石油钻机西门子变频器常见故障探讨

石油钻机西门子变频器常见故障探讨

文永红

中石化西南石油工程有限公司钻井一分公司。省市:四川省成都市 。610500

摘要:我国处于社会经济向前迈进的稳定局面，对于经济全球化的世界，我国各项科研成就发展的非常迅猛，位居世界前列。在如今的发展势头下PLC/变频器自然成为我国社会各个行业发展中必不可少的工业设备。本文主要研究内容是,首先分析常见的变频器故障和产生变频器故障的原因;然后针对变频器的不同故障方式进行故障现象分析、检查和对该故障的维修方法,这些方法对变频器的故障的处理具有一定的实际意义。

关键词:变频器；故障诊断；维修方法；故障分析

西门子作为较早进入我国的电气控制设备生产商，其产品在我国的各个行业中都有着广泛的应用。变频器作为一种交流电动机的速度控制设备在工业生产领域中发挥着巨大的作用。西门子的变频器分为通用、工程、专用三种不同的种类，其中通用型应用多且广泛。西门子的变频器具有种类多、通讯和配套软件全、性价比高的特点。变频器在我国的众多的机械设备中都有着广泛的应用。

1　西门子变频器组成和原理　　

（1）西门子变频器组成。西门子变频器主要是正弦脉冲宽度调节器，是通过整流电路以及直流中间电路和逆变电路等组成的，其在硬件的配置组成内容就比较多，有电机模块以及制动单元，数据/程序储存器和编码器等等部分。数据/程序储存器从精细分级的CPU当中挑选合适的CPU加以应用，是取决于集成作业存储区的巨细。还有信号模块的内容，这是操控器进程操作的重要接口，不一样的数字量以及模拟量能结合每项使命请求提出输入以及输出要求。信号模块的装置比较简洁，高拼装密度以及简略参数设置等[1]。另外，在外部编码器的部分，为能对驱动器以及闭环控制器优化以及调试，针对CPU变量提供了广泛跟踪功能，这样能够对系统进行实时诊断以及定时故障检测等。　

　（2）西门子变频器运作原理。西门子变频器的运行作业过程中，主要是将三相以及单相的交流电转变成直流电，再将转变成的直流电转变成三相或是单相的交流电，在变频器的应用下能对输出的电压以及频率进行改变，这样就能改变电机运行曲线转速，从而使得电机的运行曲线保持平行下移。在对变频器的应用下就能通过相对比较小的启动电流获得大的启动转矩[2]。交流异步电机在进行同步转速中电动机转速调节范围比较宽泛，通过对电动机电源频率的改变进行速度调节，从而实现控制的作用。

2　西门子变频器应用故障和解决措施　　

（1）西门子变频器应用故障

西门子变频器的实际应用过程中，由于受到一些因素的影响就存在着相应故障，其保护功能的设计相对比较完善，在故障的发生时候能保障驱动设备安全，比较常见的故障中过电压是比较突出的，这一故障的发生是电路某元件损坏就比较容易出现输出端输出电压高，这就是电压故障。对变频电压故障检测过程中，对电路需要分别诊断，检测电路当中放大电路是把电压取样信号通过放大的故障分析方法。这一过电压的故障发生主要是集成电路出现了损坏的问题，使得输出高电平。　　

西门子变频器的过电流也是比较突出的，这也是常见的故障内容，变频器在通电后是正常的，但是运行过程中就会出现过流的情况，空载的情况下也会出现这一问题，控制面板会出现F30001的故障代码[3]。这就是漏电的故障问题，造成这一故障是电源电压波动比较大的时候，以及变频器在反复过载的时候，就会使得变频器脉动电流相对主控板电流大，没有做好保护的工作造成的。

西门子变频器的欠电压故障的发生中，变频器接入电源以及柜体控制面板显示F30003故障代码，这就是欠电压的故障，在对高压直流电压以及低压直流电压的检查之后没有发现问题，对电压取样电路查看后也没有问题，对集成放大电路检查后发现存在异常[4]。由于集成放大器出现了故障就会造成输出信号不正常，运行当中的过热故障是限流电阻发热所致。发热的故障主要是风扇转速不正常，风扇维修的时候出现了乱报警的情况。　　

