變頻器和交流電機組成的交流調速系統(tǒng)具有更寬的允許電壓波動范圍、更小的體積、更強的通訊能力，更優(yōu)良的調速性能，在工礦企業(yè)中得到了廣泛的應用。在變頻器的應用中，也會遇到各種各樣的故障現(xiàn)象，借助于變頻器完善的自診斷保護功能，并通過平時工作中積累的經(jīng)驗來提高處理變頻器故障的技術水平，這將明顯地縮短對變頻器故障處理的時間。我公司粘膠短纖維生產(chǎn)線上共使用西門子6SE70系列變頻器260多臺，在應用中因受周圍環(huán)境條件，如：溫度、濕度、粉塵、硫化氫腐蝕性氣體等因素的影響，出現(xiàn)的各種故障報警現(xiàn)象也很多，在維修過程中我們積累了一些故障處理、維修維護保養(yǎng)的經(jīng)驗，下面對西門子6SE70系列變頻器有代表性的故障現(xiàn)象進行分析介紹。此文中電路板圖為維修過程中實際測繪下來的（因文中章節(jié)多次涉及同一電子器件，電路板圖未按照順序排列，論述問題涉及到的部分電路，請參見相關電路板圖），僅代表個人意見，供大家在維修時參考。

　　2  德國西門子6SE70維修的處理
　　變頻器操作手冊上的故障對策表中介紹的皆為較常見的故障，在出現(xiàn)未涉及的一些代碼時應對變頻器作全面檢查。變頻器的維修方式采用在線電壓檢測及直流電阻測量兩種方法，測量各關鍵點電壓并與正常值進行比較，將故障范圍縮小，進行分析判斷；測量元器件直流電阻，根據(jù)貼片電阻色環(huán)進行判斷比較，然后將懷疑元器件拆下，再測量元器件直流電阻，采用比較法來確定元器件的好壞。
　　2.1 西門子6SE7016－1TA61-Z變頻器的操作控制面板PMU液晶顯示屏上顯示字母“E”報警
　　變頻器液晶顯示屏上出現(xiàn)“E”報警時，變頻器不能工作，按P鍵及重新停、送電均無效，查操作手冊又無相關的介紹，在檢查外接DC24V電源時，發(fā)現(xiàn)電壓較低，解決后，變頻器工作正常。但是出現(xiàn)“E”報警一般來講是CUVC板損壞，更換一塊新CUVC板就能正常。“E”報警有以下幾種情況是由底板及CUVC通訊板故障引起的：
　?。?）故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“E”報警
　　檢查處理（參見圖1、圖2）：更換一塊新CUVC板送電開機，液晶顯示屏仍顯示“E”報警，說明故障原因不在CUVC板而在底板。檢查底板，用數(shù)字萬用表測外接DC24V電壓正常，檢測集成塊N3基準電壓不正常，集成塊N2 20腳輸出電壓為0.1V，明顯偏低，正常值應為15V，查集成塊N2的1腳為11.3V，8腳為0.20V，11腳電源輸入為27.5V，正常。經(jīng)分析判斷1腳、8腳、20腳電壓值都不正常。測集成塊N3的1腳電壓為0.31V，2腳電壓為1.8V，電壓值也都偏低。用熱風槍拆下N3集成塊MC340，測2腳與3腳之間的電阻為84Ω。更換一塊新N3集成塊MC340后，測各引腳電壓，1腳為2.1V，2腳為5.1V，正常。測N2集成塊各腳電壓也都恢復正常。集成塊N3輸出電壓不正常，引起N2集成塊各腳電壓也出現(xiàn)偏移?；謴妥冾l器接線，輸入?yún)?shù)，啟動變頻器運行正常。

