基于西门子变频器故障分析及解决方案研究

武 峰

(山钢集团莱钢板带厂，山东 莱芜 271104)

近年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透，变频器已经广泛应用于交流电动机的速度控制。交流变频器调速技术是现代电力传动技术重要发展方向，交流变频器调速已逐渐取代了过去的滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统。尽管西门子变频器可靠性较高，但如果使用不当或者维护不当也会造成变频器的损坏。下面介绍一些变频器的常见故障及解决办法，供有关维修人员在维修变频器时的借鉴。

一 变频器工作原理

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。

二 变频器的日常检查

变频器操作人员必须熟悉西门子变频器的基本工作原理、功能特点，具有一定的电工操作常识。在对变频器日常维护之前，必须保证设备总电源全部切断;并且在变频器显示完全消失的3-30分钟(根据变频器的功率)后再进行。应注意检查电网电压，改善变频器、电机及线路的周边环境，定期清除变频器内部灰尘，通过加强设备管理最大限度地降低变频器的故障率。主要检查以下具体内容。

1.冷却风扇

变频器的功率模块是发热最严重的器件，其连续工作所产生的热量必须要及时排出，由于变频器工作环境一般相对比较恶劣，灰尘较多，将会造成风扇停转，散热效果不良将会导致故障。

2.滤波电容

滤波电容的作用滤除整流后的电压纹波，消除整流与逆变器之间相互干扰，为电动机提供必要的无功功率，承受极大的脉冲电流，使用寿命短。

3.防腐剂

因电器柜室内空调系统造成腐蚀气体浓度过大，致使很多电气设备因腐蚀损坏。为减少腐蚀性气体对电路板上元器件的腐蚀，需对线路板进行防腐加工，维修后也要喷涂防腐剂。

4.变频器除尘

变频器由于使用环境较差，应定期检查散热通道、及电路板中有无积累灰尘，确保变频器散热良好，使其避免因散热不良而引发故障。

三 变频器常见故障分析及解决方案

变频器操作手册上的故障代码皆为较常见的故障，为了对变频器的好坏作一个初步的判断，应做一个静态测试，主要是对直流中间电路和IGBT的检测，用万用表检测其内部保险是否烧断、中间滤波电容的容量及是否击穿、IGBT的续流二极管是否损坏等。因为变频器同一种报警可以由底板、CUVC板、通讯板共同造成，所以发现故障时不要盲目判断，引起工作的繁琐和时间的浪费。

1.“e”报警

西门子变频器“e”报警：据分析其原因为：底板(15V电压过低)，CVUC板(5V电压没传到指定地点，CVUC板有短路故障)等。西门子变频器6SE7023-4ta61-z故障现象：控制面板pmu液晶显示屏显示“e”报警。

解决方案：更换CUVC板送电开机，液晶显示屏仍显示“e”报警，说明故障原因不在CUVC板而在底板;检查底板，用万用表测底板各电压，发现15V明显偏低，查8脚软启动电压是0.5V(正常值为3.85V)经查5V正常，Q2触发电压正常，用万用表测Q2有故障换新后电压回复正常，15V输出正常，恢复变频器接线，输入参数，启动变频器运行正常。

2.“黑屏”

西门子变频器黑屏一般故障原因有(电源损坏、IGBT短路造成内部保险烧毁)等。

(1)6SE7023-4TC61-Z故障现象：控制面板pmu液晶显示屏无显示

解决方案：用表测IGBT内部已严重短路(可能是IGBT也可能是内部续流二极管!)，造成内部保险已经烧断失去电源，更换IGBT以及维修触发电路(可能没有坏!)重新送电，一切正常。

(2)6SE7016-1ta61-z故障现象：控制面板pmu液晶显示屏无显示

解决方案：用外接24V电源试机，屏幕显示正常，再用万用表测低压交流输出，无电压说明故障在电源处，测UC3844(6)脚脉冲输出正常，到Q36栅极没有，经表测量R321由28Ω变为无穷大换新后试机，故障消失。

3.“008”报警

“008”为开机封锁报警，变频器不能启动，故障原因：在上电后变频器对其测试点进行检测，如果条件达到，CUVC板输出信号将充电电阻用并联的继电器短封，给变频器以更大的电流使之运行，否则将在屏幕上显示“008”并且无法启动。门子变频器6se7022-4ta61-z故障现象：控制面板pmu液晶显示屏显示“008”报警。解决方案：更换CUVC板正常，说明故障在CUVC，经查为与之相连的R652和R658损坏造成的，换新后试车，一切正常。

4.“f002”报警

6se7016-1ta61-z故障现象：控制面板pmu液晶显示屏显示“f002”电压过低报警。

解决方案：查直流母线540V正常，说明底板电压检测系统出现故障，经检测直流母线540V电压经电阻串联通过TL084传信号给CUVC板，如果检测电压低于参数p071所设置的数值将会停止电机并发出报警，用万用表电压档测TL084端无有电压(正常值因为2.38V)，再用电阻档测串联的30个电阻发现有两个因腐蚀已经断路致使信号无法传递，更换电阻后，送电试车一切正常。

五 结束语

变频器是一种强电与弱电相结合、技术含量高，维修需要理论和实践相结合，应不断了解变频器各个元器件工作性能及相关参数，通过积累经验及变频器理论知识的不断学习及应用，变频故障快速消除是可以实现的。