辛敘征

（承德鋼鐵集團(tuán)有限公司，河北 承德 067000）

隨著當(dāng)前信息化時(shí)代的不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)不斷與智能化科技設(shè)備相融合，逐漸衍生出變頻調(diào)速技術(shù)，該技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，使得電氣傳動控制領(lǐng)域進(jìn)入一個(gè)新的平臺，為該領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新進(jìn)步提供動力?，F(xiàn)如今，變頻器調(diào)速技術(shù)已經(jīng)被廣泛的使用在我國各類工業(yè)企業(yè)中，尤其是西門子S120系列由于其自身的優(yōu)越性，而受到各大工業(yè)企業(yè)的歡迎。該系列的變頻器擁有良好的穩(wěn)定裝置，還可以承載較高的壓強(qiáng)和壓力，并且在技術(shù)控制上也可緊跟時(shí)代潮流而不斷創(chuàng)新和發(fā)展，該變頻器是西門子公司旗下一款銷售良好且功能健全的品牌，主要的作用是對交流異步電機(jī)進(jìn)行有效地參數(shù)調(diào)節(jié)。

當(dāng)操作人員在對西門子系列的變頻器進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)時(shí)，如果沒有結(jié)合實(shí)際情況而對參數(shù)進(jìn)行錯(cuò)誤的調(diào)節(jié)，將會導(dǎo)致步電機(jī)出現(xiàn)故障現(xiàn)象，甚至可能會影響操作人員的生命安全，會嚴(yán)重限制整個(gè)變頻系列的創(chuàng)新和發(fā)展。為解決這一問題，工作人員必須在變頻器發(fā)揮作用之前找出可能會出現(xiàn)安全事故的危險(xiǎn)因子，然后尋找出具體的解決辦法。本文將會對西門子S120系列變頻空調(diào)進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相應(yīng)措施的具體調(diào)查，并找出以往發(fā)生故障現(xiàn)象的具體原因，并在計(jì)劃方案內(nèi)就根據(jù)故障問題提出具體的解決辦法。

1 西門子S120系列變頻器的結(jié)構(gòu)及其硬件配置組成

（1）西門子S120系列變頻器的結(jié)構(gòu)。西門子S120變頻器主要是在交流電和直流電的不斷變換中，對整個(gè)電路內(nèi)的脈沖進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，主要的組成結(jié)構(gòu)按照順序可分為整流電路、直流中間電路和逆變電路，除此之外，還包含一些對電路的可控制機(jī)械，具體構(gòu)成情況如下圖1所示。

（2）西門子S120變頻器的主要硬件構(gòu)成也分為幾大板塊，通常情況下，需要將電源以及具體的控制單位進(jìn)行有效地區(qū)分，其中，電源和電機(jī)模塊是其中最主要的構(gòu)成部分，除此之外，還包含控制和制動單元，具體構(gòu)成情況如下圖2所示。

圖2 西門子S120系列變頻器的硬件配置構(gòu)成

2 西門子S120系列變頻器的工作原理

變頻器的主要工作原理是對直流電進(jìn)行轉(zhuǎn)化為交流電的變化，通過不斷地改變變頻器所出出的頻率和電壓，從而可以有效的對整個(gè)電機(jī)內(nèi)部的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)電流過小時(shí)，對整個(gè)變頻器的正常運(yùn)行也不會產(chǎn)生過大的影響，可以充分保證變頻器可以重新啟動。

眾所周知，n=60f（1-s）/p是變頻器內(nèi)部異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速的公式，在對公式進(jìn)行有效的探討和推論之后，我們可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速n和頻率f呈現(xiàn)正比發(fā)展關(guān)系，想要對轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)時(shí)，就可以在電動機(jī)的頻率上進(jìn)行有效的參數(shù)變化，從而可以推動整個(gè)變動器效能的高效率發(fā)揮。

3 西門子S120系列變頻器常見故障案例分析與解決措施

設(shè)計(jì)人員為保障整個(gè)西門子系列變頻器的效能能夠得到有效的發(fā)揮，就需要在設(shè)計(jì)方案那加強(qiáng)保護(hù)措施和預(yù)警設(shè)備，一旦發(fā)生故障現(xiàn)象，整個(gè)變頻器內(nèi)部的電路將會自動切斷，而由具體的感應(yīng)器設(shè)備感知到出現(xiàn)故障現(xiàn)象后會發(fā)出報(bào)警信號，從而可以在短時(shí)間內(nèi)幫助維修人員早出具體的故障位置。通常情況下，故障問題主要包含：電流電壓超過一般水平、整體變頻器的溫度出現(xiàn)異常等。我們將會結(jié)合實(shí)際案例來將具體的故障問題進(jìn)行有效的分析，并找出具體的解決方案和措施。

