施永青

（河鋼股份有限公司承德分公司 河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067000）

西門子S120 系列變頻器的故障發(fā)生后，要對故障發(fā)生的原因進(jìn)行分析，找到故障原因后有針對性的解決。西門子S120 系列變頻器的技術(shù)含量高，在對這一技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要電氣技術(shù)人員提高相關(guān)維護(hù)技能，才能很好地避免出現(xiàn)相應(yīng)的故障，最大限度釋放變頻器的技術(shù)效能。所以通過此次對西門子S120系列變頻器的應(yīng)用故障研究分析，能有助于解決實(shí)際中的故障。

1 西門子S120系列變頻器構(gòu)成和原理

西門子S120 構(gòu)成主義包含以下幾個方面：①西門子S120 系列變頻器構(gòu)成。正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)器是西門子S120 系列變頻器的主要部分，其構(gòu)成部分包含整流電路、直流中間電路和逆變電路等。它在硬件配置構(gòu)成內(nèi)容方面囊括電機(jī)模塊以及制動單元，數(shù)據(jù)/程序儲存器和編碼器等部分。集成作業(yè)存儲區(qū)的巨細(xì)決定了數(shù)據(jù)/程序儲存器從精細(xì)分級的CPU 當(dāng)中選擇相宜的CPU加以運(yùn)用。信號模塊具有裝置比較簡單，高拼裝密度和簡潔參數(shù)設(shè)置等優(yōu)點(diǎn)。信號模塊的內(nèi)容作為操控器進(jìn)程操作的重要接口，不同的數(shù)字量和模擬量能融合每次使命請求提出輸入及輸出的需求。為應(yīng)對驅(qū)動器和閉環(huán)控制器改進(jìn)以及調(diào)整試用，在外面編碼器的部分，供給了廣泛跟蹤C(jī)PU 變量的功能。這樣可以實(shí)時診斷系統(tǒng)及定時檢測故障等；②西門子S120 系列變頻器運(yùn)行理論。在其運(yùn)作階段，關(guān)鍵是把單相和三相的交流電轉(zhuǎn)化成直流電，然后把變成的直流電再轉(zhuǎn)成單相或是三相的交流電。變頻器的作用便是可以改變輸出的電壓和頻率。這樣電機(jī)運(yùn)行曲線轉(zhuǎn)速才能改變，造成電機(jī)的運(yùn)行曲線確保平行下移的結(jié)果。借助變頻器的使用，可以利用相對較小的啟動電流取得大的啟動轉(zhuǎn)矩。在進(jìn)行同步轉(zhuǎn)速的情況下，交流異步電機(jī)的電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍變得越來越寬泛，經(jīng)過對電動機(jī)電源頻率的改變實(shí)行速度調(diào)整，能起到控制的影響。因此加強(qiáng)西門子S120 系列變頻器故障原因分析并提出有效的解決措施對于提升變頻器效率具有重要的意義。

2 西門子S120系列變頻器常見故障剖析

2.1 剖析變頻器控制的電路故障

通常情況下，會出現(xiàn)直流開關(guān)電源的電路被完全燒壞，有可能是中間直流回路出現(xiàn)各種故障等現(xiàn)象，造成這些現(xiàn)象的原因就是變頻器出現(xiàn)故障。而變頻器的控制電路主要囊括主控制電路板、開關(guān)電源板以及功率轉(zhuǎn)換器等部分，變頻器出現(xiàn)故障的重要原因之一便是這些部分出現(xiàn)損壞造成的。

2.2 剖析變頻器冷卻直流風(fēng)扇的故障

冷卻系統(tǒng)主要包含散熱片和冷卻風(fēng)扇。一般情況下，因?yàn)槔鋮s風(fēng)扇本身所具備的特點(diǎn)導(dǎo)致它使用時間不是很長。在即將接近其最大使用時間的時刻，風(fēng)扇有可能產(chǎn)生龐大的震動，并伴隨大量的噪音產(chǎn)生。所以，有關(guān)人員應(yīng)該密切關(guān)注冷卻風(fēng)扇，在快達(dá)到它的極限使用時間的時候要及時更換。此外，為了可以延長冷卻風(fēng)扇的壽命，工作人員可以運(yùn)用一些技巧，在變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)的時候，設(shè)置冷卻風(fēng)扇再開始工作就可以了。

2.3 剖析大容量濾波電容故障

因?yàn)槟承┳冾l器處在運(yùn)行的狀態(tài)很長一段時間，在這種情況下，變頻器產(chǎn)生故障的風(fēng)險和概率就不知不覺增多了。一般來說，有關(guān)工作人員更換一次濾波電容的頻率應(yīng)該是每2 年～5年，如果沒有及時更換，各種各樣的故障便會產(chǎn)生。在通常的狀況下，電容由于擊穿而出現(xiàn)漏液以及鼓包等情況是電容器產(chǎn)生故障的原因。就會導(dǎo)致不能在真正的工作的時候使人們的各項(xiàng)需求得到滿足。

