闞復(fù)壤

（天津港遠(yuǎn)航國(guó)際礦石碼頭有限公司，天津 300452）

淺析西門子6SL3310型變頻器的維護(hù)

闞復(fù)壤

（天津港遠(yuǎn)航國(guó)際礦石碼頭有限公司，天津 300452）

依據(jù)變頻器在港口起重機(jī)中上運(yùn)行的特點(diǎn)，使用專業(yè)工具將西門子變頻器6SL3310拆解，對(duì)內(nèi)部元器件進(jìn)行定期檢查維護(hù)，恢復(fù)變頻器各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，從而保證設(shè)備在維修保養(yǎng)周期內(nèi)正常運(yùn)行。

變頻器；維護(hù)；注意事項(xiàng)

隨著港口運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，天津港的發(fā)展步伐也越來越快，其在濱海新區(qū)發(fā)展中的位置越來越重要，港口起重機(jī)械向大型化、專業(yè)化方向發(fā)展，這就要求現(xiàn)代港口起重機(jī)械在電氣傳動(dòng)控制、調(diào)速性能等要求比一般機(jī)械要高，以保證在進(jìn)行作業(yè)時(shí)平穩(wěn)、可靠，且有良好的低速就位性能。傳統(tǒng)的調(diào)速控制系統(tǒng)已難以滿足港機(jī)作業(yè)的要求，變頻器以其寬廣的調(diào)速范圍、較高的穩(wěn)速精度、快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及能在4個(gè)象限作可逆運(yùn)行的優(yōu)越性能，已在港口機(jī)械中得越來越廣泛地應(yīng)用。但是，變頻器在工作中受到港口工作環(huán)境、溫度、粉塵以及內(nèi)部元件老化的影響，變頻器運(yùn)行過程會(huì)出現(xiàn)一些潛在問題，在一定程度上影響了變頻器長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行，所以從這個(gè)意義上來說變頻器使用過程中的維護(hù)保養(yǎng)就顯得格外重要。

1.變頻器在港口起重機(jī)械運(yùn)行特點(diǎn)

天津港遠(yuǎn)航國(guó)際礦石碼頭有限公司是一個(gè)30萬噸級(jí)專業(yè)化礦石碼頭，堆場(chǎng)布置有5臺(tái)大機(jī)，分別為兩臺(tái)堆取料機(jī)、兩臺(tái)取料機(jī)和一臺(tái)堆料機(jī)，可同時(shí)進(jìn)行4條線的堆取料作業(yè)，其中堆場(chǎng)斗輪機(jī)的變頻器使用德國(guó)西門子變頻器。

針對(duì)港口起重機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)，采用變頻調(diào)速時(shí)必須解決的關(guān)鍵技術(shù)如下：（1）低頻時(shí)能保證恒轉(zhuǎn)矩輸出，以避免低頻時(shí)滿負(fù)載工況下發(fā)生停滯的現(xiàn)象。（2）滿載時(shí)在空中制動(dòng)或再提升不產(chǎn)生滑鉤現(xiàn)象。港口起重機(jī)都裝配有機(jī)械制動(dòng)器，在機(jī)械制動(dòng)器回路與變頻器加、減時(shí)間的匹配非常關(guān)鍵。在運(yùn)行過程中，既要防止溜鉤現(xiàn)象，又必須防止由于時(shí)間不當(dāng)而引起松閘太慢或抱閘太快致使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)導(dǎo)致變頻器保護(hù)跳閘，使工作中斷。在實(shí)際應(yīng)用中，通過在啟動(dòng)時(shí)控制制動(dòng)器延時(shí)松閘，停止時(shí)控制變頻器零速信號(hào)進(jìn)行抱閘，能較好控制溜鉤現(xiàn)象。（3）電機(jī)減速或重物下放時(shí)，再生制動(dòng)能量必須迅速釋放。對(duì)再生制動(dòng)能量的處理有兩種：一是用制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻來吸收；另一種是通過在直流側(cè)設(shè)置公共母線的逆變橋使之回潰到電網(wǎng)。

變頻器的主要功能便是降低電機(jī)啟動(dòng)電流，我公司使用的德國(guó)西門子6SL3310型變頻器采用交—直—交的工作方式穩(wěn)壓，通過閉環(huán)控制，對(duì)設(shè)備的大車、卷盤、回轉(zhuǎn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。大車與回轉(zhuǎn)為雙變頻器控制，卷盤為單變頻器控制。

2.變頻器的檢查與維護(hù)

堆場(chǎng)斗輪機(jī)主要機(jī)構(gòu)基本都由變頻器驅(qū)動(dòng)，一旦變頻器故障，設(shè)備便無法運(yùn)行，延誤生產(chǎn)，給公司帶來?yè)p失。為了避免影響設(shè)備運(yùn)行，因此對(duì)變頻器的定期檢查與維護(hù)是必不可少的。