3.1 過電流

3.1.1 故障現(xiàn)象

在為變頻器打開電流開關(guān)之后，顯示屏上所顯數(shù)據(jù)表明為正常狀態(tài)，然而一旦開始具體的操作，F(xiàn)30001信號將會被顯示在管理人員的控制面板上，在對其進(jìn)行反復(fù)的檢驗(yàn)和驗(yàn)證之后，并結(jié)合以往的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，我們可以得知，此種現(xiàn)象主要的故障問題為漏電或過電流。

3.1.2 解決措施

當(dāng)變頻器設(shè)備出現(xiàn)漏電和過電流現(xiàn)象時(shí)，操作人員需要對整個(gè)變頻器內(nèi)的零部件進(jìn)行有效的勘測，并結(jié)合用電測試來檢驗(yàn)其是否正常，還需要利用驅(qū)動器和電路以及三相對地絕緣來分別對其明確傳感器是否處于正常狀態(tài)。如果在各類檢查完成之后，仍無法明確具體的故障現(xiàn)象，就可以將原有的設(shè)備零件進(jìn)行更換，在反復(fù)的檢驗(yàn)過程之后發(fā)現(xiàn)電流傳感器出現(xiàn)故障則表明是過電流的故障，從而需要對整個(gè)電流檢驗(yàn)部分進(jìn)行重新的檢測，找出具體的發(fā)生回路運(yùn)輸異常現(xiàn)象的地方，在對其做出相應(yīng)的解決措施之后，就可以保證整個(gè)變頻器恢復(fù)原有的工作狀態(tài)。

3.1.3 故障分析

當(dāng)變頻器內(nèi)部出現(xiàn)主面板CPU電流低于具體變頻器操作過程時(shí)所產(chǎn)生的脈動電流時(shí)，則可以將其定義為電壓波動過大等原因，且并沒有安置完善的保護(hù)措施。

3.2 過電壓

3.2.1 故障現(xiàn)象

當(dāng)變頻器內(nèi)部的控制面板上出現(xiàn)參數(shù)數(shù)據(jù)為F30002時(shí)，我們就可以將其定義為電壓故障現(xiàn)象。操作人員所需要對整個(gè)電路內(nèi)的各分流電路進(jìn)行有效的檢測，明確具體的發(fā)生損壞的電路區(qū)域。

3.2.2 解決措施

對發(fā)生故障的電路區(qū)域進(jìn)行有效的器械更換，最常見的是對集成電路TL082進(jìn)行調(diào)換，就可以有效地將故障現(xiàn)象進(jìn)行解決。

3.2.3 故障分析

該變頻器內(nèi)部的主要集成電路為TL082，該集成電路是放大電路中心的主體零部件，利用有效的電壓保護(hù)措施來明確電路內(nèi)部出現(xiàn)損壞的集成電路的具體狀態(tài)，則可以明確是集成電路電壓高于一般水平，而整個(gè)變頻器內(nèi)部的信息接收員就會將具體的信息信號整合為運(yùn)輸命令上達(dá)給中心控制平臺，向上反映電壓內(nèi)部出現(xiàn)故障現(xiàn)象。

3.3 欠電壓

3.3.1 故障現(xiàn)象

變頻器內(nèi)部中心控制面板上所顯示數(shù)據(jù)為F30003時(shí)，就可以明確定義最終的故障現(xiàn)象為欠電壓。然后對其內(nèi)部的交流電和直流電進(jìn)行具體的檢測，將會發(fā)現(xiàn)各電壓內(nèi)部的電路處于正常運(yùn)行狀態(tài)，這時(shí)就需要對電路進(jìn)行放大檢查集成電路，最終得知出現(xiàn)故障的電路為TL084，當(dāng)操作人員對該集成電路進(jìn)行具體的操作和更換時(shí)，整個(gè)變頻器內(nèi)部的具體工作將會處于正常運(yùn)行狀態(tài)。然而在運(yùn)行一段時(shí)間之后，按下暫停鍵，在對變頻器內(nèi)部的機(jī)體進(jìn)行有效的檢測，將會發(fā)現(xiàn)機(jī)體內(nèi)會出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，這時(shí)就需要繼續(xù)對電路和電器進(jìn)行有效的檢測，在細(xì)致的調(diào)查之后，將會發(fā)現(xiàn)供電電路內(nèi)的晶體管出現(xiàn)被燒壞的現(xiàn)象。