圖1  集成塊N2的相關電路

圖2  集成塊N3的相關電路

    N2集成塊L4979各引腳電壓數(shù)據(jù)如表1所示。

　　N3 集成塊MC340各引腳電壓數(shù)據(jù)如表2所示。

　?。?）德國西門子6SE70維修故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“E”報警
　　檢查處理（參見圖1、圖2）：用數(shù)字萬用表測底板N2、N3集成塊各腳電壓，N3的1腳N2的8腳電壓都偏低，測V28三極管的基極偏置電阻4.7KΩ已變值為150kΩ。更換新貼片電阻，測N2、N3各腳電壓正常。因V28基極偏置電阻變值，導致V28三極管截，造成N2、N3集成塊不能正常工作。
　?。?）故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU板液晶顯示屏顯示“E”報警
　　檢查處理：一臺“E”報警的變頻器，將變頻器原CUVC板上CBT通訊板拆下，裝在新CUVC板上，變頻器裝好CUVC板，啟動后。液晶顯示屏仍顯示“E”報警。拆下CUVC板檢查發(fā)現(xiàn)CBT通訊板上貼片電阻燒壞。更換新CBT通訊板后，變頻器啟動工作正常。
    （4）故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU板液晶顯示屏顯示“E”報警
    檢查處理（參見圖1、圖2、圖4）：檢查底板電源塊N2（L4974A）第1腳的開機電壓為11.32V，正常值為26.7V；第20腳輸出電壓為0.117V，正常值為15.31V；基準電壓塊N3（MC340）第1腳電壓為0.315V，正常值為2.1V；第2腳的電壓值在1.5～1.8V之間變化，而正常值為5.1V。檢查繼電器K4，線圈電路串聯(lián)兩支二極管V16、V15，電阻值分別為3.67Ω和5.5Ω，已經(jīng)短路，V28（5C）三極管基極電阻由正常值4.7KΩ變?yōu)?50kΩ，已經(jīng)燒壞。更換新的電阻和二極管后，運行正常。
　　2.2 西門子6SE70系列變頻器的操作控制面板PMU液晶顯示屏上無顯示，“黑屏”
　　（1）故障現(xiàn)象：西門子6SE7016-1TA61-Z變頻器操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
　　檢查處理（參見圖3、圖1、圖2）：檢查底板V34場效應管K2225，發(fā)現(xiàn)柵極保護貼片電阻24Ω變值為500kΩ，已損壞。檢測N2集成塊的20腳無電壓，1腳為11.3V，N3集成塊MC340腳為4V，2腳為3.3V。用熱風槍將N3集成塊MC340拆下測量1腳與3腳之間的阻值變?yōu)?kΩ，正常應為500kΩ。更換新的N3集成塊MC340和24Ω貼片電阻。上電測試N2、N3集成塊各引腳電壓，正常?；謴徒泳€，運行正常。

圖3  總電源部分電路

　　操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”故障，大部分與底板V34電源管控制極24Ω保護貼片電阻變值有直接關系，變值后的電阻值一般為500kΩ～1MΩ之間，有的電阻值變?yōu)闊o窮大。
　　（2）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
　　檢查處理（參見圖4、圖3、圖2）：檢查底板，測量K4繼電器線圈并聯(lián)續(xù)流二極管V20，與K4線圈串接二極管V16擊穿短路，測N7電源塊L7824損壞，N4集成塊UC3844AN 1腳對地電阻500Ω，正常值應為15kΩ。更換同型號二極管2支、N4集成塊UC3844AN、N7電源塊L7824后，測試各點電壓正常。

圖4  X9端子與繼電器K4的相關電路

　　N4集成塊UC3844AN各引腳電壓數(shù)據(jù)如表3所示。

　　N7 集成塊L7824各引腳電壓數(shù)據(jù)如表4所示。

　　（3）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
　　檢查處理（參見圖3）：檢查底板，測量N4集成塊UC3844AN 4-8腳之間的7.5KΩ電阻燒壞，V34場效應管K2225柵極限流電阻R133變值為720kΩ，用熱風槍將貼片電阻拆下，更換新貼片電阻。上電測試各點電壓，正常?；謴徒泳€，送電運行正常。
　?。?）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
　　檢查處理（參見圖3、圖5）：檢查底板，測量V34場效應管K2225，發(fā)現(xiàn)柵極保護貼片電阻24Ω變值為430kΩ，電源變壓器T6二次繞組之間，經(jīng)V58串聯(lián)連接的5只相并聯(lián)的100Ω電阻值為33Ω，拆下測100Ω電阻其中一只已變值為10MΩ，另一只電阻變值為1MΩ。更換24Ω、100Ω電阻。

