淮北西門子變頻器總代理
SIEMENS潯之漫智控技術(shù)(上海)有限公司
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引言
隨著自動控制、微電子、電力電子、通信等技術(shù)的高速發(fā)展,變頻器調(diào)速技術(shù)也得到提高,使交流調(diào)速已逐步取代直流調(diào)速,在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。變頻器除了具有的調(diào)速性能之外,還有顯著的節(jié)能作用,是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。自上世紀(jì)80年代被引進(jìn)中國以來,變頻器作為節(jié)能應(yīng)用與速度工藝控制中越來越重要的自動化設(shè)備,得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。變頻器以其具有節(jié)電、節(jié)能、可靠、高效的特性應(yīng)用到了工業(yè)控制的各個領(lǐng)域中,并發(fā)揮著重要作用,如變頻調(diào)速在電力、紡織與化纖、建材、石油、化工、冶金、公用工程等。但在使用過程中,其維護(hù)問題比較復(fù)雜,現(xiàn)就西門子變頻器在紡織化纖中的應(yīng)用中的常見故障及維護(hù)作一些分析。
2 6se48系列西門子變頻器的結(jié)構(gòu)
6se48系列西門子變頻器同其它通用變頻器一樣,是交-直-交電壓源型spwm(正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)器)變頻器,它的主電路主要用不可控整流器、spwm逆變器,其輸出電壓波形接近正弦波。西門子變頻器的組成結(jié)構(gòu)主要由主電路、控制電路、保護(hù)電路及顯示接口裝置等構(gòu)成。按元件組成來分,又可分為主控制板、sm板、門控制板和接口單先是它的主控制板sr6050,它包含一個16字節(jié)處理系統(tǒng),這個微機(jī)系統(tǒng)控制和監(jiān)測內(nèi)部的變頻器運(yùn)行,并處理所有的外部運(yùn)行。其次是sm板,又叫電源和信號探測板,是集直流電源和信號檢測功能為一體的電路板。它生成24v和正負(fù)15v的直流電,供給門控制單元線路板使用,并檢測一些故障信號,來進(jìn)行保護(hù)。門控制單元是通過調(diào)制后產(chǎn)生的電壓信號,控制大功率開關(guān)管進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷。后是接口單元,包括接口板和串行接口,主要用來和其它設(shè)備進(jìn)行通訊。
除此之外,西門子變頻器還有一些專用的附加元件如擺動發(fā)生器。對于紡織廠的橫動驅(qū)動,為了形成穩(wěn)定的絲餅結(jié)構(gòu),變頻器的頻率就按技術(shù)要求作周期性變化。西門子變頻器采用wg601數(shù)字?jǐn)[動發(fā)生器就可產(chǎn)生橫動變頻器所要的調(diào)制頻率。
3 6se48系列西門子變頻器的常見故障及處理
西門子變頻器的保護(hù)功能實(shí)施得很完善,這樣有利于保護(hù)變頻器不受損害,也可保護(hù)變頻器所驅(qū)動的設(shè)備。當(dāng)故障發(fā)生時,線路接觸器自動斷路,電源區(qū)進(jìn)行放電,顯示相應(yīng)的故障報警。在長期使用西門子變頻器的過程中,常見的故障有以下一些,并且有一些相應(yīng)的檢修和處理方法。
3.1電源類故障
故障信息顯示為“power supply failture",一般是變頻器的直流控制電壓的供電電源出現(xiàn)故障可能由以下幾種原因形成:
(1) 電源板故障。
即電源和信號探測板有問題,這又分為兩種情況。一種情況是直流電壓超過限制值,正常所供給的直流電壓有一定的上下限,p24v不能低于+18v,p15v即直流電壓為+15v,n15v即直流電壓為-15v,它們的值不能低于13v。否則電子線路板會因無合適的直流電壓而不能正常工作。這塊電源板上有整流濾波等大功率環(huán)節(jié),因此使用時間長了以后,容易產(chǎn)生過熱而損壞。另一種情況是開關(guān)電源的故障,這都需要對線路板進(jìn)行維修。
(2)電容器容量發(fā)生變化。變頻器經(jīng)過一段時間的運(yùn)行后,3300μf的電容有一定程度的老化,電容里的液體泄漏,導(dǎo)致變頻器的儲能有限。一般運(yùn)行5~8年后才開始有此類問題,這時需要對電容進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的電容容量降低后,必須進(jìn)行更換。在電容的更換過程中,也容易出現(xiàn)兩個問題:一是電容和電源板的間隙較近,中間有安裝孔,電容較易通過安裝孔對電源板放電而引起故障。二是電容安裝螺絲容易起毛刺,如果安裝不牢固,也容易引起電容放電,不能正常開機(jī)。
3.2單相或多相故障
故障信息顯示為“inveter u "or “inveter v orw",原因是變頻器單相或多相出現(xiàn)故障,若一個開關(guān)管的峰值電流i>3inrms,inrms即igbt的額定電流,或者變頻器的一相的門極的輔助電源有毛病,就會出現(xiàn)這種情況。這種故障發(fā)生后,可引起變頻器輸出端發(fā)生短路,也可因不正確的控制器設(shè)定,導(dǎo)致馬達(dá)振動明顯。檢修時一般是兩種情況:
(1) 觸發(fā)板故障
西門子變頻器進(jìn)行脈寬調(diào)制時,使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來安排。調(diào)制波為正弦波,載波為雙極性的等腰三角波,調(diào)制波和載波的的交點(diǎn)站定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列。門控制板通過一個大比例集成的ic(asic)來實(shí)現(xiàn),它包括一個分辨率可達(dá)0.001hz,頻率為500hz的數(shù)字頻率發(fā)生器和一個生成三相正弦波系統(tǒng)的脈寬調(diào)制器,這個調(diào)制器在恒定脈沖頻率8khz下異步運(yùn)行。它產(chǎn)生的電壓脈沖交替地導(dǎo)通過和關(guān)斷同一橋臂的兩個開關(guān)功率器件。此線路板發(fā)生故障,就不能正常地產(chǎn)生電壓脈沖,需要對此板進(jìn)行更換和維修。
(2) 逆變器件故障
西門子變頻器采用的逆變器件是絕緣柵雙極性晶體管—igbt,它的控制特點(diǎn)是輸入阻抗高,柵極電流很小,故驅(qū)動功率小,只能工作在開關(guān)狀態(tài),不能工作在放大狀態(tài)。它的開關(guān)頻率可達(dá)到很高,但抗靜電性能較差。igbt元件是否出故障,可以用歐姆表來進(jìn)行測量判斷。具體的步驟如下:
斷開變頻器電源;
斷開所控制的電機(jī);
用歐姆表測量輸出端和dc連接端a、d的阻抗(見附圖),每個通過改變歐姆表的極性測兩次,若變頻器的igbt完好,則應(yīng)是:從u2到a為低阻值,反之,高阻值;從u2到d高阻值;反之,低阻值。其它相也是如此。當(dāng)igbt斷開時,兩次都是高阻值,若短路時都是低阻值。