西门子6SE70系列变频器典型故障处理

曲光

（鞍钢集团本钢板材股份有限公司本钢冷轧厂；辽宁 本溪；117000）

摘要：西门子6SE70系列变频器主要的应用领域为钢线钢缆等方面，借助变频器结构图对其运行原理、系统构造展开深入研究。对于这类变频器而言，其在日常工作过程中难免会出现一些问题，通过汇总整理可知，控制电源检测故障、逆变器过流故障等出现的频次较高，本文就以这些问题为重点展开深入探索，并就此提出了可行性较高的处理措施，希望能够妥善处理好变频器异常问题，使之能够尽快恢复正常的运行作业。

关键词：6SE70；变频器；故障处理；策略

随着变频器的逐渐推广、普及，后续变频器也开始变得更富有多样化，例如MICROMASTER、MIDIMASTER，此外还包括这类变频器中最有优势的系列，即6SE70系列。我们厂所用到的变频器是在2006年投入的设备，到今天为止，已经过去了十几年，通过对变频器的实际探查可以发现，其存在问题居多，表现最为突出的便是内部构件的老化问题，由此导致的故障次数较多，由于不少位置都有构件老化问题，因而一旦出现运行异常情况，排查工作将变得十分困难，这也逐渐成为现场维护工作遇到的主要阻碍之一。在无法实现装置升级技术改造的背景下，对变频器设备的维修将成为提高设备稳定性，提高变频设备元器件使用寿命的一个主要思路。

一、工作原理与系统结构

（一）6SE70系列变频器结构

6SE70系列变频器的组成可以划分为四个部分，分别是主电路、整流单元、控制部分以及逆变单元，其结构图如图1所显示。在进线柜中包含着较多的东西，如电抗器、主开关等；在整流柜中存在着风机、整流控制板等；逆变柜中含有触发板、电容组以及控制回路等元件，主线路输出和现场电机实现了有效的连接、变频器整个是由主控板、电源板等共同构成。

图16SE70系列变频器结构图

（二）系统构成

1.控制主板

控制主板为CUVC板，主要控制交流电动机。包括连接开关量端子接口X101，连接模拟测量端子接头X102和连接电机码盘和电机温度传感器的连接口X103。

2.通讯板

通讯板属于CBP板，在PROFIBUS协议以及PLC控制系统的连接下展开数据的双向传递，PLCS7－300相当于DP总站，而CBP板可以视为从站，首先需要在DP线缆之间构建通讯通路，借助这一方式来合理把控变频器的开启、暂停、故障预警等操作。

3.电源板

电源板即是PSU板，是变频器的主要控制部分，提供了电压调节和系统控制电源的输入功能。由外部端子（X9的1和2管脚）将24伏电压，或将直流母线上的电压经过直流变压器转换成24V直流调节电压，接着再将24伏直流调节电位差经过直流变压器，转为+5V、+15V、-15V电压，成为该系统其他模块运行的电源支撑。

二、变频器运行环境

变频器在进入到工作状态后，需要切实注意以下几点事项：粉尘、温湿度、振动频率等。

（一）设备整洁干净

为了确保变频器在运行过程中，其周边的环境处于较为干净的状态，装置柜体需要做好完善的密封工作，在进行密封时，可以选择在设备输出端应用防火性的材质进行堵塞，同时还要确保通风孔以及滤网清洁无污染。

（二）保证环境温度湿度

一般来讲，变频器附近的温度正常范畴为零下10℃~零上40℃之间，如果环境问题超过这一范围上限，则每增加1℃，变频器建议降额5%来维持正常的运行状态。建议在电气房间内放置温湿度计，每日对房间的温湿度展开点检，如果维修作业者充足或是气候变动很大的情况下可适当调节点检时间间隔，使之变为8小时一次。

（三）保证变频器本体无振动

变频器固件不牢靠或者因为工作环境的振动较明显，则插板接口处、螺栓等都有可能会出现松动的情况。为了以防万一，可以每隔一段时间检查一下螺栓等的紧固程度，如果发现松动的地方，则需要及时进行牢固处理。

（四）其他注意事项

尽量保证变频器工作场所处于无日光直射、无油雾、无水汽、无腐蚀性物质、无易燃易爆物质等的环境中。

三、典型故障分析与处理方法

3.1逆变柜PMU008脉冲封锁故障判断与处理

在变频器输电之后，观察PMU显示板的显示情况，008脉冲处于封锁状态，无法有效复位，基于这一情况，要考虑到两方面因素，一方面为IVI控制板出现故障，另一方面为IGD控制板发生异常。

