玄振龍，張玉龍，孟 君

山東萊蕪鋼鐵股份有限公司型鋼廠機(jī)動(dòng)科，山東萊蕪 271104

1 西門子變頻器的主要產(chǎn)品

西門子公司生產(chǎn)的變頻器系列產(chǎn)品主要有：矢量型MM440系列、節(jié)能型MM430系列、通用型MM420系列、簡易型MM410系列、SIMAMICS G110系列、SIMATIC ET200S FC 系列、工程型6SE70系列等。

其中，西門子工程型6SE70系列變頻器是西門子公司采用矢量控制技術(shù)，結(jié)合諸多先進(jìn)的生產(chǎn)制造工藝推出的高性能變頻器，它優(yōu)越的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制特性、完整的保護(hù)功能以及靈活的編程能力，在工程中被廣泛的應(yīng)用。

2 西門子變頻器接地技術(shù)要求

變頻器正確接地是確保安全，并減少電磁輻射和干擾的重要手段。變頻器接地端子的接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線截面積不小于2mm2，長度應(yīng)控制在20m以內(nèi)。變頻器的接地點(diǎn)必須與動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)分開，不能共地。信號(hào)輸入線的屏蔽層應(yīng)接至接地端子上，其另一端絕不能接于地端；否則會(huì)引起信號(hào)變化波動(dòng)，使系統(tǒng)振蕩不止。電動(dòng)機(jī)電纜屏蔽層在電動(dòng)機(jī)端應(yīng)可靠接地，將屏蔽層按照寬度大于長度1/5的原則絞合，在電動(dòng)機(jī)電纜接線盒出線孔處將電動(dòng)機(jī)電纜屏蔽層360°接地。變頻器與控制柜之間應(yīng)電氣連通，如果實(shí)際安裝有困難，可利用銅芯導(dǎo)線跨接。

3 西門子變頻器接地故障診斷及處理

1）所帶電機(jī)接地故障。電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于軸承或線圈發(fā)熱的原因，使電機(jī)線圈的某相接地或絕緣性能變差，造成接地故障。這時(shí)需對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢修；

2）所接電纜接地故障。連接電機(jī)和變頻器的電纜破損或過熱引起絕緣性能變差，也容易引起接地故障。這時(shí)必須在電纜破損處進(jìn)行絕緣包扎處理或者更換電機(jī)和變頻器的電纜；

3）變頻器內(nèi)部故障。在變頻器長時(shí)間運(yùn)行后，內(nèi)部線路板絕緣性能變差，也會(huì)引起對(duì)地絕緣電阻偏小，變成接地故障。這時(shí)需對(duì)變頻器線路板作絕緣處理，斷電后噴絕緣漆，可消除此故障；

4）上電顯示正常。進(jìn)行操作啟動(dòng)，即跳“GF”故障，并未運(yùn)行起來，或者是一點(diǎn)運(yùn)行的跡象都沒有，很快地跳接地故障了。此時(shí)的“GF”故障相當(dāng)于其它變頻器的“OC”故障，故障部位在逆變模塊或驅(qū)動(dòng)電路。CPU在發(fā)送觸發(fā)脈沖的瞬間，檢測(cè)到某只IGBT管子有異常大的管壓降，未能在觸發(fā)脈沖到來期間正常開通。事實(shí)上在此時(shí)間內(nèi)，變頻器的電流互感器根本未檢測(cè)到輸出電流的信號(hào)。此時(shí)的“GF”故障信號(hào)是由驅(qū)動(dòng)電路的模塊故障檢測(cè)電路，回饋CPU的。

修復(fù)與檢查：檢測(cè)逆變塊的好壞，尤其不能忽略對(duì)觸發(fā)端子的檢查；檢查驅(qū)動(dòng)電路，尤其不能忽略對(duì)驅(qū)動(dòng)電源濾波電容的檢查，測(cè)量驅(qū)動(dòng)電壓正常，但是否有一定的電流驅(qū)動(dòng)能力。

5）運(yùn)行中跳“GF”故障，為電流檢測(cè)電路報(bào)的故障。須區(qū)分兩個(gè)方面，一方面為正常的故障停機(jī)動(dòng)作，由電流互感器檢測(cè)到異常的過流，報(bào)CPU實(shí)施故障停機(jī)保護(hù)；一方面為電流互感器的后續(xù)電流信號(hào)處理電路不良，如電阻元件變值等使“GF”故障電壓整定點(diǎn)漂移，造成誤報(bào)故障。電流互感器來的信號(hào)，一路經(jīng)由運(yùn)算放大器處理，送CPU用作電流顯示及故障報(bào)警處理，一路送電壓比較器，報(bào)出“GF”故障。

