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變頻器在焦爐機車應用中的故障處理與維護

文檔作者：常玉龍文檔來源：酒鋼宏興股份公司焦化廠		點擊數：	更新時間： 2025年05月14日
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第３９ 卷第２ 期
２０１７ 年４ 月
甘　肅　冶　金
ＧＡＮＳＵ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．２
Ａｐｒ．，２０１７
文章編號：１６７２?４４６１（２０１７）０２?０１０５?０３
變頻器在焦爐機車應用中的故障處理與維護
常玉龍
（酒鋼宏興股份公司焦化廠，甘肅　嘉峪關　７３５１００）
摘　要：通過現場實踐經驗分析西門子ＭＭ ４４０ 變頻器在焦爐機車使用中的常見故障，并提出相應的處理措施，以
便能及時解決變頻器出現的故障，保證生產順行。
關鍵詞：西門子ＭＭ ４４０ 變頻器；焦爐；故障
中圖分類號： ＴＱ５２２．１５　　　　　　文獻標識碼：Ｂ
Ｔｈｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｆａｕｌｔ Ｈａｎｄｌｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆ Ｃｏｋｅ Ｏｖｅｎ Ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ
ＣＨＡＮＧ Ｙｕ?ｌｏｎｇ
（Ｊｉｕｑｕａｎ Ｈｏｎｇｘｉｎｇ Ｓｔｏｃｋ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｃｏｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ，Ｊｉａｙｕｇｕａｎ ７３５１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ａｎａｌｙｓｅ ｔｈｅ ｆａｍｉｌｉａｒ ｆａｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ＳＩＭＡＴＩＣ ４４０ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ
ｈｏｗ ｔｏ ｒｅｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ｏｃｃｕｒ ｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｋｅ ｏｖｅｎ ｐｌａｎｔ， ｓｏ ｔｈａｔ ａｓｓｕｒｅ ｔｈｅ ｗｅｌｌ ｏｆｆ ｐｒｏ?
ｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ＳＩＭＡＴＩＣ ４４０ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；ｃｏｋｅ ｏｖｅｎ；ｆａｕｌｔ
１　引言
變頻器作為速度工藝控制與節能應用中越來越
重要的自動化設備，得到了快速發展和廣泛的應用。
酒鋼焦化廠５＃、６＃焦爐自投產使用以來，焦爐各大
機車均采用兩臺西門子ＭＭ４４０ 變頻器一拖二運行，
實現了各機車多段速度控制、精確對位等要求，自動
化程度較高。但是由于焦爐生產環境惡劣，高溫、粉
塵等，再加上人為操作上的一些因素，變頻器在使用
過程中出現了各種各樣的故障。
２　常見故障及處理方法
　　西門子ＭＭ４４０ 變頻器在使用中最常遇到的故
障，大致包括以下幾個方面：上電無顯示、過電流
（Ｆ０００１）、過電壓（ Ｆ０００２）、欠壓（ Ｆ０００３）、過溫
（Ｆ０００４）、通訊故障（Ｆ００７０）、無報警故障停機以及
上電炸機等問題，此類問題都直接導致變頻器停機，
不利于生產順行。因此，根據近幾年現場實踐經驗
對變頻器常見故障分析總結如下。
２．１　上電無顯示
此類故障大多數原因出自變頻器內部的開關電
源不工作，另一種可能是由于Ｉ／ Ｏ 板控制線接線錯
誤、ＥＭＣ 干擾等外部原因導致Ｉ／ Ｏ 端口、主控板燒
毀所致。我們一般首先用萬用表測量整流橋是否正
常，然后測量各Ｉ／ Ｏ 端口有無電壓，初步判斷故障區
域。采用更換Ｉ／ Ｏ 板、主控板的辦法排除這兩部分
的可能。
２．２　過電流（Ｆ０００１）
過電流故障是變頻器在調試、使用中最常出現
的故障。其原因主要出于變頻器內部的硬件松動或
損壞和參數設定不正確等外部原因兩個方面。
　　⑴變頻器本身存在問題。變頻器接插件接觸不
