊再次損壞!這種問(wèn)題的出現(xiàn),一般是因?yàn)樽冾l器多次過(guò)載或電源電壓波動(dòng)較大(特別是偏低)使得變頻器脈動(dòng)電流過(guò)大主控板CPU來(lái)不及反映并采取保護(hù)措施所造成的。還有一些特殊故障(不常見(jiàn)但有一些普遍意義,可以舉一反三,希望達(dá)到拋磚引玉的效果),例如:
(6) 有臺(tái)75kW的MM440變頻器,安裝好以后開(kāi)始時(shí)運(yùn)行正常,半個(gè)多小時(shí)后電機(jī)停轉(zhuǎn),可是變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)并沒(méi)有丟失卻仍在保持,面板顯示[A0922]報(bào)警信息(變頻器沒(méi)有負(fù)載),測(cè)量變頻器三相輸出端無(wú)電壓輸出。將變頻器手動(dòng)停止,再次運(yùn)行又回復(fù)正常。正常時(shí)面板顯示的輸出電流是40A-60A。過(guò)了二十多分鐘同樣的故障現(xiàn)象出現(xiàn),這時(shí)面板顯示的輸出電流只有0.6A左右。經(jīng)分析判斷是驅(qū)動(dòng)板上的電流檢測(cè)單元出了問(wèn)題,更換驅(qū)動(dòng)板后問(wèn)題解決。
(7) 有臺(tái)變頻器(MM4-22KW),上電顯示正常,一給運(yùn)行信號(hào)就出現(xiàn)[P----]或[-----],經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀(guān)察,發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速有些不正常,把風(fēng)扇拔掉又會(huì)顯示[F0030],在維修的過(guò)程中有時(shí)報(bào)警較亂,還出現(xiàn)過(guò)[F0021\F0001\A0501]等。在我先給了運(yùn)行信號(hào)然后再把風(fēng)扇接上去就不出現(xiàn)[P----],但是,接上一個(gè)風(fēng)扇時(shí),風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是正常的,輸出三相也正常,第二個(gè)風(fēng)扇再接上時(shí)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速明顯不正常。于是我分析問(wèn)題在電源板上。結(jié)果是開(kāi)關(guān)電源出來(lái)的一路供電濾波電容漏電造成的,換上一個(gè)同樣的電容問(wèn)題就解決了。
(8) 有臺(tái)變頻器(MM3-30KW),在使用的過(guò)程中經(jīng)常“無(wú)故”停機(jī)。再次開(kāi)機(jī)可能又是正常的,機(jī)器拿到我這兒來(lái)以后,開(kāi)始我也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的觀(guān)察,發(fā)現(xiàn)上電后主接觸器吸合不正常--有時(shí)會(huì)掉電,亂跳。查故障原因,結(jié)果發(fā)現(xiàn)是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源出來(lái)到接觸器線(xiàn)包的一路電源的濾波電容漏電造成電壓偏低,這時(shí)如果供電電源電壓偏高還問(wèn)題不大,如果供電電壓偏低就會(huì)致使接觸器吸合不正常造成無(wú)故停機(jī)。
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