西門子變頻器內(nèi)部電路圖課件

1、Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.1D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.裝機(jī)裝柜型變頻裝機(jī)裝柜型變頻/ /逆變器的維修特點逆變器的維修特點l 裝機(jī)裝柜型變頻/逆變器在6SE70系列的產(chǎn)品中最具有維修的典型性。主要是它的各種部件的結(jié)構(gòu)特征明顯，一些在書本型系統(tǒng)中集中于PEU板上的功率部分結(jié)構(gòu)，在裝機(jī)裝柜型中凸顯了它在系統(tǒng)中典型的結(jié)構(gòu)形態(tài)，從維修角度來講，通過對它的維修可以對變頻/逆變器的結(jié)構(gòu)

2、有清晰的了解。l 此外，裝機(jī)裝柜型的變頻/逆變器，由于組成部件較多，特別是功率元件規(guī)格涵蓋了較大的范圍，在維修過程中，也最能集中地反映對維修中操作工藝的要求。因此，如果掌握了裝機(jī)裝柜型變頻器系統(tǒng)的維修技術(shù)與要求，其它機(jī)型就應(yīng)不在話下了。l 本部分將從各組成部件的特點入手，進(jìn)而介紹系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，再介紹幾種典型尺寸裝置的結(jié)構(gòu)特點及部件組成，來幫助大家掌握相關(guān)的維修技術(shù)。Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.2D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2

3、003. All rights reserved.E尺寸變頻器的結(jié)構(gòu)示意尺寸變頻器的結(jié)構(gòu)示意 直流母線的直流母線的電容器組件電容器組件進(jìn)線端及直流母線端進(jìn)線端及直流母線端在蓋板內(nèi)在蓋板內(nèi)電子板箱電子板箱PSU風(fēng)機(jī)變壓器風(fēng)機(jī)變壓器逆變器的輸出端與逆變器的輸出端與電流互感器電流互感器 風(fēng)機(jī)組件風(fēng)機(jī)組件 PCU IVI及及ABO IGD及及IGBT在電容器組在電容器組件后面件后面 PCCSiemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.3D2104 6SE70系列變頻器的維修Sieme

4、ns AG 2003. All rights reserved.K尺寸逆變器的結(jié)構(gòu)示意尺寸逆變器的結(jié)構(gòu)示意 直流母線的直流母線的電容器組件電容器組件直流母線的熔斷器直流母線的熔斷器電子板箱電子板箱PSU及滑及滑出機(jī)構(gòu)出機(jī)構(gòu)風(fēng)機(jī)接線端風(fēng)機(jī)接線端逆變器的輸出端與逆變器的輸出端與電流互感器電流互感器 風(fēng)機(jī)組件風(fēng)機(jī)組件 直流母線室直流母線室 IVI及及ABO(電子板箱后部電子板箱后部) IGD及及IGBT在電容器組在電容器組件后面件后面Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.4

5、D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.PCC與與PCU模塊的功能與特點模塊的功能與特點l PCC與PCU模塊是變頻器系統(tǒng)的特有的模塊，逆變器系統(tǒng)無這兩種部件。l PCC模塊的主要功能是觸發(fā)前端AC/DC環(huán)節(jié)中的可控硅整流橋的各元件。系統(tǒng)控制電源與主回路電源接入后，操作了系統(tǒng)“ON”操作后，PCC模塊會輸出可控硅元件的觸發(fā)信號，并經(jīng)過一段固定的延遲時間后將可控硅的導(dǎo)通角由最小推移到最大，完成直流母線電容的預(yù)充電過程。l PCU模塊主要是包含了變頻器系統(tǒng)的AC/DC環(huán)節(jié)中的輔助二極管啟動橋和它的阻容吸收元件。l 正常情況下P

6、CC與PCU必須有正確的工作切換，而且必須在規(guī)定時間內(nèi)完成，如可控硅整流橋在預(yù)充電過程結(jié)束后，不能使二極管啟動橋反偏截止。則在啟動變頻器運行時，一般會燒毀二極管啟動橋及預(yù)充電電阻。這可能意味著PCU模塊的損壞。Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.5D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.PSU與與VDU模塊的功能及特點模塊的功能及特點PSU模塊擔(dān)負(fù)系統(tǒng)控制電源的饋入和變換，這種功能包括兩個層面：

