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西门子6SE70系列变频器维修实例
1  引言
  　变频器和交流电机组成的交流调速系统具有更宽的允许电压波动范围、更小的体积、更强的通讯能力，更优良的调速性能，在工矿企业中得到了广泛的应用。在变频器的应用中，也会遇到各种各样的故障现象，借助于变频器完善的自诊断保护功能，并通过平时工作中积累的经验来提高处理变频器故障的技术水平，这将明显地缩短对变频器故障处理的时间。我公司粘胶短纤维生产线上共使用西门子6SE70系列变频器260多台，在应用中因受周围环境条件，如：温度、湿度、粉尘、硫化氢腐蚀性气体等因素的影响，出现的各种故障报警现象也很多，在维修过程中我们积累了一些故障处理、维修维护保养的经验，下面对西门子6SE70系列变频器有代表性的故障现象进行分析介绍。此文中电路板图为维修过程中实际测绘下来的（因文中章节多次涉及同一电子器件，电路板图未按照顺序排列，论述问题涉及到的部分电路，请参见相关电路板图），仅代表个人意见，供大家在维修时参考。
2  变频器故障实例的处理
    变频器操作手册上的故障对策表中介绍的皆为较常见的故障，在出现未涉及的一些代码时应对变频器作全面检查。变频器的维修方式采用在线电压检测及直流电阻测量两种方法，测量各关键点电压并与正常值进行比较，将故障范围缩小，进行分析判断；测量元器件直流电阻，根据贴片电阻色环进行判断比较，然后将怀疑元器件拆下，再测量元器件直流电阻，采用比较法来确定元器件的好坏。
2.1 西门子6SE7016－1TA61-Z变频器的操作控制面板PMU液晶显示屏上显示字母“E”报警
    变频器液晶显示屏上出现“E”报警时，变频器不能工作，按P键及重新停、送电均无效，查操作手册又无相关的介绍，在检查外接DC24V电源时，发现电压较低，解决后，变频器工作正常。但是出现“E”报警一般来讲是CUVC板损坏，更换一块新CUVC板就能正常。“E”报警有以下几种情况是由底板及CUVC通讯板故障引起的：
    （1）故障现象：操作控制面板PMU液晶显示屏显示“E”报警
    检查处理（参见图1、图2）：更换一块新CUVC板送电开机，液晶显示屏仍显示“E”报警，说明故障原因不在CUVC板而在底板。检查底板，用数字万用表测外接DC24V电压正常，检测集成块N3基准电压不正常，集成块N2 20脚输出电压为0.1V，明显偏低，正常值应为15V，查集成块N2的1脚为11.3V，8脚为0.20V，11脚电源输入为27.5V，正常。经分析判断1脚、8脚、20脚电压值都不正常。测集成块N3的1脚电压为0.31V，2脚电压为1.8V，电压值也都偏低。用热风枪拆下N3集成块MC340，测2脚与3脚之间的电阻为84Ω。更换一块新N3集成块MC340后，测各引脚电压，1脚为2.1V，2脚为5.1V，正常。测N2集成块各脚电压也都恢复正常。集成块N3输出电压不正常，引起N2集成块各脚电压也出现偏移。恢复变频器接线，输入参数，启动变频器运行正常。

图1  集成块N2的相关电路

图2  集成块N3的相关电路

    N2集成块L4979各引脚电压数据如表1所示。
    N3 集成块MC340各引脚电压数据如表2所示。
    （2）故障现象：操作控制面板PMU液晶显示屏显示“E”报警
    检查处理（参见图1、图2）：用数字万用表测底板N2、N3集成块各脚电压，N3的1脚N2的8脚电压都偏低，测V28三极管的基极偏置电阻4.7kΩ已变值为150kΩ。更换新贴片电阻，测N2、N3各脚电压正常。因V28基极偏置电阻变值，导致V28三极管截，造成N2、N3集成块不能正常工作。
    （3）故障现象：操作控制面板PMU板液晶显示屏显示“E”报警
    检查处理：一台“E”报警的变频器，将变频器原CUVC板上CBT通讯板拆下，装在新CUVC板上，变频器装好CUVC板，启动后。液晶显示屏仍显示“E”报警。拆下CUVC板检查发现CBT通讯板上贴片电阻烧坏。更换新CBT通讯板后，变频器启动工作正常。
    （4）故障现象：操作控制面板PMU板液晶显示屏显示“E”报警
    检查处理（参见图1、图2、图4）：检查底板电源块N2（L4974A）第1脚的开机电压为11.32V，正常值为26.7V；第20脚输出电压为0.117V，正常值为15.31V；基准电压块N3（MC340）第1脚电压为0.315V，正常值为2.1V；第2脚的电压值在1.5～1.8V之间变化，而正常值为5.1V。检查继电器K4，线圈电路串联两支二极管V16、V15，电阻值分别为3.67Ω和5.5Ω，已经短路，V28（5C）三极管基极电阻由正常值4.7kΩ变为150kΩ，已经烧坏。更换新的电阻和二极管后，运行正常。
2.2 西门子6SE70系列变频器的操作控制面板PMU液晶显示屏上无显示，“黑屏”
    （1）故障现象：西门子6SE7016-1TA61-Z变频器操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理（参见图3、图1、图2）：检查底板V34场效应管K2225，发现栅极保护贴片电阻24Ω变值为500kΩ，已损坏。检测N2集成块的20脚无电压，1脚为11.3V，N3集成块MC340脚为4V，2脚为3.3V。用热风枪将N3集成块MC340拆下测量1脚与3脚之间的阻值变为9kΩ，正常应为500kΩ。更换新的N3集成块MC340和24Ω贴片电阻。上电测试N2、N3集成块各引脚电压，正常。恢复接线，运行正常。

