西門子SITOP電源模塊6EP1334-2BA20

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頻器的應(yīng)用維護(hù)保養(yǎng)和故障處理

1引言
   
    由于變頻器能適應(yīng)生產(chǎn)工藝的多方面要求，尤其是在工業(yè)自動(dòng)化控制應(yīng)用上, 交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)上升為工業(yè)自動(dòng)化控制的主流。交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵,甚至可以超過(guò)直流系統(tǒng)。它采用的全數(shù)字控制方式，使信息處理能力大幅度地增強(qiáng)。同時(shí)它將實(shí)用經(jīng)驗(yàn)和技巧不斷地融入軟件功能中，采用模擬控制方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜控制在今天都已成為可能，使變頻器的可靠性、可使用性、可維護(hù)性功能得以充實(shí)。由于變頻器具有調(diào)速性能好、調(diào)速范圍寬和運(yùn)行效率高，使用操作方便，且宜于同其它設(shè)備接口等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用越來(lái)越廣泛。多年來(lái)，我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中不斷學(xué)習(xí)，積累了一些變頻器的維護(hù)保養(yǎng)和維修的經(jīng)驗(yàn)。
   
    2維護(hù)保養(yǎng)
   
    由于電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，變頻器改型換代速度也比較快，不斷推出新型產(chǎn)品，性能不斷提高,功能不斷充實(shí)、增強(qiáng)?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售的變頻器品牌比較多，如Danfoss、ABB、SIEMENS、GE、Schneider等等，國(guó)產(chǎn)變頻器品牌比較多,雖然種類繁多，但功能及使用上卻基本類似?？偟膩?lái)講，其使用、維護(hù)保養(yǎng)及故障處理方法是基本相同的。在實(shí)際應(yīng)用中，變頻器受周圍的溫度、濕度、振動(dòng)、粉塵、腐蝕性氣體等環(huán)境條件的影響,其性能會(huì)有一些變化。如使用合理、維護(hù)得當(dāng),則能延長(zhǎng)使用壽命,并減少因突然故障造成的生產(chǎn)損失。如果使用不當(dāng), 維護(hù)保養(yǎng)工作跟不上去，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障,導(dǎo)致變頻器不能正常工作，甚至造成變頻器過(guò)早的損壞，而影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。因此日常維護(hù)與定期檢查是不能缺少的。
   
    2.1日常維護(hù)與檢查
   
    對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的變頻器，可以從外部目視檢查運(yùn)行狀態(tài)。定期對(duì)變頻器進(jìn)行巡視檢查,檢查變頻器運(yùn)行時(shí)是否有異?，F(xiàn)象。通常應(yīng)作如下檢查:
   
    (1)環(huán)境溫度是否正常，要求在-10℃～+40℃范圍內(nèi),以25℃左右為好;
    (2)變頻器在顯示面板上顯示的輸出電流、電壓、頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常;
    (3)顯示面板上顯示的字符是否清楚，是否缺少字符;
    (4)用測(cè)溫儀器檢測(cè)變頻器是否過(guò)熱,是否有異味;
    (5)變頻器風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,有無(wú)異常，散熱風(fēng)道是否通暢;
    (6)變頻器運(yùn)行中是否有故障報(bào)警顯示;
    (7)檢查變頻器交流輸入電壓是否超過(guò)最大值。極限是418V(380V×1.1)，如果主電路外加輸入電壓超過(guò)極限,即使變頻器沒(méi)運(yùn)行，也會(huì)對(duì)變頻器線路板造成損壞。
   
