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西門子變頻器常見故障分析和處理
日期：2025-11-16 04:18
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摘要：西門子變頻器常見故障分析和處理 西門子變頻器常見故障分析和處理
西門子變頻器常見故障分析和處理，西門子變頻器
變頻器的整體結(jié)構(gòu)主要由主回路、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電源電路、保護(hù)檢測電路、通訊接口電路、控制電路等組成。
在這些電路中，中央微處理器、數(shù)字處理器、等集成電路涉及到程序問題。這個(gè)資料每個(gè)廠商都是優(yōu)良保密的。各廠家、各品牌其內(nèi)容各不相同。一旦這方面出故障，只有廠方和委托代理方能夠解決。除此之外，變頻器的故障，原則上都能解決。
主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動(dòng)電路、逆變電路和檢測電路組成。
1、整流電路
整流電路實(shí)際上就是一塊整流模塊。它的作用是把三相（或單相）50Hz、380V（220V）的交流電源，通過整流模塊的橋式整流成脈動(dòng)直流電。
整流電路（整流模塊）的故障：
整流模塊中的整流二極管一個(gè)或多個(gè)損壞而開路，導(dǎo)致主回路PN電壓值下降或無電壓值。
整流模塊中的整流二極管一個(gè)或多個(gè)損壞而短路，導(dǎo)致變頻器輸入電源短路，供電電源跳閘，變頻器無法接上電源。
2、限流電路
限流電路是限流電阻和繼電器觸點(diǎn)（或可控硅）相并聯(lián)的電路。變頻器開機(jī)瞬間會(huì)有一個(gè)很大的充電電流，為了保護(hù)整流模塊，充電電路中串聯(lián)限流電阻以限制充電電流值。隨著充電時(shí)間的延長，它的充電電流逐漸減少。減少到一定數(shù)值時(shí)，繼電器動(dòng)作觸點(diǎn)閉和，短接了限流電阻。變頻器正常運(yùn)行時(shí)，主回路的電流流經(jīng)繼電器觸點(diǎn)。
限流電路故障：
繼電器觸點(diǎn)氧化，接觸不佳。導(dǎo)致變頻器工作時(shí)，主回路電流，部分或全部流經(jīng)限流電阻，限流電阻被燒毀。
繼電器觸點(diǎn)燒毀，不能恢復(fù)常開狀態(tài)。導(dǎo)致開機(jī)時(shí)，限流電阻不起作用，過大的充電電流損壞整流模塊。
繼電器線圈損壞不能工作，導(dǎo)致變頻器工作時(shí)，主回路電流全部流經(jīng)限流電阻，限流電阻被燒毀。
限流電阻燒毀，或者是限流電阻老化損壞。變頻器接通電源后，主回路無直流電壓輸出。因此，也就無低壓直流供電。這是變頻器的操作面盤沒有顯示，高壓指示燈也不會(huì)亮。
一些變頻器限流電路中，不用繼電器，而用可控硅等開關(guān)器件。可控硅等開關(guān)器件損壞后開路、短路和可控硅無觸發(fā)信號(hào)三種情況，其故障類似繼電器，可以測量可控硅兩端的電壓值來判斷可控硅的好壞。
3、濾波電路
濾波電路是將整流電路輸出的脈動(dòng)直流電壓，變成波動(dòng)很小的直流電壓。通常變頻器為電壓型，由濾波電解電容對整流電路的輸出進(jìn)行平滑。對于380V電源供電的變頻器，是兩個(gè)電解電容串聯(lián)后再并聯(lián)。勻壓電阻是為了使直流電壓平分后加到每個(gè)電容上。
濾波電路故障
濾波電容老化。其容量低于額定值的85%，致使變頻器運(yùn)行時(shí)，輸出電壓低于正常值。
濾波電容損壞成開路，導(dǎo)致變頻器運(yùn)行時(shí)輸出電壓低于正常值。損壞成短路，會(huì)導(dǎo)致另一只濾波損壞。進(jìn)而可能損壞限流電路中的繼電器、限流電阻、損壞整流模塊。
勻壓電阻損壞。勻壓電阻損壞后，會(huì)由于兩個(gè)電容受壓不均而逐個(gè)因超壓被損壞。
4、制動(dòng)電路
制動(dòng)電路工作時(shí)，可以使變頻器在減速過程中，增加電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。同時(shí)吸收制動(dòng)過程中產(chǎn)生的泵升電壓，使主回路的直流電壓不至于過高。
制動(dòng)電路的故障：
