軋鋼系統中西門子S120系列變頻器常見故障研究

辛敘征

（承德鋼鐵集團有限公司，河北 承德 067000）

隨著當前信息化時代的不斷發展，電力電子技術不斷與智能化科技設備相融合，逐漸衍生出變頻調速技術，該技術的出現和發展，使得電氣傳動控制領域進入一個新的平臺，為該領域的可持續發展和創新進步提供動力。現如今，變頻器調速技術已經被廣泛的使用在我國各類工業企業中，尤其是西門子S120系列由于其自身的優越性，而受到各大工業企業的歡迎。該系列的變頻器擁有良好的穩定裝置，還可以承載較高的壓強和壓力，并且在技術控制上也可緊跟時代潮流而不斷創新和發展，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進行有效地參數調節。

當操作人員在對西門子系列的變頻器進行參數調節時，如果沒有結合實際情況而對參數進行錯誤的調節，將會導致步電機出現故障現象，甚至可能會影響操作人員的生命安全，會嚴重限制整個變頻系列的創新和發展。為解決這一問題，工作人員必須在變頻器發揮作用之前找出可能會出現安全事故的危險因子，然后尋找出具體的解決辦法。本文將會對西門子S120系列變頻空調進行內部結構和相應措施的具體調查，并找出以往發生故障現象的具體原因，并在計劃方案內就根據故障問題提出具體的解決辦法。

1 西門子S120系列變頻器的結構及其硬件配置組成

（1）西門子S120系列變頻器的結構。西門子S120變頻器主要是在交流電和直流電的不斷變換中，對整個電路內的脈沖進行有效的調節，主要的組成結構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械，具體構成情況如下圖1所示。

（2）西門子S120變頻器的主要硬件構成也分為幾大板塊，通常情況下，需要將電源以及具體的控制單位進行有效地區分，其中，電源和電機模塊是其中最主要的構成部分，除此之外，還包含控制和制動單元，具體構成情況如下圖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行轉化為交流電的變化，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電機內部的變化進行調節。當電流過小時，對整個變頻器的正常運行也不會產生過大的影響，可以充分保證變頻器可以重新啟動。

眾所周知，n=60f（1-s）/p是變頻器內部異步電動機的同步轉速的公式，在對公式進行有效的探討和推論之后，我們可以發現轉速n和頻率f呈現正比發展關系，想要對轉速進行有效的調節時，就可以在電動機的頻率上進行有效的參數變化，從而可以推動整個變動器效能的高效率發揮。

3 西門子S120系列變頻器常見故障案例分析與解決措施

設計人員為保障整個西門子系列變頻器的效能能夠得到有效的發揮，就需要在設計方案那加強保護措施和預警設備，一旦發生故障現象，整個變頻器內部的電路將會自動切斷，而由具體的感應器設備感知到出現故障現象后會發出報警信號，從而可以在短時間內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異常等。我們將會結合實際案例來將具體的故障問題進行有效的分析，并找出具體的解決方案和措施。

3.1 過電流

3.1.1 故障現象

在為變頻器打開電流開關之后，顯示屏上所顯數據表明為正常狀態，然而一旦開始具體的操作，F30001信號將會被顯示在管理人員的控制面板上，在對其進行反復的檢驗和驗證之后，并結合以往的實際工作經驗，我們可以得知，此種現象主要的故障問題為漏電或過電流。

3.1.2 解決措施

當變頻器設備出現漏電和過電流現象時，操作人員需要對整個變頻器內的零部件進行有效的勘測，并結合用電測試來檢驗其是否正常，還需要利用驅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。如果在各類檢查完成之后，仍無法明確具體的故障現象，就可以將原有的設備零件進行更換，在反復的檢驗過程之后發現電流傳感器出現故障則表明是過電流的故障，從而需要對整個電流檢驗部分進行重新的檢測，找出具體的發生回路運輸異常現象的地方，在對其做出相應的解決措施之后，就可以保證整個變頻器恢復原有的工作狀態。

3.1.3 故障分析

當變頻器內部出現主面板CPU電流低于具體變頻器操作過程時所產生的脈動電流時，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措施。

3.2 過電壓

3.2.1 故障現象

當變頻器內部的控制面板上出現參數數據為F30002時，我們就可以將其定義為電壓故障現象。操作人員所需要對整個電路內的各分流電路進行有效的檢測，明確具體的發生損壞的電路區域。