良。使用時間長了，接插件存在氧化、銹蝕、松動等，
將電機和變頻器脫開，如果變頻器還能正常啟動、運
行，給變頻器施加振動力（有可能出現接觸不良的
部位），如：用力敲打變頻器的殼體、Ｉ／ Ｏ 板、主控板
以及觸發板等部位時，過流故障（Ｆ０００１）便會出現，
則基本上可以判定是接觸不良問題。問題出現概率
最多的地方是觸發板和ＩＧＢＴ 功率組件。一般來
萬方數據
講，首先要用萬用表初步測量ＩＧＢＴ 功率組件是否
完好，如果ＩＧＢＴ 功率元件已經損壞，那么觸發板很
可能也損壞了，這時，不能盲目、簡單的將ＩＧＢＴ 更
換送電、啟動變頻器，這樣很可能將ＩＧＢＴ 功率元件
再次燒毀，造成不必要的經濟損失。除此之外，主控
板損壞、Ｉ／ Ｏ 板損壞也可能引發（Ｆ０００１）故障，有條
件的情況下，可以用好的板子替換，這是最便捷、快
速的尋找問題方法。
　　⑵參數設置方面，加速時間過短、控制方式不
對、電機識別不正確（Ｐ３９００）、優化沒做好（Ｐ１９１０、
Ｐ１９６０）、變頻器選型不正確、負載機械方面存在阻
力過大、不正常等，都有可能在啟動、運行中出現過
流（Ｆ０００１）。一般在啟動加速的過程中比較常見，
這時，首先要檢查機械部分，看有無異常。其次要根
據負載性質，正確地選擇控制方式（Ｐ１３００），根據負
載的機械慣量，正確的設置加速時間（Ｐ１１２０），做好
電機的識別和優化，這一點尤為重要，我曾遇到過一
臺電機在半個月內連續燒了三臺變頻器，起初判斷
問題在電機上，于是對電機、電纜進行絕緣測試，檢
查電機與負載及連接裝置，甚至對電機解體檢修，更
換電機接手，電機與負載端均檢查了一遍，一切正
常，最后才考慮到問題應該在變頻器參數設定上，現
場觀察變頻器偶爾報過電壓（Ａ０５０１），查詢故障手
冊解決辦法中電機定子電阻值Ｐ０３５０ 必須準確無
誤，經對照與以往設定值相差較大，造成運行電流增
大，也就是說在調試參數時沒有對電機進行識別和
優化，導致該參數不準確，所以在以后的參數調試
中，最后都會進行電機識別和優化，相信此類問題就
不會再出現。
２．３　過電壓（Ｆ０００２）
⑴變頻器上電，在不啟動、不運行的情況下就出
現（Ｆ０００２）故障顯示，并且不能復位。首先，觀察參
數（ｒ００２６＝？）。如果ｒ００２６＝５４０ Ｖ 左右，（對于輸入
電源３８０ Ｖ 的變頻器而言）并且比較穩定，說明直流
電壓檢測電路沒有問題。我也曾遇到過變頻器上電
后，直流母線電壓不穩定的情況，不斷上升或不斷下
降，高的時候到６００ Ｖ 以上，于是就報（Ｆ０００２）故障
了，也遇到過直流母線電壓（ｒ００２６）顯示１ ０００ Ｖ 以
上的。總之，用萬用表測直流端子的電壓應該和
（ｒ００２６）顯示的值一樣才對，如果相差很多，說明直
流電壓檢測電路元器件出了問題，需要送修。
⑵變頻器減速運行中報Ｆ０００２ 故障，此類故障
大多數出于多段速控制，主要在高頻率降到低頻率
的過程中出現，若不及時解決就會導致變頻器直流
母線電壓長期過高報警，造成整流模塊損壞。我們
首先要查找參數設置問題，例如減速時間設置過短，
以及再生負載而導致的過壓等，然后用萬用表檢測
變頻器電源側電壓是否過高，最后檢測制動回路部
分（制動單元和制動電阻）是否正常工作，制動電阻
在工作時會發熱，并伴有吱吱的響聲，說明正在消耗
制動時反饋的能量，工作正常。而在現場應用中，由
于震動及粉塵等環境因素，常常造成制動單元和制
動電阻的故障，所以在處理此故障時，我們往往要從
外部制動回路中找出原因，并及時的解決。例：我廠
５＃、６＃焦爐裝煤車行走電機額定功率為３７ ｋＷ，變頻
器功率為９０ ｋＷ，采用變頻器一拖二控制方式，即一
臺變頻器驅動兩臺電機。某天，機車在減速對位時
頻繁故障報警Ｆ０００２，故障繼電器得電，致使機車走
行故障，電氣技術人員立即對變頻器進行檢測，增加
減速時間，重新上傳參數，問題并沒有解決，最后才
考慮到制動回路有問題，我們用萬用表測量直流母
線電壓，大約５５０ Ｖ 左右（正常），制動單元運行正
常，而在測量制動電阻時，檢測結果顯示無窮大，拆
開制動電阻發現其中一片電阻斷開，原來是由于機
車搗固時震動致使制動電阻開裂，變頻器減速制動
時，制動電阻起不到消耗再生能量的作用，導致變頻
器故障停機。因此，我們在以后處理變頻器過電壓
故障時，首先檢查制動回路是否正常，然后再檢查變
頻器內部原因。
２．４　欠電壓（Ｆ０００３）
該故障報警也比較常見，往往瞬時停電原因或
者受其他負載影響的原因很容易判斷和認定欠電壓
保護動作。用萬用表測量變頻器電源側供電電壓，
看是否滿足正常工作電壓，若外圍供電電壓正常，那
么問題就在變頻器內部檢測電路模塊損壞。根據現
場經驗，大多數情況下判斷故障原因為供電電源缺
相，由于我廠焦爐機車采用磨電刷移動式供電，這種