    2.2定期檢查
   
    利用每年一次的大修時(shí)間,將檢查重點(diǎn)放在變頻器日常運(yùn)行時(shí)無(wú)法巡視到的部位。
   
    (1)作定期檢查時(shí)，操作前必須切斷電源,變頻器停電后待操作面板電源指示燈熄滅后，等待4min(變頻器的容量越大,等待時(shí)間越長(zhǎng),最長(zhǎng)為15min)使得主電路直流濾波電容器充分放電,用萬(wàn)用表確認(rèn)電容器放電完后,再進(jìn)行操作。
    (2)將變頻器控制板、主板拆下，用毛刷、吸塵器清掃變頻器線路板及內(nèi)部IGBT模塊、輸入輸出電抗器等部位。線路板臟污的地方，應(yīng)用棉布沾上酒精或中性化學(xué)劑擦除。
    (3)檢查變頻器內(nèi)部導(dǎo)線絕緣是否有腐蝕過(guò)熱的痕跡及變色或破損等，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理或更換。
    (4)變頻器由于振動(dòng)、溫度變化等影響，螺絲等緊固部件往往松動(dòng)，應(yīng)將所有螺絲全部緊固一遍。
    (5)檢查輸入輸出電抗器、變壓器等是否過(guò)熱,變色燒焦或有異味。
    (6)檢查中間直流回路濾波電解電容器小凸肩(安全閥)是否脹出,外表面是否有裂紋、漏液、膨脹等。一般情況下濾波電容器使用周期大約為5年,檢查周期最長(zhǎng)為一年,接近壽命時(shí)，檢查周期最好為半年。電容器的容量可用數(shù)字電容表測(cè)量,當(dāng)容量下降到額定容量的80%以下時(shí)，應(yīng)予更換。
    (7)檢查冷卻風(fēng)扇運(yùn)行是否完好,如有問(wèn)題則應(yīng)進(jìn)行更換。冷卻風(fēng)扇的壽命受限于軸承,根據(jù)變頻器運(yùn)行情況需要2－3年更換一次風(fēng)扇或軸承。檢查時(shí)如發(fā)現(xiàn)異常聲音、異常振動(dòng)，同樣需要更換。
    (8)檢查變頻器絕緣電阻是否在正常范圍內(nèi)(所有端子與接地端子)，注意不能用兆歐表對(duì)線路板進(jìn)行測(cè)量，否則會(huì)損壞線路板的電子元器件。
    (9)將變頻器的R、S、T端子和電源端電纜斷開(kāi)，U、V、W端子和電機(jī)端電纜斷開(kāi)，用兆歐表測(cè)量電纜每相導(dǎo)線之間以及每相導(dǎo)線與保護(hù)接地之間的絕緣電阻是否符合要求，正常時(shí)應(yīng)大于1MΩ。
    (10)變頻器在檢修完畢投入運(yùn)行前，應(yīng)帶電機(jī)空載試運(yùn)行幾分鐘，并校對(duì)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
   
    2.3變頻器本身的保護(hù):
   
    變頻器本身具有各種保護(hù)功能,如:負(fù)載側(cè)接地保護(hù)、短路保護(hù)、電流限制、逆變器過(guò)熱、過(guò)載等，其自診斷功能、報(bào)警警告功能也特別完善。了解這些功能對(duì)于正確使用變頻器及故障查找是非常重要的。
   
    3故障判斷及處理
   
    我公司Danfoss變頻器在使用中因受環(huán)境條件等因素的影響而陸續(xù)出現(xiàn)一些故障現(xiàn)象,在維修過(guò)程中，筆者積累了一些故障判斷和處理經(jīng)驗(yàn)。
   
    下面以Danfoss變頻器為例作一介紹:當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí),保護(hù)功能動(dòng)作，變頻器立即跳閘，電機(jī)由運(yùn)行狀態(tài)到停止，報(bào)警指示紅色發(fā)光二極管變亮,液晶顯示部分提示報(bào)警信息代碼或故障內(nèi)容。這時(shí)可以根據(jù)信息代碼來(lái)分析判斷變頻器的故障范圍,如果是軟性故障,可將變頻器進(jìn)行斷電復(fù)位。如還不能恢復(fù)正常,只能采用手動(dòng)或自動(dòng)初始化，初始化正常后按照參數(shù)表重新將數(shù)據(jù)輸入設(shè)定。這樣，變頻器就可以在故障較輕的情況下恢復(fù)正常使用。若經(jīng)以上操作后變頻器仍不正常,就要根據(jù)故障現(xiàn)象來(lái)檢查變頻器損壞的部位,更換元器件或電路板。故障查找時(shí)必須按變頻器的提示順序進(jìn)行。例如:
   