制動(dòng)控制管損壞。損壞后成開路，失去制動(dòng)功能；損壞成短路，制動(dòng)電路始終處于工作狀態(tài)，制動(dòng)電阻會(huì)損壞。同時(shí)增加整流模塊的負(fù)荷，整流模塊易老化，甚至損壞。
5、逆變電路
逆變電路的基本作用是在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制下，將直流電源轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可以任意調(diào)節(jié)的交流電源。即變頻器的輸出電源。它有六個(gè)開關(guān)器件（如GTR、IGBT），組成三相橋式逆變電路。這些開關(guān)器件都是作成模塊形式，通常有同一橋臂，上下兩個(gè)開關(guān)器件組成一個(gè)模塊，有六個(gè)開關(guān)器件組成一個(gè)模塊。
逆變電路故障
六個(gè)開關(guān)器件中的一個(gè)或一個(gè)以上損壞，造成輸出電壓抖動(dòng)、斷相或無輸出現(xiàn)象。同一橋臂上下兩個(gè)開關(guān)器同時(shí)損壞短路（主回路短路）。造成限流電路的繼電器或可控硅、整流模塊損壞。
損壞原因是負(fù)載電流過大，主回路直流電壓過高，而過流保護(hù)和過壓保護(hù)又未起到保護(hù)作用；驅(qū)動(dòng)信號(hào)不正常，出現(xiàn)同一橋臂上下兩個(gè)開關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通，逆變模塊老化等等。
同時(shí)，已有許多小功率變頻器采用集成功率模塊或智能功率模塊。智能功率模塊內(nèi)部高度集成了整流模塊、限流電路中的可控硅、逆變模塊、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路及各種傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是：使變頻器外圍電路減少，只有一塊功率模塊，安裝方便、體積減小。缺點(diǎn)是智能模塊中只要其中的一個(gè)部件損壞，整個(gè)模塊就要更換。導(dǎo)致修理費(fèi)用增加或無修理價(jià)值。
6、主回路常見故障現(xiàn)象、原因和處理方法
變頻器無顯示，PN之間無直流電壓、高壓指示燈不亮。屬主回路無輸出直流電壓。
主回路無輸出直流電壓的原因由限流電阻損壞開路造成，使濾波電路無脈動(dòng)直流電壓輸入。
主回路無直流電壓輸出的**個(gè)原因，是整流模塊損壞，整流電路無脈動(dòng)直流電壓輸出所致。這時(shí)不能簡單地更換整流模塊。還必須進(jìn)一步查找整流模塊損壞的原因。整流模塊的損壞可能是：自身老化自然損壞；主回路有短路現(xiàn)象損壞整流模塊。
判斷方法：首先換下整流模塊，用萬用表檢測主回路，若主回路無短路現(xiàn)象，說明整流模塊是自然損壞，更換新元件即可。
若主回路有短路現(xiàn)象，又要檢測出是哪一個(gè)元件引起短路的，可能是制動(dòng)電路中的Rb和G均短路；濾波電容短路；逆變模塊短路等。通過檢測具體落實(shí)主回路短路的原因。同時(shí)還要查找出造成這些元件短路的原因。
限流電阻損壞開路，整流電路的脈動(dòng)直流電壓無法送到濾波電路，使主回路無直流電壓輸出。
檢查限流電路中的繼電器或可控硅是否損壞，換限流電阻。
逆變模塊中，至少有一個(gè)橋臂上下兩個(gè)開關(guān)器件短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。
用戶檢查電動(dòng)機(jī)是否損壞，電動(dòng)機(jī)是否有過載或堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，檢查驅(qū)動(dòng)信號(hào)是否正常。
更換逆變模塊和整流模塊。
制動(dòng)電路中控制元件損壞短路和制動(dòng)電阻短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。
檢查制動(dòng)控制信號(hào)是否正常，更換制動(dòng)控制元件，制動(dòng)電阻和整流模塊。
濾波電容損壞短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。
檢查勻壓電阻是否正常，更換濾波電容和整流模塊。
整流模塊老化損壞。更換整流模塊。
變頻器輸出電壓偏低。
