摘要：西门子MM4系列变频器在我公司有着广泛的应用，变频器故障分析与诊断是维护变频器所必需的实际操作技能，也是变频器安全稳定运行的前提。本文在查阅大量变频器相关资料的基础上，对变频器故障产生的因素进行详细分析。
关键词：变频器；维护；故障
1引言
在现代工业中，交流传动以其优越于直流传动的特点，在很多场合中都被作为首选的传动方案，采用变频器控制的电机系统，有着节能效果显着、调节控制方便、维护简单、可网络化集中、远程控制、可与plc组成自动化控制系统等优点。变频器的这些特点使其在电力电子系统、工业自动控制等领域的应用广泛。近几年，我公司辅机设备使用了较多的380VAC低压变频器，如：给煤机系统、低压省煤器系统、动态磨分离器系统、干排渣系统等，但使用变频器时，一旦发生故障，工矿企业的普通运行人员就很难处理。变频器故障的产生可能是产品质量问题、 运行问题、应用方式问题，也可能是变频器参数设置问题。
2变频器故障分析
变频器是由众多的半导体电子元件、电力电子元件和电器元件组成的复杂装置，其结构多采用单元化或模块化形式。它由主回路、逻辑控制回路、电源回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成、由于变频器电路板多采用SMT表面贴装技术，在变频器故障诊断中，因检测仪器、技术资料及技术水平等因素，在工程上一般只限于根据故障情况找出故障的单元或模块，即只做单元级或板级变频器内的控制电路框图检查维修。
3常见故障及处理
变频器常见的故障类型主要有：过电流、短路、接地、过电压、欠电压、电源缺相、过热、过载、CPU异常、通信异常等。变频器具有完善的自诊断、保护及报警功能，当发生这些故障时，变频器会立即报警或自动停止保护，并显示故障代码或故障类型，大多数情况下可以根据其显示的信息迅速找到故障原因并排除故障。但也有一些故障用常规的手段难以检测，需要从多方面分析，逐一排除才能找到故障点。
故障检查或维修时，注意先切断电源，切忌停机后立即进行检查。因变频器额定运行时，其直流侧滤波电容储存大量电能，停机后须待电解电容的电压放电降低后，方可开柜进行检查。
西门子MM4系列变频器故障的类别和处理方法：
3.1 F0001过流故障
3. 1.1 故障主要产生的原因
1.电动机的功率与变频器的功率不对应；
2.电动机的导线短路；
3.有接地故障；
4.电动机电缆太长；
3.1.2 问题主要处理：
1.上电出现报警F0001：如果不能复位，一般是先排除接插件接触不良的问题，其次如果有条件可以换一块主控板（CPU）试试能否复位，如果还出现并且不能复位，那就是主板驱动或功率部分硬件有问题了。需要更换硬件才能排除这个故障。
2.启动时出现报警F0001，又分带载和不带载两种情况。如果带载，先把负载脱掉再试，这时，出现“A0922”是正常的，不影响运行。如果不再出现了，用万用表测试三相输出电压是否平衡。如果是，那么变频器基本上可以确定没问题，可能是参数设置问题或者是负载、机械方面存在问题。
如果负载脱掉启动还报警“F0001”，一般是IGBT 功率模块损坏或者PCB 板驱动电路部分硬件损坏所致。这时候需要更换损坏器件或找专业人员维修。
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3.2 F0002过电压故障
3.2.1 故障主要出现的原因
1.直流回路的电压超过了跳闸电平；
2.禁止了直流回路电压控制器；
3.由于供电电源电压过高，或者电动机处于再生制动方式下引起过电压；
4.斜坡下降过快，或者电动机由大惯量负载带动旋转而处于再生制动状态下
3.2.2 问题主要处理
1.检查电动机的动力电缆及电动机接地情况，看是否存在电缆破皮或接地不合适等现象。
2.增大变频器的斜坡参数 P1120、P1121 的值。
3.是否配置了制动电阻？如果没有配置的话，注意设置参数 P1240＝1；如果配置了制动电阻的话，注意设置参数P1240＝0。
3.3 F0003欠电压故障
3.3.1 故障主要产生的原因
1.电源电源低或瞬时掉电；
2.冲击负载；
3.变频器整流桥故障；
4.变频器直流电压检测单元故障或电容老化；
3.2.2 问题主要处理
1.故障发生在启动过程中，在启动之前是否有A0503报警，如果有，在停机情况下检查r0026，如果r0026低于500V，说明输入电压不正常，建议检查电压是否达到380V，三相是否平衡，是否电源接线有虚接的可能。
2.故障发生在启动过程中，在启动之前没有A0503报警，而是当变频器升到一定频率之后发生F0003故障建议增加斜坡上升时间或减轻负载，如果还不能避免故障，需要检测变频器硬件。
3.故障发生在变频器运行过程中，偶尔出现，这种情况故障多由电网原因引起。这种情况下，需要首先观察电网周围师傅有大功率设备投入运行，同一电网的灯是否闪动，是否有电源切换等。
3.4 F0004变频器过温故障
3.4.1 故障主要产生的原因
1.冷却风量不足；
2.环境温度过高；
3.4.2 问题主要处理
1.首先检测环境温度、变频器温度与参数r0037 所显示的值是否吻合。如果r0037 的值偏高，则可能问题是出在变频器自身的温度传感器检测值不准。
2.如果“开机一运行即报F0004”，则很有可能问题是出在变频器的温度传感器的接线上。比如说：温度传感器的信号线是否虚接了；或者温度传感器的信号线接线端子接触不良，从而导致变频器温度检测产生错误。
3.另外，变频器的内部风机也是你需要检查的地方。风机是否运转不正常，或者转一下停一下，或者根本就不转都是导致问题的可能原因。
3.5 F0021接地故障
3.5.1 故障主要产生的原因
1.如果相电流的总和超过变频器额定电流的5%时将引起这一问题；
3.5.2 问题主要处理
1.可能是变频器的接地处理不当；
2.变频器的功率管有问题，导通工作不正常；
3.还可能问题在电源板上，如：电源出来的某路供电滤波电容漏电也会造成这个故障。
4结束语
本文通过对通用变频器运行过程中存在问题的分析，提出了解决这些问题的实际对策。只有满足其设计工作要求和正常使用的各项条件，才能使其长期、安全、稳定的运行。如果是在恶劣的工作环境下使用，就要加倍重视变频器的日常维护和检修工作，改善变频器使用环境和负载波动大的现象。才能保证变频器可靠、平稳、安全地发挥其各项性能，达到调速运行、节约电能和降低维修费用的目的。随着新技术和新理论不断在变频器上的应用，变频器存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。
作者简介：
韦希（出生于1983年），男，工程师，毕业华北电力大学（北京）自动化系测控技术与仪器专业，主要从事火力发电电厂自动控制工作。
论文作者:韦希
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/18
标签：变频器论文; 故障论文; 电压论文; 电动机论文; 电源论文; 负载论文; 过电压论文; 《电力设备》2018年第18期论文;