圖5  X239端子與集成塊N5的相關電路

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　?。?）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
　　檢查處理：檢查底板，25A正負熔斷器F1、F2全部熔斷（見圖6），測量IGBT模塊輸出端U相與V相之間，電阻值為11Ω，已經(jīng)短路，（正常阻值應該為210kΩ），IGBT模塊觸發(fā)部分觸發(fā)板A12、A32、A22的3腳與4腳和7腳、5腳、8腳的電阻值變?yōu)?.9Ω，已經(jīng)短路。更換同型號六單元IGBT模塊(型號為BSM15G120DN12)與觸發(fā)電路板A12、A32、A22后，恢復接線，變頻器上電，測量各個電源輸出電壓正常，IGBT模塊6個觸發(fā)電路腳電壓為-5.1V，正常，顯示正常。

圖6  6SE701G變頻器主電路圖

　　（6）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
　　檢查處理（參見圖3）：檢查底板電源部分，查N4（UC3844）PWM脈寬調制集成塊，測量外接4腳振蕩電阻原為7.5Ω，現(xiàn)在變?yōu)?20kΩ，運行正常。
    （7）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
    檢查處理（參見圖3）：檢查底板：主開關電源開關管V34（K2225）柵極限流電阻R133（100Ω和24Ω）電阻燒壞，測量N4（3844）PWM集成塊，3腳過流保護外接電阻由正常時的100Ω變?yōu)?00kΩ，更換后，運行正常。
    （8）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
    檢查處理（參見圖3、圖7、圖10）：檢查底板開關電源，脈寬調制集成塊N4，測量第4腳與第8腳振蕩電阻由正常時的7.5kΩ變?yōu)?20kΩ，第6腳輸出電阻R133由正常時的100Ω變?yōu)?00Ω，電壓檢測部分N1(TL084)第14腳輸出外接電阻R203由正常時的47Ω變?yōu)?44kΩ，觸發(fā)板輸出電阻IGBT第11腳接電阻R226由正常時的9Ω（兩支18Ω電阻并聯(lián)）變?yōu)?44Ω，第4腳R214由正常時的18.5Ω變?yōu)?1Ω，第3腳接電阻R126由正常時的9Ω變?yōu)?8.3Ω，第1腳接電阻R116由正常時的9Ω變?yōu)?2.6Ω，將上面的電阻重新更換后，運行正常。

圖7  電流電壓檢出板電路

    （9）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
    檢查處理（參見圖3、圖2）：檢查底板開關電源，開關管V34（K2255）場效應管柵極2000Ω限流電阻燒壞，V28（5C）三極管10kΩ和1.2kΩ基極電阻均燒壞，N3基準電壓塊MC340的*腳接1000Ω電阻燒壞，更換新電阻后，運行正常。
    （10）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
    檢查處理（參見圖3）：檢查底板開關電源，開關管V34（K2255）和漏極電阻

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R400（10Ω）燒壞，其他正常，更換后，插好CUVC板，變頻器上電，顯示“008”開機封鎖，重新初始化，輸入?yún)?shù)后，運行正常。
    （11）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
    檢查處理（參見圖1、圖7）：檢查底板,上電，聽到開關電源“咝咝”聲音很大，測量各輸出點電壓，集成塊N2的20腳輸出電壓稍微偏低為14.95V，正常值為15.30V，其他各點輸出電壓正常。停電，測量電流檢測板A1，發(fā)現(xiàn)4腳與7腳之間電阻值為2.84Ω，正常值約為3.1kΩ，更換一塊電流檢測板A1后，變頻器上電顯示“F029”，測量A1板的1腳與4腳之間的電阻值為無窮大，正常值為25Ω，拆下U相電流變送器T4，測量T4與電流檢測板A1的1腳、4腳并接的線圈電阻，阻值為無限大，線圈斷路（線圈的正常阻值為25Ω）。更換新的電流變送器T4后，變頻器上電，運行正常。
    （12）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
    檢查處理（參見圖8、圖7）：檢查，上電，自檢完成后，內部繼電器K3吸一下就跳，連接X9的7點與9點閉合一下馬上斷開（K3的常開點外接主電路接觸器線圈）測量各點輸出電壓正常，斷電測量電流檢測板A1的第4腳與第6腳之間的電阻值為2140Ω，正常電阻值為3200Ω，更換電流檢測板后，運行正常。