輸出電壓偏低是因?yàn)橹骰芈分绷麟妷旱陀谡Ｖ翟斐伞Ａ硗膺€有逆變模塊老化，驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅值較低造成。首先，用萬用表測量直流高壓值，確定二個(gè)原因中的那一個(gè)原因。
整流模塊有一個(gè)以上整流二極管損壞，整流電路缺相整流，輸出的脈動(dòng)直流電壓低于正常值，使主回路直流電壓低于正常值，造成變頻器輸出電壓偏低。
濾波電容老化，容量下降。在帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，充放電量不足，造成變頻器輸出電壓偏低。
逆變模塊老化。開關(guān)元件在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，有較高的電壓降，造成變頻器輸出電壓偏低。
驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅值偏低，使逆變模塊工作在放大狀態(tài)，而不是在開關(guān)狀態(tài)。造成變頻器輸出電壓偏低。
變頻器輸出電壓缺相（電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)缺相運(yùn)行現(xiàn)象）
變頻器輸出電壓缺相，是由于逆變電路中，有一個(gè)橋臂不工作所致。
逆變模塊中有一個(gè)橋臂損壞，更換逆變模塊。
驅(qū)動(dòng)電路有一組無輸出信號(hào)，使逆變電路有一個(gè)橋臂不工作。
變頻器輸出電壓波動(dòng)（電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)運(yùn)行）
變頻器的輸出電壓值忽大忽小地波動(dòng)，被驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，是由于變頻器逆變電路的六個(gè)開關(guān)元件中，一個(gè)或不在同一橋臂的一個(gè)以上的開關(guān)件不工作造成的。
有一個(gè)或不在同一橋臂上的一個(gè)以上的開關(guān)元件損壞開路。要更換逆變模塊。
有一個(gè)或不在同一橋臂上的一個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)不正常，導(dǎo)致相應(yīng)的開關(guān)元件不工作。
變頻器接上電源，供電電源跳閘，或燒斷熔絲。這是由于變頻器的整流模塊損壞短路所致。
變頻器的整體結(jié)構(gòu)主要由主回路、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電源電路、保護(hù)檢測電路、通訊接口電路、控制電路等組成。
在這些電路中，中央微處理器、數(shù)字處理器、等集成電路涉及到程序問題。這個(gè)資料每個(gè)廠商都是優(yōu)良保密的。各廠家、各品牌其內(nèi)容各不相同。一旦這方面出故障，只有廠方和委托代理方能夠解決。除此之外，變頻器的故障，原則上都能解決。
主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動(dòng)電路、逆變電路和檢測電路組成。
1、整流電路
整流電路實(shí)際上就是一塊整流模塊。它的作用是把三相（或單相）50Hz、380V（220V）的交流電源，通過整流模塊的橋式整流成脈動(dòng)直流電。
整流電路（整流模塊）的故障：
整流模塊中的整流二極管一個(gè)或多個(gè)損壞而開路，導(dǎo)致主回路PN電壓值下降或無電壓值。
整流模塊中的整流二極管一個(gè)或多個(gè)損壞而短路，導(dǎo)致變頻器輸入電源短路，供電電源跳閘，變頻器無法接上電源。
2、限流電路
限流電路是限流電阻和繼電器觸點(diǎn)（或可控硅）相并聯(lián)的電路。變頻器開機(jī)瞬間會(huì)有一個(gè)很大的充電電流，為了保護(hù)整流模塊，充電電路中串聯(lián)限流電阻以限制充電電流值。隨著充電時(shí)間的延長，它的充電電流逐漸減少。減少到一定數(shù)值時(shí)，繼電器動(dòng)作觸點(diǎn)閉和，短接了限流電阻。變頻器正常運(yùn)行時(shí)，主回路的電流流經(jīng)繼電器觸點(diǎn)。
限流電路故障：
繼電器觸點(diǎn)氧化，接觸不佳。導(dǎo)致變頻器工作時(shí)，主回路電流，部分或全部流經(jīng)限流電阻，限流電阻被燒毀。