2.4 剖析控制器操作面板故障

當(dāng)相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)操作面板可能不能對各種情況做出有效正確的反應(yīng)時，這就是控制面板出現(xiàn)故障的主要表現(xiàn)。因?yàn)椴僮髅姘搴椭鳈C(jī)的連接產(chǎn)生了短路情況或某一些接口有了一定程度的松弛，是造成這種故障的主要原因。

3 西門子S120系列變頻器常見故障維修方案

3.1 應(yīng)對過壓故障

變頻器會輕易受到雷電的影響，每當(dāng)遇到雷雨天氣，就會造成變頻器內(nèi)的電壓過高，導(dǎo)致變頻器停止運(yùn)行。在通常情況下，天氣因素尤其是雷雨天氣是導(dǎo)致這種故障的主要原因。其實(shí)是導(dǎo)致了電路的直流電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了電壓的極限值。應(yīng)對這種狀況，有關(guān)維修人員可以稍稍停留很短的時間后，再接通變頻器的電源就可以了。源于雷電的作用時間只是一瞬間，造成變頻器遭受雷電的作用也是一瞬間。此外，造成過壓故障的產(chǎn)生的原因還有變頻器出現(xiàn)了慣性負(fù)載的現(xiàn)象。相關(guān)維修人員應(yīng)對這種情況，只要適當(dāng)增加變頻器的減速時間參數(shù)就能夠有效處理過壓故障。

3.2 應(yīng)對過電流故障

相關(guān)技術(shù)人員對變頻器輸入的電流超過了其自身的承受能力，導(dǎo)致變頻器很難在這種工作環(huán)境下良好運(yùn)行，這就是變頻器中的電流主要故障。一旦技術(shù)人員對變頻器輸入的電流遠(yuǎn)超變頻器可以承受電流的五分之一，這樣就導(dǎo)致了停機(jī)。

維修人員處理這種電流故障的時候，關(guān)鍵一步就是先拆解變頻器，其次檢測傳感器，要對傳感器的真實(shí)狀況進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。仔細(xì)觀察傳感器是否被損壞，假如沒有被損壞，維修人員所要做的是重啟變頻器來處理過電流故障，假如傳感器受到損壞，相關(guān)維修人員只需要更換成新的傳感器即可。

3.3 應(yīng)對短路故障

變頻器里面的某一些機(jī)器零件產(chǎn)生了短路的現(xiàn)象引發(fā)的故障就是變頻器中的短路故障。相關(guān)維修人員在處理這種短路故障的過程中，關(guān)鍵先要去精確的檢測下變頻器里邊的電路情況，如果確實(shí)有短路的問題，很可能是功率模塊產(chǎn)生的故障導(dǎo)致了該類故障，而對變頻器中的驅(qū)動電路產(chǎn)生了消極性的影響。這時，相關(guān)維修人員為了使變頻器能夠恢復(fù)良好運(yùn)行，需要先去整體的修復(fù)功率模塊，其次去更換新的驅(qū)動電路就可以。

3.4 應(yīng)對過載故障

假如變頻器的運(yùn)行電流比對應(yīng)的額定值大了，那么變頻器就產(chǎn)生了故障，這種故障被叫做過載故障。電網(wǎng)電壓的不足和相對來說比較少的加速時間是導(dǎo)致變頻器發(fā)生過載現(xiàn)象的主要原因。通常情況下，維修人員適當(dāng)?shù)难娱L加速時間就能處理加速世界較短造成的過載故障。假如碰到了負(fù)載過重的情況，那么維修人員更換選擇功率更大的變頻器，與此同時更換電機(jī)就能處理負(fù)載過重的現(xiàn)象。這樣的應(yīng)對策略就能有效處理出現(xiàn)的這些過載故障。最終，維修人員還要關(guān)注一定不要讓變頻器在電網(wǎng)電壓不足的狀況下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，假如碰到了該種狀況，為了保持變頻器的良好運(yùn)轉(zhuǎn)，維修人員一定要及時檢修負(fù)載變頻器，并對其進(jìn)行相應(yīng)的潤滑維護(hù)工作。

4 結(jié)語

綜上所述，目前在國內(nèi)工業(yè)的很多領(lǐng)域上已經(jīng)使用了變頻器來進(jìn)行調(diào)速，其中西門子S120 系列變頻器使用較為廣泛。西門子S120 系列變頻器是由西門子公司研發(fā)的主流變頻器品牌，主要用于控制和調(diào)節(jié)三相交流異步電機(jī)的速度。此系列變頻器由于其穩(wěn)定的系統(tǒng)、高性能的矢量控制技術(shù)、低速高轉(zhuǎn)矩輸出性、良好的動態(tài)特性和超強(qiáng)的過載能力，使其在變頻器市場中占據(jù)著重要的地位，但也容易發(fā)生故障，因此需要技術(shù)人員不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提升維護(hù)技能，確保變頻器發(fā)揮作用。