修復(fù)與檢查：當(dāng)落實(shí)確為誤報(bào)故障時(shí)，并不一定非得換主板修復(fù)，詳查電流互感器及其后續(xù)電路應(yīng)能修復(fù)之。

4 共用直流母線的6SE70系列變頻器接地分析

共用直流母線的6SE70系列整流器、逆變器、制動(dòng)單元等組成的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、速度等多種控制方式，具有軟件自檢測(cè)和硬件自檢測(cè)功能，綜合檢測(cè)和診斷功能也較強(qiáng)。該系統(tǒng)中，直流母線與逆變器傳動(dòng)裝置之間均裝有熔斷隔離開關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器的保護(hù)。

1）報(bào)“F100 GRNDlnit”

故障信息：在接地故障測(cè)試期，測(cè)出不等于0的電流，或則盡管無任何管子被觸發(fā)，UCE監(jiān)控或者過流監(jiān)控器反應(yīng)，故障原因能從r376讀出。

處理措施：檢查變頻器輸出中有無短路或接地故障；（-X2U2V2W2-包括電機(jī)）檢查CU板是否正確裝入；結(jié)構(gòu)尺寸1和2：檢查PEU板A23上面的晶體管模塊有無短路；結(jié)構(gòu)尺寸3和4：檢查晶體管模塊-A100-A200-A300有無短路。

2）報(bào)“F101 GRNDUCE”

故障信息：在接地故障測(cè)試期間，在無管子觸發(fā)的一相中出現(xiàn)UCE監(jiān)控反應(yīng)。可以用r376參數(shù)來了解哪一個(gè)UCE監(jiān)控起了反應(yīng)。

處理措施：檢查功率部分管子有無短路，對(duì)帶光纖控制觸發(fā)檢查觸發(fā)單元接線及UCE返回信號(hào)，檢查其配合正確否。

3）報(bào)“F102 GRNDPhase”

故障信息：在接地故障測(cè)試期間，電流流入無任何管子觸發(fā)的一相中，或在有管子觸發(fā)的一相中，UCE有監(jiān)控反應(yīng)。從r949中讀出故障值，第x位置處數(shù)字表示在通電時(shí)發(fā)生故障的管子

x=1=V+x=2=V-x=3=U+

x=4=U-x=5=W+x=6=W

第x位置處數(shù)字規(guī)定了1不等于0的相，因此有一個(gè)管子有缺陷（一直導(dǎo)通）

x=1=Phase1(U)

x=3=Phase3(W)

x=4=Phase1(U)or3(W)

處理措施：檢查有缺陷管子（一直導(dǎo)通）的相。

4）報(bào)“F103 Groundfault”

故障信息：接地故障或功率部分故障在接地故障測(cè)試期，電流從管子被觸發(fā)的相中流出，過電流比較器反應(yīng)，或在管子被觸發(fā)的一種相中UCE監(jiān)控反應(yīng)?？蓮膔949中讀出故障值，第x位處數(shù)字確定了接通時(shí)出現(xiàn)故障的管子x=1=V+x=2=V-x=3=U+x=4=U-x=5=W+x=6=W。

處理措施：檢查電機(jī)包括其電源線有無接地故障，如果無接地故障，檢查功率部分有無保持導(dǎo)通的管子。第x位數(shù)字指明1不等于0的相，因此有一管子有缺陷（一直導(dǎo)通）在接地故障檢測(cè)期間，電機(jī)速度應(yīng)小于額定速度的10（%）。

5 結(jié)論

變頻控制系統(tǒng)工作電壓較高，當(dāng)導(dǎo)線與金屬外殼短接時(shí)，就會(huì)使金屬外殼對(duì)地形成較高電壓。為了保護(hù)人和設(shè)備不受損害，變頻器控制系統(tǒng)中平時(shí)不帶電的金屬部分必須與地之間進(jìn)行良好的電氣連接。各個(gè)生產(chǎn)廠家變頻控制系統(tǒng)中接地連線不同，有的系統(tǒng)把保護(hù)地與電源地相連，有的卻不允許兩地相連。因此，一定要根據(jù)廠家的接地安裝說明進(jìn)行正確的保護(hù)接地。

[1]丁劍鋒.西門子變頻器保養(yǎng)及維護(hù)問題研究[J].科技致富向?qū)В?010(14).

[2]徐萬良.變頻器控制電路一點(diǎn)接地[J].黑龍江造紙，2006，34(2).

[3]馬福軍，周衛(wèi)元，高國賢.變頻調(diào)速電梯控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中接地技術(shù)研究[J].電氣傳動(dòng)，2009，39(4).

[4]李占山.變頻器系統(tǒng)抗干擾的正確接地[J].電氣開關(guān)，2008，46(1).

[5]肖明運(yùn).西門子6SE70系列變頻器調(diào)試注意事項(xiàng)[J].中華紙業(yè)，2001，22(8).