图3  总电源部分电路

    操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”故障，大部分与底板V34电源管控制极24Ω保护贴片电阻变值有直接关系，变值后的电阻值一般为500kΩ～1MΩ之间，有的电阻值变为无穷大。
    （2）故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理（参见图4、图3、图2）：检查底板，测量K4继电器线圈并联续流二极管V20，与K4线圈串接二极管V16击穿短路，测N7电源块L7824损坏，N4集成块UC3844AN 1脚对地电阻500Ω，正常值应为15kΩ。更换同型号二极管2支、N4集成块UC3844AN、N7电源块L7824后，测试各点电压正常。

图4  X9端子与继电器K4的相关电路

    N4集成块UC3844AN各引脚电压数据如表3所示。
    N7 集成块L7824各引脚电压数据如表4所示。
    （3）故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理（参见图3）：检查底板，测量N4集成块UC3844AN 4-8脚之间的7.5KΩ电阻烧坏，V34场效应管K2225栅极限流电阻R133变值为720k&Ome
ga;，用热风枪将贴片电阻拆下，更换新贴片电阻。上电测试各点电压，正常。恢复接线，送电运行正常。
    （4）故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理（参见图3、图5）：检查底板，测量V34场效应管K2225，发现栅极保护贴片电阻24Ω变值为430kΩ，电源变压器T6二次绕组之间，经V58串联连接的5只相并联的100Ω电阻值为33Ω，拆下测100Ω电阻其中一只已变值为10MΩ，另一只电阻变值为1MΩ。更换24Ω、100Ω电阻。

图5  X239端子与集成块N5的相关电路

    （5）故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理：检查底板，25A正负熔断器F1、F2全部熔断（见图6），测量IGBT模块输出端U相与V相之间，电阻值为11Ω，已经短路，（正常阻值应该为210kΩ），IGBT模块触发部分触发板A12、A32、A22的3脚与4脚和7脚、5脚、8脚的电阻值变为1.9Ω，已经短路。更换同型号六单元IGBT模块(型号为BSM15G120DN12)与触发电路板A12、A32、A22后，恢复接线，变频器上电，测量各个电源输出电压正常，IGBT模块6个触发电路脚电压为-5.1V，正常，显示正常。

图6  6SE701G变频器主电路图

    （6）故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理（参见图3）：检查底板电源部分，查N4（UC3844）PWM脉宽调制集成块，测量外接4脚振荡电阻原为7.5Ω，现在变为420kΩ，运行正常。
    （7）故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理（参见图3）：检查底板：主开关电源开关管V34（K2225）栅极限流电阻R133（100Ω和24Ω）电阻烧坏，测量N4（3844）PWM集成块，3脚过流保护外接电阻由正常时的100Ω变为400kΩ，更换后，运行正常。
    （8）故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理（参见图3、图7、图10）：检查底板开关电源，脉宽调制集成块N4，测量第4脚与第8脚振荡电阻由正常时的7.5kΩ变为420kΩ，第6脚输出电阻R133由正常时的100Ω变为300Ω，电压检测部分N1(TL084)第14脚输出外接电阻R203由正常时的47Ω变为544kΩ，触发板输出电阻IGBT第11脚接电阻R226由正常时的9Ω（两支18Ω电阻并联）变为144Ω，第4脚R214由正常时的18.5Ω变为21Ω，第3脚接电阻R126由正常时的9Ω变为18.3Ω，第1脚接电阻R116由正常时的9Ω变为12.6Ω，将上面的电阻重新更换后，运行正常。

图7  电流电压检出板电路

（9）故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理（参见图3、图2）：检查底板开关电源，开关管V34（K2255）场效应管栅极2000Ω限流电阻烧坏，V28（5C）三极管10kΩ和1.2kΩ基极电阻均烧坏，N3基准电压块MC340的{dy}脚接1000Ω电阻烧坏，更换新电阻后，运行正常。
    （10）故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理（参见图3）：检查底板开关电源，开关管V34（K2255）和漏极电阻R400（10Ω）烧坏，其他正常，更换后，插好CUVC板，变频器上电，显示“008”开机封锁，重新初始化，输入参数后，运行正常。
    （11）故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理（参见图1、图7）：检查底板,上电，听到开关电源“咝咝”声音很大，测量各输出点电压，集成块N2的20脚输出电压稍微偏低为14.95V，正常值为15.30V，其他各点输出电压正常。停电，测量电流检测板A1，发现4脚与7脚之间电阻值为2.84Ω，正常值约为3.1kΩ，更换一块电流检测板A1后，变频器上电显示“F029”，测量A1板的1脚与4脚之间的电阻值为无穷大，正常值为25Ω，拆下U相电流变送器T4，测量T4与电流检测板A1的1脚、4脚并接的线圈电阻，阻值为无限大，线圈断路（线圈的正常阻值为25Ω）。更换新的电流变送器T4后，变频器上电，运行正常。
    （12）故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏“黑屏”
    检查处理（参见图8、图7）：检查，上电，自检完成后，内部继电器K3吸一下就跳，连接X9的7点与9点闭合一下马上断开（K3的常开点外接主电路接触器线圈）测量各点输出电压正常，断电测量电流检测板A1的第4脚与第6脚之间的电阻值为2140Ω，正常电阻值为3200Ω，更换电流检测板后，运行正常。 ……

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