圖8  X239端子和繼電器K3的相關電路

    （13）故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏”
    檢查處理（參見圖9）：檢查底板、二次電源，逆變開關管V2（IRF520）場效應管，柵極限流電阻由原正常阻值10Ω變?yōu)?90kΩ，拆下測量為11MΩ，更換后，運行正常。

圖9  觸發(fā)電源板電路

2.3 西門子變頻器的操作控制面板PMU液晶顯示屏上顯示“008”，開機封鎖
  變頻器起動自檢完畢，出現(xiàn)開機封鎖“008”報警，008是啟動封鎖，一般，故障復位以后，要將“使能”、“ON/OFF1”置0，如果仍然在008狀態(tài)，要檢查系統(tǒng)的

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“OFF2”是不是置0了；或者硬件的“緊急停車”端子開路了；或者功率定義錯了（例如功率定義應為43，結果定義成36）；zui后檢查比較狀態(tài)字1，位6的狀態(tài)字有沒有問題，如果狀態(tài)字正常，應檢查變頻器電路板。
    （1）故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“008”
    檢查處理（參見圖10）：檢查觸發(fā)板A21集成塊，9腳外接7.5kΩ電阻，變值為298kΩ。更換新電阻后，運行正常。
    （2）故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“008”開機封鎖不能復位。
    檢查處理（參見圖8、圖5）：將變頻器重新初始化，輸入?yún)?shù)，顯示“009”開機準備狀態(tài)。變頻器帶負載上電，加入給定頻率，輸出正常。5min后，K3繼電器帶外接主接觸器出現(xiàn)斷續(xù)的掉電聲，停電檢查變頻器，更換一塊新CUVC板，開機后變頻器故障依舊，停電檢查變頻器主板，檢測到N5（MC33167T）集成塊時，電源發(fā)出“咝咝”聲，斷電，用萬用表電阻擋檢查，發(fā)現(xiàn)接1腳100KΩ電阻燒壞。底板控制K3繼電器三極管V12基極電阻變值為4kΩ，正常值應為2.2kΩ。更換損壞的貼片電阻后，運行正常。 
    （3）西門子6SE7023-4TC61-E變頻器操作控制面板PMU顯示屏顯示“OO8”故障維修
    檢查處理（參見圖2、圖1、圖5）：檢查底板電源N3正常，N2第20腳輸出電壓14.50V，稍微偏低，正常值為15.30V，N5第二腳電壓為5.6V，測量使電源發(fā)出“咝咝”響聲，查為第1腳處外接100KΩ電阻、CUVC板連接器X239A第20腳接3.3KΩ電阻燒壞，更換后，變頻器上電，顯示“009”，啟動后，正常。
2.4 西門子6SE7021-OTA61-Z變頻器的操作控制面板PMU液晶顯示屏上顯示“F008”報警
    （1）故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“F008”，復位后顯示“009”開機準備，變頻器起動，加入給定頻率20s后，顯示“F008”報警
    檢查處理（參見圖7）：檢查變頻器電壓、電流檢測集成塊N1（TL084）接3腳的電阻R209由4.7Ω變值為888kΩ，接14腳電阻R203由4.7Ω變值為185kΩ。更換新電阻后，正常。
    （2）故障現(xiàn)象：上電自檢完后，變頻器操作控制面板PMU顯示屏顯示“FOO8”，復位后顯示“OO9”，但不能啟動。
    檢查處理（參見圖10）：檢查觸發(fā)電路檢測部分三極管V17（5C）集電極電阻R152，阻值為1.69kΩ，正常時的電阻值應為1.275kΩ（4只5.1KΩ貼片電阻并聯(lián)），其中一只電阻燒壞，更換一只新電阻后，正常。