繼電器觸點(diǎn)燒毀，不能恢復(fù)常開狀態(tài)。導(dǎo)致開機(jī)時(shí)，限流電阻不起作用，過大的充電電流損壞整流模塊。
繼電器線圈損壞不能工作，導(dǎo)致變頻器工作時(shí)，主回路電流全部流經(jīng)限流電阻，限流電阻被燒毀。
限流電阻燒毀，或者是限流電阻老化損壞。變頻器接通電源后，主回路無直流電壓輸出。因此，也就無低壓直流供電。這是變頻器的操作面盤沒有顯示，高壓指示燈也不會(huì)亮。
一些變頻器限流電路中，不用繼電器，而用可控硅等開關(guān)器件。可控硅等開關(guān)器件損壞后開路、短路和可控硅無觸發(fā)信號(hào)三種情況，其故障類似繼電器，可以測量可控硅兩端的電壓值來判斷可控硅的好壞。
3、濾波電路
濾波電路是將整流電路輸出的脈動(dòng)直流電壓，變成波動(dòng)很小的直流電壓。通常變頻器為電壓型，由濾波電解電容對整流電路的輸出進(jìn)行平滑。對于380V電源供電的變頻器，是兩個(gè)電解電容串聯(lián)后再并聯(lián)。勻壓電阻是為了使直流電壓平分后加到每個(gè)電容上。
濾波電路故障
濾波電容老化。其容量低于額定值的85%，致使變頻器運(yùn)行時(shí)，輸出電壓低于正常值。
濾波電容損壞成開路，導(dǎo)致變頻器運(yùn)行時(shí)輸出電壓低于正常值。損壞成短路，會(huì)導(dǎo)致另一只濾波損壞。進(jìn)而可能損壞限流電路中的繼電器、限流電阻、損壞整流模塊。
勻壓電阻損壞。勻壓電阻損壞后，會(huì)由于兩個(gè)電容受壓不均而逐個(gè)因超壓被損壞。
4、制動(dòng)電路
制動(dòng)電路工作時(shí)，可以使變頻器在減速過程中，增加電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。同時(shí)吸收制動(dòng)過程中產(chǎn)生的泵升電壓，使主回路的直流電壓不至于過高。
制動(dòng)電路的故障：
制動(dòng)控制管損壞。損壞后成開路，失去制動(dòng)功能；損壞成短路，制動(dòng)電路始終處于工作狀態(tài)，制動(dòng)電阻會(huì)損壞。同時(shí)增加整流模塊的負(fù)荷，整流模塊易老化，甚至損壞。
5、逆變電路
逆變電路的基本作用是在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制下，將直流電源轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可以任意調(diào)節(jié)的交流電源。即變頻器的輸出電源。它有六個(gè)開關(guān)器件（如GTR、IGBT），組成三相橋式逆變電路。這些開關(guān)器件都是作成模塊形式，通常有同一橋臂，上下兩個(gè)開關(guān)器件組成一個(gè)模塊，有六個(gè)開關(guān)器件組成一個(gè)模塊。
逆變電路故障
六個(gè)開關(guān)器件中的一個(gè)或一個(gè)以上損壞，造成輸出電壓抖動(dòng)、斷相或無輸出現(xiàn)象。同一橋臂上下兩個(gè)開關(guān)器同時(shí)損壞短路（主回路短路）。造成限流電路的繼電器或可控硅、整流模塊損壞。
損壞原因是負(fù)載電流過大，主回路直流電壓過高，而過流保護(hù)和過壓保護(hù)又未起到保護(hù)作用；驅(qū)動(dòng)信號(hào)不正常，出現(xiàn)同一橋臂上下兩個(gè)開關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通，逆變模塊老化等等。
同時(shí)，已有許多小功率變頻器采用集成功率模塊或智能功率模塊。智能功率模塊內(nèi)部高度集成了整流模塊、限流電路中的可控硅、逆變模塊、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路及各種傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是：使變頻器外圍電路減少，只有一塊功率模塊，安裝方便、體積減小。缺點(diǎn)是智能模塊中只要其中的一個(gè)部件損壞，整個(gè)模塊就要更換。導(dǎo)致修理費(fèi)用增加或無修理價(jià)值。
6、主回路常見故障現(xiàn)象、原因和處理方法
變頻器無顯示，PN之間無直流電壓、高壓指示燈不亮。屬主回路無輸出直流電壓。
主回路無輸出直流電壓的原因由限流電阻損壞開路造成，使濾波電路無脈動(dòng)直流電壓輸入。
