西门子变频器6SE6420-2UD31-1CA1

1 引言

随着自动控制、微电子、电力电子、通信等技术的高速发展，变频器调速技术也得到了的提高，使交流调速已逐步取代直流调速，在各行各业中获得了广泛的应用。变频器除了具有的调速性能之外，还有显著的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。自上世纪80年代被引进中国以来，变频器作为节能应用与速度工艺控制中越来越重要的自动化设备，得到了快速发展和广泛的应用。变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中，并发挥着重要作用，如变频调速在电力、纺织与化纤、建材、石油、化工、冶金、公用工程等。但在使用过程中，其维护问题比较复杂，现就西门子变频器在纺织化纤中的应用中的常见故障及维护作一些分析。

2 6se48系列西门子变频器的结构

6se48系列西门子变频器同其它通用变频器一样，是交-直-交电压源型spwm（正弦脉冲宽度调节器）变频器，它的主电路主要用不可控整流器、spwm逆变器，其输出电压波形接近正弦波。西门子变频器的组成结构主要由主电路、控制电路、保护电路及显示接口装置等构成。按元件组成来分，又可分为主控制板、sm板、门控制板和接口单元。首先是它的主控制板sr6050，它包含一个16字节处理系统，这个微机系统控制和监测内部的变频器运行，并处理所有的外部运行。其次是sm板，又叫电源和信号探测板，是集直流电源和信号检测功能为一体的电路板。它生成24v和正负15v的直流电，供给门控制单元线路板使用，并检测一些故障信号，来进行保护。门控制单元是通过调制后产生的电压信号，控制大功率开关管进行导通和关断。最后是接口单元，包括接口板和串行接口，主要用来和其它设备进行通讯。

除此之外，西门子变频器还有一些专用的附加元件如摆动发生器。对于纺织厂的横动驱动，为了形成稳定的丝饼结构，变频器的频率就按技术要求作周期性变化。西门子变频器采用wg601数字摆动发生器就可产生横动变频器所要的调制频率。

3 6se48系列西门子变频器的常见故障及处理

西门子变频器的保护功能实施得很完善，这样有利于保护变频器不受损害，也可保护变频器所驱动的设备。当故障发生时，线路接触器自动断路，电源区进行放电，显示相应的故障报警。在长期使用西门子变频器的过程中，常见的故障有以下一些，并且有一些相应的检修和处理方法。

3.1电源类故障

故障信息显示为“power supply failture”，一般是变频器的直流控制电压的供电电源出现故障可能由以下几种原因形成：

（1） 电源板故障。

即电源和信号探测板有问题，这又分为两种情况。一种情况是直流电压超过限制值，正常所供给的直流电压有一定的上下限，p24v不能低于+18v，p15v即直流电压为+15v，n15v即直流电压为-15v，它们的绝对值不能低于13v。否则电子线路板会因无合适的直流电压而不能正常工作。这块电源板上有整流滤波等大功率环节，因此使用时间长了以后，容易产生过热而损坏。另一种情况是开关电源的故障，这都需要对线路板进行维修。

（2）电容器容量发生变化。变频器经过一段时间的运行后，3300μf的电容有一定程度的老化，电容里的液体泄漏，导致变频器的储能有限。一般运行5～8年后才开始有此类问题，这时需要对电容进行检测，发现一定数量的电容容量降低后，必须进行更换。在电容的更换过程中，也容易出现两个问题：一是电容和电源板的间隙较近，中间有安装孔，电容较易通过安装孔对电源板放电而引起故障。二是电容安装螺丝容易起毛刺，如果安装不牢固，也容易引起电容放电，不能正常开机。

3.2单相或多相故障

故障信息显示为“inveter u ”or “inveter v orw”，原因是变频器单相或多相出现故障，若一个开关管的峰值电流i＞3inrms，inrms即igbt的额定电流，或者变频器的一相的门极的辅助电源有毛病，就会出现这种情况。这种故障发生后，可引起变频器输出端发生短路，也可因不正确的控制器设定，导致马达振动明显。检修时一般是两种情况：

(1） 触发板故障

西门子变频器进行脉宽调制时，使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。调制波为正弦波，载波为双极性的等腰三角波，调制波和载波的的交点站定了逆变桥输出相电压的脉冲系列。门控制板通过一个大比例集成的ic（asic）来实现，它包括一个分辨率可达0.001hz，最大频率为500hz的数字频率发生器和一个生成三相正弦波系统的脉宽调制器，这个调制器在恒定脉冲频率8khz下异步运行。它产生的电压脉冲交替地导通过和关断同一桥臂的两个开关功率器件。此线路板发生故障，就不能正常地产生电压脉冲，需要对此板进行更换和维修。

（2） 逆变器件故障

西门子变频器采用的逆变器件是绝缘栅双极性晶体管—igbt，它的控制特点是输入阻抗高，栅极电流很小，故驱动功率小，只能工作在开关状态，不能工作在放大状态。它的开关频率可达到很高，但抗静电性能较差。igbt元件是否出故障，可以用欧姆表来进行测量判断。具体的步骤如下：

断开变频器电源;

断开所控制的电机;

用欧姆表测量输出端和dc连接端a、d的阻抗（见附图），每个通过改变欧姆表的极性测两次，若变频器的igbt完好，则应是：从u2到a为低阻值，反之，高阻值；从u2到d高阻值；反之，低阻值。其它相也是如此。当igbt断开时，两次都是高阻值，若短路时都是低阻值。

产品简介

6SE6420-2UD31-1CA1性能参数

西门子变频器简介控制参数设置

简介西门子变频器以其强大的品牌效应，打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位，据有关专业市场调研机构的统计，西门子的高低压变频器在中国市场上已位居第一。

西门子变频器在中国市场的使用最早是在钢铁行业，  西门子变频器

然而在当时电机调速还是以直流调速为主，变频器的应用还是一个新兴的市场，但随着电子元器件的不断发展以及控制理论的不断成熟，变频调速已逐步取代了直流调速，成为驱动产品的主流，西门子变频器因其强大的品牌效应在这巨大的中国市场中取得了超规模的发展，西门子在中国变频器市场的成功发展应该说是西门子品牌与技术的结合。在中国市场上我们能碰到的早期的西门子变频器主要有电流源的SIMOVERT A,以及电压源的SIMOVERT P，这些变频器也主要由于设备的引进而一起进入了中国的市场，目前仍有少量的使用，而其后在中国市场大量销售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西门子变频器最为成功的一个系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我们常说的6SE70系列。它不仅提供了通用场合使用的AC变频器，也提供了在造纸，化纤等特殊行业要求使用的多电机传动的直流母线方案。当然西门子也推出了在我个人看来技术上比较失败然而在市场上却相当成功的ECO变频器，在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率，市场上的成功主要是因为它超越了富士变频器成为中国市场的。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420，MM440.6SE70系列。

参数设置变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，  西门子变频器

使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。

控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。

运行频率：即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。

最高运行频率：一般的变频器最大频率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。

电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。

控制参数变频器日常使用中出现的一些问题，很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。

参数规格

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订购流程

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