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 圖10  觸發(fā)板電路圖

　?。?）故障現(xiàn)象：上電自檢完后，變頻器操作控制面板PMU顯示屏顯示“FOO8”，復位后顯示“OO9”，啟動后給定頻率，20s后跳閘，顯示“FOO8”。
　　檢查處理（參見圖7）：檢查電流電壓的檢測部分運算放大器N1（TL084）集成塊第7腳的輸出外接電阻R209，電阻值由正常時的47Ω變?yōu)?88kΩ，第14腳輸出外接電阻R203，電阻值由正常值47Ω變?yōu)?85kΩ，更換新電阻后，正常。
　?。?）故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU顯示屏顯示“F008”報警，變頻器上電自檢，顯示“009”開機準備狀態(tài)，但是隨后顯示“F008”不能啟動。
　　檢查處理（參見圖7）：檢查底板電壓、電流檢測部分，發(fā)現(xiàn)R56在線測量阻值為4.3kΩ，正常值為900Ω，用熱風槍拆下測量阻值為1MΩ，已經(jīng)燒壞。更換新電阻值后，運行正常。
2.5 西門子6SE70系列變頻器的操作控制面板PMU液晶顯示屏上顯示“F011”，報警
　　（1）故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“F011”報警，不能復位
　　檢查處理（參見圖7）：電壓檢測塊N1（TL084）7腳外接47Ω電阻變?yōu)?5Ω，V2(IRF520)G極保護電阻由正常阻值10Ω變?yōu)?40kΩ,更換后，運行正常。
　?。?）故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“F011”報警，且變頻器有焦糊味。
　　檢查處理(參見圖1、圖5、圖10):測量N2第20腳輸出電壓只有5.1V，1腳輸出電壓為16.5V,檢查發(fā)現(xiàn)N2第9腳接1kΩ電阻燒壞,N5第1腳接100KΩ電阻變?yōu)?0MΩ,3腳外接10Ω電阻變?yōu)?MΩ,觸發(fā)板A22第3腳與第4腳接4.7KΩ電阻燒壞,更換上述電阻后,運行正常。
2.6 6SE7022-6TA61-E 變頻器上電初始運行正常，10s后就跳閘，顯示“F006”
　　檢查處理（參見圖10）：檢查變頻器底板，測量各點電壓正常，未發(fā)現(xiàn)問題，后來將IGBT模塊、觸發(fā)電路板A21、三極管V17(5C)、各個管腳重新焊接后，運行正常。

　　3  結束語 
　　在西門子6SE70變頻器的常見維修中，由于其電路板上選用的大都是貼片電阻、電容、貼片二極管、三極管、IC芯片，因受電路板體積所限，所選用元器件體積及功率都很小，因受周圍環(huán)境溫度的影響導致電路板散熱不太好，引起的故障所占比例較大。
　　再加上化纖行業(yè)粘膠短纖維生產(chǎn)現(xiàn)場含硫化氫腐蝕性氣體，電氣控制室為了減少腐

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蝕性氣體的侵入采用封閉式的，因通風效果不好，導致電氣控制室內溫度升高，這也是6SE70變頻器電路板小功率器件損壞的一個因素。
　　為了解決以上問題，我公司專門上了一套空調系統(tǒng)，用正壓新鮮風來改善環(huán)境條件。為了減少硫化氫腐蝕性氣體對電路板上元器件的腐蝕，我們還采用電子線路板用噴涂膠，對變頻器電路板表面作防腐涂層處理，有效地降低了變頻器的故障率，提高了使用效率。
　　在日常維護時，一方面應注意檢查電網(wǎng)電壓，改善變頻器、電機及線路的周邊環(huán)境，定期清除變頻器內部灰塵，通過加強設備管理zui大限度地降低變頻器的故障率。另一方面應注意在維修過程中盡量減少靜電的危害，較高的靜電電壓可能對電子元件造成損壞，在更換電路板及元器件時，應該佩戴防靜電接地環(huán)和防靜電腕帶，沒有條件時可以將防靜電接地線纏繞于腕上。
　　變頻器的維修工作是一項理論知識、實踐經(jīng)驗與操作水平的結合，它的技術水平代表著變頻器的維修質量。所以我們要經(jīng)常閱讀一些有關的書報雜志，不斷了解這些電子元器件所具備的功能和特點，開拓我們的思路，給我們維修工作以啟迪，并將這些學到的知識應用于實際工作中，解決一些維修過程中無法解決的問題，使我們的技術水平不斷提高。