主回路無直流電壓輸出的**個(gè)原因，是整流模塊損壞，整流電路無脈動(dòng)直流電壓輸出所致。這時(shí)不能簡單地更換整流模塊。還必須進(jìn)一步查找整流模塊損壞的原因。整流模塊的損壞可能是：自身老化自然損壞；主回路有短路現(xiàn)象損壞整流模塊。
判斷方法：首先換下整流模塊，用萬用表檢測主回路，若主回路無短路現(xiàn)象，說明整流模塊是自然損壞，更換新元件即可。
若主回路有短路現(xiàn)象，又要檢測出是哪一個(gè)元件引起短路的，可能是制動(dòng)電路中的Rb和G均短路；濾波電容短路；逆變模塊短路等。通過檢測具體落實(shí)主回路短路的原因。同時(shí)還要查找出造成這些元件短路的原因。
限流電阻損壞開路，整流電路的脈動(dòng)直流電壓無法送到濾波電路，使主回路無直流電壓輸出。
檢查限流電路中的繼電器或可控硅是否損壞，換限流電阻。
逆變模塊中，至少有一個(gè)橋臂上下兩個(gè)開關(guān)器件短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。
用戶檢查電動(dòng)機(jī)是否損壞，電動(dòng)機(jī)是否有過載或堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，檢查驅(qū)動(dòng)信號(hào)是否正常。
更換逆變模塊和整流模塊。
制動(dòng)電路中控制元件損壞短路和制動(dòng)電阻短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。
檢查制動(dòng)控制信號(hào)是否正常，更換制動(dòng)控制元件，制動(dòng)電阻和整流模塊。
濾波電容損壞短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。
檢查勻壓電阻是否正常，更換濾波電容和整流模塊。
整流模塊老化損壞。更換整流模塊。
變頻器輸出電壓偏低。
輸出電壓偏低是因?yàn)橹骰芈分绷麟妷旱陀谡Ｖ翟斐伞Ａ硗膺€有逆變模塊老化，驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅值較低造成。首先，用萬用表測量直流高壓值，確定二個(gè)原因中的那一個(gè)原因。
整流模塊有一個(gè)以上整流二極管損壞，整流電路缺相整流，輸出的脈動(dòng)直流電壓低于正常值，使主回路直流電壓低于正常值，造成變頻器輸出電壓偏低。
濾波電容老化，容量下降。在帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，充放電量不足，造成變頻器輸出電壓偏低。
逆變模塊老化。開關(guān)元件在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，有較高的電壓降，造成變頻器輸出電壓偏低。
驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅值偏低，使逆變模塊工作在放大狀態(tài)，而不是在開關(guān)狀態(tài)。造成變頻器輸出電壓偏低。
變頻器輸出電壓缺相（電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)缺相運(yùn)行現(xiàn)象）
變頻器輸出電壓缺相，是由于逆變電路中，有一個(gè)橋臂不工作所致。
逆變模塊中有一個(gè)橋臂損壞，更換逆變模塊。
驅(qū)動(dòng)電路有一組無輸出信號(hào)，使逆變電路有一個(gè)橋臂不工作。
變頻器輸出電壓波動(dòng)（電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)運(yùn)行）
變頻器的輸出電壓值忽大忽小地波動(dòng)，被驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，是由于變頻器逆變電路的六個(gè)開關(guān)元件中，一個(gè)或不在同一橋臂的一個(gè)以上的開關(guān)件不工作造成的。
有一個(gè)或不在同一橋臂上的一個(gè)以上的開關(guān)元件損壞開路。要更換逆變模塊。
有一個(gè)或不在同一橋臂上的一個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)不正常，導(dǎo)致相應(yīng)的開關(guān)元件不工作。
變頻器接上電源，供電電源跳閘，或燒斷熔絲。這是由于變頻器的整流模塊損壞短路所致。