定期檢查內(nèi)容：（1）檢查主回路端子螺栓松動(dòng)情況。（2）通過熱成像儀檢查銅排、電纜、元器件是否過熱。（3）檢查電纜表皮有無損傷，絕緣是否良好。（4）對(duì)變頻器易損部件電容器、風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行檢查，關(guān)注風(fēng)扇軸承運(yùn)行狀況。

定期維護(hù)以大車變頻器6SL3310為例進(jìn)行具體維護(hù)步驟介紹：（1）斷電。將變頻器進(jìn)線電源斷掉。首先拉低壓進(jìn)線柜總閘，然后拉下驅(qū)動(dòng)控制電源閘，再等5分鐘電抗器充分放電后方可進(jìn)行操作。（2）拆解。大車變頻器為大功率變頻器，體型較大，拆卸時(shí)需要分步驟進(jìn)行：（a）拆卸面板，將控制單元上的DP通信插頭、編碼器插頭、控制電插板和故障反饋插板等拔掉，最后將控制單元CU310拆掉。（b）拆下接口板CIM。（c）將三相電進(jìn)線螺絲松開，拆下三相進(jìn)出電線，將功率模塊PWB拆下。（d）將整流單元、逆變單元、電路板、電容連接母排和預(yù)充電阻等進(jìn)行拆卸。（e）拆下冷卻風(fēng)機(jī)。（3）清潔部件。對(duì)拆下部件以及變頻器柜內(nèi)設(shè)施使用吸塵器將表面塵土吸凈，然后使用噴上無水酒精的棉布進(jìn)行擦拭、清潔。（4）檢查設(shè)備及數(shù)據(jù)測(cè)量。使用萬用表對(duì)整流單元、逆變單元二極管的電阻及特性進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量直流母線電容特性，測(cè)量預(yù)充電阻阻值。最后使用500MΩ表對(duì)線路及部件進(jìn)行絕緣測(cè)量。將測(cè)得數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比后，檢查數(shù)據(jù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。（5）安裝。首先，使用扭力扳手按照標(biāo)準(zhǔn)力矩將整流單元、逆變單元、電路板、預(yù)充電阻和銅排等螺絲進(jìn)行緊固；其次，將拆下的功率模塊PWB、冷卻風(fēng)機(jī)、接口板CIM和控制單元CU310等，按順序重新裝回變頻器柜內(nèi)；再次，將DP通信插頭、編碼器插頭、控制電線插板和內(nèi)部接線等回裝到位；最后，檢查是否還有遺漏部件。（6）送電試車。先送控制電，檢查變頻器通訊、CPU通信是否正常，是否報(bào)有故障，在一切正常的情況下送三相主電源。一切恢復(fù)后程序PLC沒有報(bào)故障情況下安排司機(jī)進(jìn)行試車，同時(shí)使用STARTER軟件對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，錄制波形圖，通過波形圖來判斷設(shè)備運(yùn)行狀況。（7）對(duì)電氣房室內(nèi)溫度與濕度使用儀器進(jìn)行測(cè)量。

3.變頻器維護(hù)的注意事項(xiàng)

（1）所有維修工作必須在輸入側(cè)空開OFF，且充電指示燈滅后進(jìn)行。注意高壓危險(xiǎn)，功率模塊中的電容器充分放電后，再進(jìn)行作業(yè)。（2）IGBT門極開路條件下，不允許主回路通電。（3）所有電解電容、主控板、驅(qū)動(dòng)板，由于INV載波頻率高，空間電場(chǎng)強(qiáng)，應(yīng)定期除塵，檢查板卡是否松動(dòng)，主控箱風(fēng)扇是否能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。檢查變頻器、電機(jī)、風(fēng)機(jī)等是否有過熱、變色或有異味。（4）溫度與濕度對(duì)變頻器影響也十分大，良好的室內(nèi)環(huán)境與室內(nèi)密封情況可以延長(zhǎng)變頻器的使用壽命，減少故障率。

結(jié)語

采用變頻器作為異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，盡管其可靠性很高，但是如果維護(hù)保養(yǎng)跟不上或使用不當(dāng)，也會(huì)造成變頻器的損壞，要想在生產(chǎn)過程中，使用好變頻器，熟悉變頻器的結(jié)構(gòu)原理，了解常見故障，做好日常保養(yǎng)，對(duì)于技術(shù)人員尤為重要。

［1］馮垛生，張淼.變頻器的應(yīng)用與維護(hù)［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001.

［2］呂汀，石紅梅.變頻技術(shù)原理與應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

［3］滿永奎，等.通用變頻器及其應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.

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