（2）西门子变频器故障解决措施

对西门子变频器的过电压故障的解决过程中，就要能结合实际的故障问题，通过对集成电路的更换能保持系统的正常运行。或者是同能量消耗法的应用，变频器直流回路上并联制动电阻，判断变频器运行过程直流母线电压，以及进行设置阈值来加强功率管通断控制。在直流母线的电压超过设定值的时候，就会使得功率管的导通，然后把能量导入到电阻，这样就能以热量的形式进行消除，最终能够对过电压的问题得以有效解决。　　

加强对西门子变频器的过电流故障问题的解决，就要对回路器件的正常性进行检查，在加电测试的方法应用下对回路器件的正常加以判断。电流传感器如果是有故障问题就要进行更换，如果是某回路的故障问题就要对其中元件更换保障其正常工作。变频器的过电流故障通过修改输出载频，变频器参数的修改能够解决过电流的问题，降低输出频率和减小高频损耗等都比较有效[5]。在变频器输出端增加交流电抗器对电流突变能有效抑制，从而能避免过电流的问题发生。　　对西门子变频器的欠电压的解决，主要进行更换相应的集成电路就能得以解决。对于发热故障的解决中，对电源板的问题要进行详细分析，开关电源出来一路供电滤波电容出现漏电造成，进行更换电容后就解决了问题。对西门子变频器的维护工作实施是比较关键的，要不定期检查变频器电缆敷设的质量，对变频装置的接地质量进行查看。

三、变频器故障维修策略

2.1促进变频技术

对于那些出现几率比较高的故障，例如，欠压和电机故障以及形成故障的因素都是如何展开分析和维修的将为大家做一简述。在变频器实际操作的过程中，出现欠压故障的情况几率是非常高的，之所以会出现这种电压型缺失的故障，主要原因还是电流方面的故障，特别是电源问题。因为如果交变电源电压水平较为低下或是出现相位缺失的问题，就会导致欠压故障发生的几率明显增高，那么变压器容量就会大幅度降低，造成的影响就是线路的阻抗率变得更大使得抗压能力大幅度提升，与此同时因为人为使负载增大进而造成线路电压大幅度降低。

2.3故障维修的思路

对于完成故障诊断工作这项任务，我们特别要注意的就是在实际应用中影响运作的细节问题以及重大隐患。例如，将多重故障按照一定的性质排列可以变成表格或是树形图，将重大隐患问题当成是树顶，不仅如此，还要通过故障之间的逻辑关系将其实际应用中的相互联系展现在人们的面前。由此可知，在进行诊断工作的过程中相关人员应该将有待解决的重要问题放到首位，其次是把树形图以应用基础为核心进行合理的科学阐述。例如，神经网络控制系统在参与实际应用时不需要直接使用对象数据模型，而是在开展故障检测时运用神经网络系统，尤其是在应对信号错误类型以及逻辑关系对应不上类型的故障时采用神经网络诊断措施的话，得到的分析数据的可靠性应该更高。所以针对变频系统的问题，为解决其在实际使用的过程中模糊和随机性较高的问题，早期的找寻和诊断措施显得无法适应该难度。而新型的神经网络系统诊断作为目前诊断系统中最高端的技术，在实际操作中也展现出了它的过人之处，不过毕竟是人造系统也存在一些问题，无法给出一份具有说服力的全面数据，这使得实际工作中操作人员难以理解计算机显示出来的网络权值，同样地，这样的数据无法说服专家们，因此查出的问题肯定不会被重视。但是电源如果出现瞬间断电的情况，或者是遇到这是前面提到的欠压问题和过压问题，那么就大概率地造成变频器跳闸停机的故障，但是如何处置这个故障只能等到电源正常运行后，再将原件重新启动即可。

3结语

变频器由于集成度高、功能强大，在现代工业中广泛应用，其运行的好坏跟安装和维护保养有很大关系。只有仔细读懂说明书，勤于分析和解决问题，搞好维护保养工作，才能最大限度地保证设备的正常运行。

参考文献

[1]闫俊.变频器的故障诊断与维修[J].电气应用(变频调速),2005,24(7):99-101.

[2]何报杏.变频器的故障诊断与维修[J].设备管理与维修,2001:17-19.