3.2.2 解決措施

對發生故障的電路區域進行有效的器械更換，最常見的是對集成電路TL082進行調換，就可以有效地將故障現象進行解決。

3.2.3 故障分析

該變頻器內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措施來明確電路內部出現損壞的集成電路的具體狀態，則可以明確是集成電路電壓高于一般水平，而整個變頻器內部的信息接收員就會將具體的信息信號整合為運輸命令上達給中心控制平臺，向上反映電壓內部出現故障現象。

3.3 欠電壓

3.3.1 故障現象

變頻器內部中心控制面板上所顯示數據為F30003時，就可以明確定義最終的故障現象為欠電壓。然后對其內部的交流電和直流電進行具體的檢測，將會發現各電壓內部的電路處于正常運行狀態，這時就需要對電路進行放大檢查集成電路，最終得知出現故障的電路為TL084，當操作人員對該集成電路進行具體的操作和更換時，整個變頻器內部的具體工作將會處于正常運行狀態。然而在運行一段時間之后，按下暫停鍵，在對變頻器內部的機體進行有效的檢測，將會發現機體內會出現冒煙現象，這時就需要繼續對電路和電器進行有效的檢測，在細致的調查之后，將會發現供電電路內的晶體管出現被燒壞的現象。

3.3.2 解決措施

對集成電路TL084內部的晶體管進行調節和更換，就可以發現整個故障現象消失，欠電壓現象恢復正常。

3.3.3 故障分析

當整個變頻器內部的集成放大器TL084出現被燒壞現象時，就會造成整個機械內部出現欠壓的現象，而且在機器繼續運行狀態時會對電阻進行長時間的磨損，這是如果繼電器沒有發揮正常的作用，將會最終導致變頻器內部電阻進行散熱，從而出現發熱和冒煙的現象。

3.4 通訊失聯

3.4.1 故障現象

當變頻器內部的中心控制面板上顯示數據為F0072時，我們就可以明確具體的故障現象為通訊失聯。然后操作的人員就要對整個變頻器內部進行具體的信號傳輸裝置的檢測，具體檢測順序為：濾波器、電平轉移芯片等，經過一系列的調查研究之后，發現芯片75176B則是導致整個通訊失聯現象的主要原因。

3.4.2 解決措施

對已出現故障的芯片75176B進行及時的調換，我們將會發現變頻器處于正常運行狀態，所面臨的通訊失聯現象也會消失。

3.4.3 故障分析

變頻器內部的芯片對于信號調節和通訊設施之間的連接具有非常重要的作用，在長時間的使用和磨損現象下將會出現老化現象，從而限制整個芯片作用的發揮，最終導致變頻器內出現通訊失聯和信號無法準確及時地傳導等現象。

3.5 發熱

3.5.1 故障現象

當變頻器出現發熱現象時，中心控制面板上所顯示的故障信號為F30005，所表現出來的具體故障現象為風扇轉速處于極其不穩定的狀態，甚至可能會影響維修人員的正常維修工作，還有可能會激發一系列其他的報警信號和故障現象。維修人員在對發熱現象的變頻器進行具體的調節時，隨著風扇數量的增多，變頻器內部的正常運行狀態將會被打破。

3.5.2 解決措施

在查明出現發熱現象，主要的具體原因是供電濾波電容漏電所造成時，就需要維修操作人員對電容問題進行有效的調整，就可以將整個變頻器恢復正常運行狀態。

3.5.3 故障分析

一旦變頻器內部所承載的壓力超過一般水平時，且周圍的環境溫度與變頻器所適應的溫度之間出現較大的差異，變頻器將會在運行過程時出現發熱的故障現象。

4 結語

變頻器之所以可以在多個工業領域內廣泛的流傳和使用，不僅在于該設備可以對能源進行有效地使用和節約，還能夠降低因工業生產而對周圍環境所造成的污染。雖然變頻器的使用性價比較高，然而操作人員一旦輸入參數不恰當或不準確時，就會嚴重制約整個變頻器正常運行狀態的發生。這就需要操作人員在具體使用變頻器之前，對變頻器進行具體的了解，明確變頻器發生故障時所出現的信號，并結合一系列以往的經驗來找出具體故障問題的解決措施，以此來形成個人的實踐經驗，從而可以更好地提高自己解決突發事問題的應對能力。