7、一是將直流母線上的電壓通過DC/DC變換、轉(zhuǎn)換成24V的直流控制電壓或從外部端子（X91腳與2腳）引入這一電壓。第二步是將24VDC控制電壓轉(zhuǎn)換成其它量值的控制電壓，如：+15V、15V、5V等控制電壓作為其它模塊的工作電源。l PSU上面有對進(jìn)行各相進(jìn)線電壓信號與直流母線電壓信號的進(jìn)行采樣和處理的電路。l PSU擔(dān)負(fù)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的控制輸出，風(fēng)機(jī)回路的熔斷保護(hù)也在PSU板上。l PSU模塊與IVI、PCC有信號交換的接口。l PSU模塊有PSU1與PSU2兩種,適用于不同的結(jié)構(gòu)尺寸的系統(tǒng),由于尺寸問題,二者不可互換。l 更換PSU: 拉出插頭X18，X258 和X70; 松開側(cè)板同大地連接的Tor

8、x 螺釘; 將PSU 推離它的連鎖銷并轉(zhuǎn)動，從前面的輸入母排下將其拉出來; 以相反次序裝入新的PSU。l VDU模塊:進(jìn)線電壓為F、H、U、W的等級時，加在PSU模塊前端的模塊。Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.6D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.PSU與與VDU模塊的功能及特點模塊的功能及特點Siemens Training Center for Automation and Driv

9、esDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.7D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.IVI模塊的功能及維修要點模塊的功能及維修要點l 裝機(jī)裝柜型變頻器/逆變器的部件之一，根據(jù)裝置的結(jié)構(gòu)形態(tài)不同，有數(shù)種規(guī)格。l IVI模塊完成主控制板部分與系統(tǒng)本體部分的信號交換,它安裝于電子箱、鐵盒后面并與之固定。l IVI將IGBT的驅(qū)動信號從主控制板傳送到IGD模塊，并將從IGD送來IGBT的Uce保護(hù)信號接收并傳送到CU板。l 在E、F尺寸的裝置，它們之間的連接是扁平電纜。l 對G以上尺寸的裝置，它們之間

10、的連接是塑料光纖。l 電流互感器信號的接收和傳送，電流互感器的供電。l 裝置IGBT散熱器上的各個NTC熱敏電阻信號的接收、處理和傳送。l 在維修中，此模塊的大部分信號，可以通過6SE70逆變器的測試盒檢測。l 在此模塊上搭載ABO模塊。Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.8D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.IVI模塊的拆卸模塊的拆卸Siemens Training Center for

11、Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.9D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.ABO模塊的功能及維修要點模塊的功能及維修要點l ABO模塊插裝于IVI模塊上，插接形式類似于計算機(jī)的內(nèi)存條，這個子模塊的主要功能是裝有各種實際值傳感器的取樣電阻或負(fù)載電阻。系統(tǒng)功率規(guī)格不同或相應(yīng)的實際值傳感器不同時，此模塊就會不同。因此不可以隨意調(diào)換，更換前必須仔細(xì)核對定貨號。l ABO的插裝結(jié)構(gòu)有時會在經(jīng)過運輸?shù)冗^程后跳松，或者在安裝其它部件時，無意中將它碰松，這樣在通

12、電運行時，就會報故障（例如F011），因此，需要有檢查它的意識。l 不同電壓等級，但是功率等級相同的ABO模塊是不同的，定購與更換前一定要核準(zhǔn)定貨號。Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.10D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.IGD模塊的功能及結(jié)構(gòu)特點模塊的功能及結(jié)構(gòu)特點lIGD模塊是連接IGBT功率元件的柵極驅(qū)動電路板。由于IGBT元件的控制特點，IGD模塊與IGBT功率元件之間的連接必須