    (1)故障代碼36,提示為主電源故障,則三相整流橋模塊可能擊穿短路或開(kāi)路。
    (2)故障代碼14,提示接地故障,可用兆歐表檢查電機(jī)繞組、查看電纜絕緣是否損壞。
    (3)故障代碼37,提示逆變器故障,則IGBT模塊可能擊穿短路。IGBT模塊短路，主回路熔斷器也將熔斷。當(dāng)IGBT模塊某一相門極損壞時(shí)，變頻器會(huì)出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)對(duì)IGBT模塊進(jìn)行檢查。
   
    變頻器運(yùn)行時(shí)，如頻繁出現(xiàn)限流報(bào)警或過(guò)流保護(hù)，應(yīng)檢查負(fù)載部分以及變頻器IGBT模塊是否正常，如正常，則此故障為變頻器主板霍爾磁補(bǔ)償式電流傳感器損壞?；魻柎叛a(bǔ)償式電流傳感器是一種測(cè)量正弦與非正弦周期量的電流值，能真實(shí)反映電流的波形，給變頻器提供一個(gè)控制與保護(hù)信號(hào)。變頻器上使用的該元件大部分為瑞士LEM公司LA系列的產(chǎn)品，其LA系列霍爾磁補(bǔ)償式電流傳感器可分為三端引出腳和五端引出腳兩種。變頻器容量不同，主板上LA系列霍爾磁補(bǔ)償式電流傳感器規(guī)格也不相同。
   
    生產(chǎn)運(yùn)行表明,粘膠纖維生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)含硫化氫的腐蝕性氣體會(huì)給變頻器電路板的電子元器件帶來(lái)相當(dāng)大的危害，我們通過(guò)給電氣控制室送正壓新鮮風(fēng)來(lái)改善環(huán)境條件，并采用樂(lè)泰電子線路板用噴涂膠，對(duì)變頻器線路板表面作防腐涂層處理,有效地降低了變頻器的故障率,提高了使用壽命。
   
    電子元器件對(duì)靜電是非常敏感的，如被靜電放電破壞后，將造成電子元器件軟擊穿，軟擊穿會(huì)導(dǎo)致線路板無(wú)法正常工作。所以在更換線路板時(shí)必須注意，一定要確保工作之前戴好接地手環(huán)，將腕帶直接接地，確保人體處于零電位，以防止人體的靜電對(duì)線路板造成損壞。如沒(méi)有接地手環(huán)，在更換線路板時(shí)可用手摸一下變頻器金屬外殼，使人體的靜電通過(guò)變頻器外殼放掉(其金屬外殼導(dǎo)靜電)。為確保變頻器線路板備件的安全，在保管期間，應(yīng)放在有防靜電材料的袋中存放。
   
    4 元器件好壞的簡(jiǎn)易測(cè)試法
   
    在維修過(guò)程中，根據(jù)故障情況要用萬(wàn)用表來(lái)檢測(cè)電子元器件的好壞，如測(cè)量方法不正確就很可能導(dǎo)致誤判斷，這將給維修工作造成困難，甚至造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。測(cè)量方法分為元器件測(cè)試和線路板在路測(cè)試兩種方式。在路測(cè)試：斷開(kāi)變頻器電源，在不拆動(dòng)線路板元器件的條件下，測(cè)量線路板上的元器件。對(duì)于元器件擊穿、短路、開(kāi)路性故障，這種檢測(cè)方法可以方便快捷的查找出損壞的元器件，但還應(yīng)考慮線路板上所測(cè)元器件與其并聯(lián)的元器件對(duì)測(cè)量結(jié)果所產(chǎn)生的影響，以免造成誤判斷錯(cuò)誤。下面介紹元器件好壞的判斷方法：
   
    4.1普通二極管的檢測(cè)
   