首先从IVI这方面进行分析，其在出现故障后，控制板13、23、33光纤反馈信号则会无法正常传输，其会处于丢失状态，当IGD将IGBT的Uce保护信号传送过来后，利用塑料光纤进行信号接收，结果显示相关信号无法正常到达CU板，若信号反馈丢失，则系统将会发出预警，告知008脉冲处于封锁状态。针对这一问题在进行处理时，需要先查验VI板卡三个黑色的13，23，33为IGD板白色光纤反馈信号光纤连接的稳固性，若稳固性没有异常，则需要将原来的IVI控制板更换为新的。

其次分析IGD控制板异常问题，由于反馈信号的来源为IGD板，因而光纤反馈信号异常，则也是要优先考虑的情形。致使反馈信号出现异常的可能因素不止一个，其中最有可能的便是光纤终端发生器存在老化问题，致使仪器出现故障或者是IGD板遭到了破坏。对此，解决对策为拆除三相IGD板的13，23，33白色反馈光纤线，然后利用强光手电分别照射这三处的光纤线，若系统显示009为正常，则可以充分判断问题源头位于某IGD板白色光纤头，在经过详细的检查后，将IGD板更换为新的，便可以解决这一问题。

3.2变频器F011过流故障判断与处理

变频器输电之后，查看PMU显示状况，若为F011故障，无法复位，则对于这一问题需要从电机、电缆接地、电流互感器受损、IGBT击穿这三个角度加以分析。

电流互感器受损出现的频次较多，对此解决对策为从ABO板上将其接线拔除，先使得电流互感器均在ABO板上进行连接。一条线联系着两个电流互感器，采取一一拔除的方式，排除故障源，然后找到故障点的位置，帮助变频器恢复正常。

变频器IGBT击穿损坏的处理较为困难，其解决方式为将变频器的相关外部连接元件一一去除，然后只对IGBT进行检测。在检测过程中，首先需要明确主回路C.E之间二级管正向压降特性，在正常情况下，当导通之后，测得0.3伏压降，经过反向截止后，则出现三伏电压。若二级管击穿，则代表IGBT出现了异常障碍。

3.3变频器“E”报警故障判断与处理

当PMU显示出E故障报警，则会致使变频器无法正常运行，启动停止功能以及送电等都会无反应。对此，应做如下处理：

首先，将原来的CUVC板替换为新的，对变频器输入侧送电，然后观察PMU显示情况，结果仍为E报警，无法正常复位，由此可以排除CUCV的问题，则将注意力聚焦在功率板上；

接下来将换下来的CUVC板放置于变频器上进行试验，若PMU显示正常，未有E报警，且CUVC板的输入/出测试结果良好，则可以确认CUVC板无问题；

清理变频器内部，拆除功率板，将其独立置于维修台进行试验，给予其直流560VDC电压，然后开启电源，利用示波仪检测其开关电源电压参数，发现15V电压值为0V。

测试芯片L4974A输出电压15V为0V，查芯片8脚软启动电压是0.5V，正常值为3.85V，所以芯片L4974A的8脚输入电压出现异常。通过详细调查发现Q2输入触发电压正常；

中断功率板供电压，借助万用表检测电路中的原件，由此察觉到Q2出现异常，其他元件均处于正常状态；

将Q2更替后，为功率板给电，测量芯片L4974A输出电压为15V，电压输出没有异常，操作面板也未发现异常，E报警问题得以解决；

安装功率板和控制板后，围绕变频器展开静态测试，在达到送电条件后，对变频器输入侧送电，输入参数，启动变频器后运行无异常。

总结

综上所述，6SE70变频器优势众多，在工业自动化领域有着较为广阔的发展前景。本文对这一变频器进行了深入讨论，通过阐述其工作原理、构造、故障问题等多方面内容，进而给出了合理化的处理对策，希望能够为相关设备的正常运作提供一定的帮助。

参考文献：

[1]袁剑.西门子6SE70系列变频器现场维护[J].今日自动化，2020(5):66-67，100.

[2]梁飞，李永生，廖世铭，等.西门子6SE70系列变频器升级与替代探索[J].今日自动化，2021(10):150-152.

[3]唐鑫，刘玺.西门子6SE70系列变频器现场维护[J].电子技术与软件工程，2019(12):95.作者简介：曲光（1971.07.02-），男，汉族，辽宁本溪人,电气技师