供電方式有時會出現磨電刷與滑軌接觸面不足的情
況，導致電壓壓降增大，造成變頻器供電電壓缺相或
欠壓。目前，各機車均加裝一組磨電刷，采用兩組磨
電刷同時供電方式，很大程度提高了供電穩定性，變
頻器欠壓故障基本解決。
２．５　過溫（Ｆ０００４）
西門子變頻器對環境溫度要求一般在０ ～ ４０
℃，變頻器過溫（Ｆ０００４）報警首先檢查環境溫度是
否符合要求，其次檢查變頻器本身風扇運轉是否正
常，風道是否堵塞，根據經驗此類故障很大一部分原
因是由于變頻器風機故障引起的。我廠焦爐機車現
場環境不好，焦粉、灰塵很容易堆積，導致變頻器風
扇或風道積灰過多，經常出現風機風道堵塞的情況，
長期下去就會導致變頻器過溫報警，此時只需檢查
風扇，清掃積灰使風道暢通無阻，一般情況下都會解
１０６ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 甘　 肅　 冶　 金　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 第３９ 卷
萬方數據
決，若出現風扇不轉的情況，直接更換風扇，過溫故
障就會很快解決。此外，還有一種應急解決方法，就
是在變頻器外部裝設一臺軸流風機對其散熱，也可
解決過溫故障。例：我廠５＃、６＃焦爐電機車變頻器
頻繁報過溫故障停機，由于沒有變頻器備件，風扇不
能及時更換，但又不能影響生產，電氣維護人員立即
裝設軸流風機對變頻器散熱，此方法簡單快速有效。
過溫故障原因也是容易判斷出來的，解決方法簡單
快捷，對于電氣維護人員難度不大。
２．６　通訊故障（Ｆ００７０）
在更換變頻器后運行一段時間且不定時出現，
然而此類故障往往都能復位，但對正常生產會造成
不利影響，同時對電氣技術人員也造成困擾。根據
現場經驗分析，可能會造成此類故障有以下兩個
原因：
⑴檢修變頻器過程中，ＤＰ 通訊電纜屏蔽層壓接
不規范或未接，通訊板ＤＰ 頭接觸不好。
⑵通訊電纜與動力線未分開，通訊受到干擾。
處理通訊故障對電氣維護人員要求較高，明白
變頻器基本通訊知識，了解通訊網絡結構，掌握變頻
器通訊過程，知道終端電阻在通訊網絡中的作用，和
通訊地址的設置，這樣在處理變頻器通訊故障時得
心應手，根據多次處理該故障的經驗，我們只需要將
參數Ｐ２０４０ 設置為０，即可屏蔽該故障，簡單快捷，
不會產生任何影響。
３　降低變頻器故障的預防措施
對于設備運行中變頻器的維修，我廠采取整機
報廢、更換維修方式，廢舊整機變頻器數量較多，每
年花費大量資金購置新的變頻器，此外，由于變頻器
故障頻繁，維修人員不能及時解決處理，導致不能滿
足生產順行要求，造成成本浪費的現狀，因此，只有
采取措施降低變頻器故障率，才能降低成本，提高
效益。
根據實踐證明，變頻器的使用壽命與環境溫度
關系緊密，即變頻器的使用環境每升高１０ ℃，則其
壽命減少一半。我廠焦爐機車現場條件惡劣，變頻
器常年處于高溫、粉塵環境下，故障率自然很高。為
此在日常維護中，制定出合理的檢修周期和措施，比
如變頻器每月開蓋檢查一次，電路板定期除污，定期
對整流、逆變模塊進行測量比較，使故障隱患消滅在
萌芽狀態［１］ 。
降低變頻器故障率，變頻器的定期維護非常重
要，我廠變頻器維護工作歸結于以下兩點。
⑴對每臺變頻器每月要清灰保養一次，要清除
變頻器內部和風道內的積灰，當內部電路板灰塵擦
不掉時，可以用酒精進行擦拭，直到表面保持清潔光
亮；在除污的同時要仔細檢查變頻器，察看有無發熱
變色部位，電阻有無開裂現象，電解電容有無膨脹漏
液、防爆孔突出等現象，ＰＣＢ 板是否異常，有無發熱
變色部位。保養結束后，一定要進行試機，確保變頻
器工作正常。
⑵每半月檢查記錄運行中的變頻器輸出三相電
壓和三相輸出電流，并注意比較它們之間的平衡度，
另外檢查記錄環境溫度，變頻器運行溫度，察看變頻
器有無震動、異響，風扇是否正常等，對記錄的數據
進行統計、比較和分析，做好變頻器的運行狀態
監測。
４　結語
以上幾類故障是我廠在生產實踐中常見的一些
故障，輕則變頻器故障停機，重則變頻器損壞，直接
影響生產，造成經濟損失，我們只有在實踐中積累經
驗，不斷摸索，總結出一套快速有效的變頻器故障處
理方法，并在此基礎上加強日常維護工作，才能保證
變頻器可靠、安全地發揮其性能，達到調速運行、節
能和降低維修費用的目的。
參考文獻：
［１］ 韓　敏，桂　莉．變頻器故障綜合分析與處理方法［Ｊ］．
變頻器世界，２０１６．
收稿日期：２０１７?０２?１０
作者簡介：常玉龍（１９８８?），男，本科，工程師。
第２ 期

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