    用MF47型萬(wàn)用表測(cè)量，將紅、黑表筆分別接在二極管的兩端，讀取讀數(shù)，再將表筆對(duì)調(diào)測(cè)量。根據(jù)兩次測(cè)量結(jié)果判斷，通常小功率鍺二極管的正向電阻值為300－500Ω，硅二極管約為1kΩ或更大些。鍺管反相電阻為幾十千歐，硅管反向電阻在500kΩ以上(大功率二極管的數(shù)值要小的多)。好的二極管正向電阻較低，反向電阻較大，正反向電阻差值越大越好。如果測(cè)得正、反向電阻很小均接近于零，說(shuō)明二極管內(nèi)部已短路;若正、反向電阻很大或趨于無(wú)窮大，則說(shuō)明管子內(nèi)部已斷路。在這兩種情況下二極管就需報(bào)廢。
   
    在路測(cè)試:測(cè)試二極管PN結(jié)正反向電阻，比較容易判斷出二極管是擊穿短路還是斷路。
   
    4.2三極管檢測(cè)
   
    將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)艿蕉O管檔，用表筆測(cè)PN結(jié)，如果正向?qū)?，則顯示的數(shù)字即為PN結(jié)的正向壓降。先確定集電極和發(fā)射極;用表筆測(cè)出兩個(gè)PN結(jié)的正向壓降，壓降大的是發(fā)射極e，壓降小的是集電極c。在測(cè)試兩個(gè)結(jié)時(shí)，紅表筆接的是公共極，則被測(cè)三極管為NPN型，且紅表筆所接為基極b;如果黑表筆接的是公共極，則被測(cè)三極管是PNP型，且此極為基極b。三極管損壞后PN結(jié)有擊穿短路和開(kāi)路兩種情況。
   
    在路測(cè)試:在路測(cè)試三極管，實(shí)際上是通過(guò)測(cè)試PN結(jié)的正、反向電阻，來(lái)達(dá)到判斷三極管是否損壞。支路電阻大于PN結(jié)正向電阻，正常時(shí)所測(cè)得正、反向電阻應(yīng)有明顯區(qū)別，否則PN結(jié)損壞了。支路電阻小于PN結(jié)正向電阻時(shí)，應(yīng)將支路斷開(kāi)，否則就無(wú)法判斷三極管的好壞。
   
    4.3三相整流橋模塊檢測(cè)
   
    以SEMIKRON(西門子)整流橋模塊為例，如附圖所示。將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)艿蕉O管測(cè)試檔，黑表筆接COM,紅表筆接VΩ,用紅、黑兩表筆先后測(cè)3、4、5相與2、1極之間的正反向二極管特性,來(lái)檢查判斷整流橋是否完好。所測(cè)的正反向特性相差越大越好;如正反向?yàn)榱?說(shuō)明所檢測(cè)的一相已被擊穿短路;如正反向均為無(wú)窮大, 說(shuō)明所檢測(cè)的一相已經(jīng)斷路。整流橋模塊只要有一相損壞,就應(yīng)更換。

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門安裝套件

門安裝套件（DMK）設(shè)計(jì)用于將 IOP，IOP-2，或 BOP-2 安裝在柜門中。

操作面板 (OP)，正確安裝在柜門上，可以在套件 (DMK) 附近提供以下 IP 等級(jí)：

• IOP:IP54

• IOP-2:IP55

• BOP-2:IP55

有兩種類型的安裝螺釘，一種用于 OP 背后的埋置銅螺母，另一種是自攻螺釘用于不帶埋置銅螺母的 OP。

DMK 的安裝如下圖所示。

圖片: 安裝操作面板（帶埋置銅螺母）

圖片: 安裝操作面板 DMK（用自攻螺釘）

小心 自攻螺釘大扭矩 使用扭矩大于 1.2 Nm 的自攻螺釘可能會(huì)損壞螺紋。自攻螺釘必須與 OP 背后的孔正確貼合；自攻螺釘禁止與帶埋置銅螺母的 OP 一起使用。