3.3.2 解決措施

對集成電路TL084內(nèi)部的晶體管進(jìn)行調(diào)節(jié)和更換，就可以發(fā)現(xiàn)整個(gè)故障現(xiàn)象消失，欠電壓現(xiàn)象恢復(fù)正常。

3.3.3 故障分析

當(dāng)整個(gè)變頻器內(nèi)部的集成放大器TL084出現(xiàn)被燒壞現(xiàn)象時(shí)，就會造成整個(gè)機(jī)械內(nèi)部出現(xiàn)欠壓的現(xiàn)象，而且在機(jī)器繼續(xù)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)會對電阻進(jìn)行長時(shí)間的磨損，這是如果繼電器沒有發(fā)揮正常的作用，將會最終導(dǎo)致變頻器內(nèi)部電阻進(jìn)行散熱，從而出現(xiàn)發(fā)熱和冒煙的現(xiàn)象。

3.4 通訊失聯(lián)

3.4.1 故障現(xiàn)象

當(dāng)變頻器內(nèi)部的中心控制面板上顯示數(shù)據(jù)為F0072時(shí)，我們就可以明確具體的故障現(xiàn)象為通訊失聯(lián)。然后操作的人員就要對整個(gè)變頻器內(nèi)部進(jìn)行具體的信號傳輸裝置的檢測，具體檢測順序?yàn)椋簽V波器、電平轉(zhuǎn)移芯片等，經(jīng)過一系列的調(diào)查研究之后，發(fā)現(xiàn)芯片75176B則是導(dǎo)致整個(gè)通訊失聯(lián)現(xiàn)象的主要原因。

3.4.2 解決措施

對已出現(xiàn)故障的芯片75176B進(jìn)行及時(shí)的調(diào)換，我們將會發(fā)現(xiàn)變頻器處于正常運(yùn)行狀態(tài)，所面臨的通訊失聯(lián)現(xiàn)象也會消失。

3.4.3 故障分析

變頻器內(nèi)部的芯片對于信號調(diào)節(jié)和通訊設(shè)施之間的連接具有非常重要的作用，在長時(shí)間的使用和磨損現(xiàn)象下將會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，從而限制整個(gè)芯片作用的發(fā)揮，最終導(dǎo)致變頻器內(nèi)出現(xiàn)通訊失聯(lián)和信號無法準(zhǔn)確及時(shí)地傳導(dǎo)等現(xiàn)象。

3.5 發(fā)熱

3.5.1 故障現(xiàn)象

當(dāng)變頻器出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象時(shí)，中心控制面板上所顯示的故障信號為F30005，所表現(xiàn)出來的具體故障現(xiàn)象為風(fēng)扇轉(zhuǎn)速處于極其不穩(wěn)定的狀態(tài)，甚至可能會影響維修人員的正常維修工作，還有可能會激發(fā)一系列其他的報(bào)警信號和故障現(xiàn)象。維修人員在對發(fā)熱現(xiàn)象的變頻器進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)時(shí)，隨著風(fēng)扇數(shù)量的增多，變頻器內(nèi)部的正常運(yùn)行狀態(tài)將會被打破。

3.5.2 解決措施

在查明出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，主要的具體原因是供電濾波電容漏電所造成時(shí)，就需要維修操作人員對電容問題進(jìn)行有效的調(diào)整，就可以將整個(gè)變頻器恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

3.5.3 故障分析

一旦變頻器內(nèi)部所承載的壓力超過一般水平時(shí)，且周圍的環(huán)境溫度與變頻器所適應(yīng)的溫度之間出現(xiàn)較大的差異，變頻器將會在運(yùn)行過程時(shí)出現(xiàn)發(fā)熱的故障現(xiàn)象。

4 結(jié)語

變頻器之所以可以在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)廣泛的流傳和使用，不僅在于該設(shè)備可以對能源進(jìn)行有效地使用和節(jié)約，還能夠降低因工業(yè)生產(chǎn)而對周圍環(huán)境所造成的污染。雖然變頻器的使用性價(jià)比較高，然而操作人員一旦輸入?yún)?shù)不恰當(dāng)或不準(zhǔn)確時(shí)，就會嚴(yán)重制約整個(gè)變頻器正常運(yùn)行狀態(tài)的發(fā)生。這就需要操作人員在具體使用變頻器之前，對變頻器進(jìn)行具體的了解，明確變頻器發(fā)生故障時(shí)所出現(xiàn)的信號，并結(jié)合一系列以往的經(jīng)驗(yàn)來找出具體故障問題的解決措施，以此來形成個(gè)人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而可以更好地提高自己解決突發(fā)事問題的應(yīng)對能力。