13、在空間結(jié)構(gòu)上盡可能地緊密，因此不同功率等級的變頻器系統(tǒng)，由于它們的IGBT安裝布局差異較大，從而導(dǎo)致IGD模塊的形狀也有很大差異。lIGD模塊的柵極驅(qū)動特性是與相對應(yīng)型號的IGBT電特性直接有關(guān)的。所以，即便是相同結(jié)構(gòu)尺寸、相同功率，但是硬件版本形態(tài)不同的系統(tǒng)，它們的IGD模塊也不一定能夠互相替換。必須在替換前嚴(yán)格核對IGD模塊上的定貨號與硬件版本號。lIGD模塊負(fù)有雙向信號的傳遞任務(wù)。它一方面將IGBT的柵極驅(qū)動信號傳送到IGBT元件；另一方面將IGBT元件上的Vce監(jiān)控等信號交換到控制主板上去。lIGD模塊的上一級控制模塊是IVI模塊。它們之間的信號傳送方式有兩類：E、F尺寸結(jié)構(gòu)采用扁平電

14、纜，而G以上尺寸采用的是光纖方式。lIGD與IVI上的光纖信號元件是有壽命期的，其中絕大多數(shù)的元件具有相當(dāng)長的穩(wěn)定期。但必須注意仍有一定比率的這種元件會提前進(jìn)入老化期，其直接的結(jié)果是導(dǎo)致相應(yīng)光路上的信號發(fā)送強(qiáng)度下降，這會導(dǎo)致IGBT柵極驅(qū)動信號不穩(wěn)定，設(shè)備使用到一定期限時，需考慮這個問題。lIGD是逆變器部分的主要組成部件，因其緊靠IGBT，IGBT損壞時有時會將它也損壞。Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.11D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens

15、AG 2003. All rights reserved.電容器組及平衡電阻器的拆卸電容器組及平衡電阻器的拆卸Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.12D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.拆卸和安裝匯流排模塊(從規(guī)格G 起)Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.13D

16、2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.IGD模塊的拆卸模塊的拆卸更更換換IGDIGD （IGD：IGBT 觸發(fā)板）規(guī)格為E 和F IGD 板直接安裝在IGBT 模塊上。取出電容器組對于規(guī)格E，拆卸帶IVI 板的電子箱標(biāo)志輸出線U2/T1，V2/T2 和W2/T3 并拆開。在松開12 個M6 螺釘以后，拆下變流器的匯流排模塊。拉出插頭X295松開固定螺釘并抽出IGD 板。規(guī)格為G IGD 板直接裝在IGBT 模塊上。. 取出電容器組. 拆卸SML 和SMU 模塊。. 拆卸變流器匯流排模塊。. 拆去光纖電纜或插頭X295。.

17、拉出插頭X290 和X291. 松開固定螺釘并抽出IGD 板。注意在正的匯流排和負(fù)的匯流排之間的間距最少是4 mm。為安裝匯流排模塊，你必須使用一塊模板，它是一塊4 mm 厚的塑料板。Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.14D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.緩沖電路緩沖電路SMUSMU與與SMLSML模塊模塊l SMU與SML緩沖電路相對而言結(jié)構(gòu)簡單，它是IGBT的吸收回路,每個橋臂的每個

18、IGBT元件均有一塊。l 緩沖電路SMU與SML模塊用以控制關(guān)斷浪涌電壓和續(xù)流二極管，恢復(fù)浪涌電壓，有時也被設(shè)計用于減少IGBT的開關(guān)損耗。采用緩沖電路很大程度上取決于功率電路的結(jié)構(gòu)布局，并且和IGBT的工作開關(guān)頻率也有關(guān)系。它需要控制IGBT上的瞬態(tài)電壓。l SMU與SML緩沖電路被設(shè)計成適應(yīng)于大電流應(yīng)用的電路中，快恢復(fù)二極管可以鉗位瞬變電壓防止緩沖電路的電容與母線寄生電感作用而產(chǎn)生振蕩，在極大功率的IGBT有時也使用阻容二極管（RCD）來抑制主緩沖電路的寄生振蕩。 l SMU與SML緩沖電路分別適用于IGBT的上、下橋臂，二者結(jié)構(gòu)不同不可互換。l 若系統(tǒng)運行中，諧波成分較大時，也會導(dǎo)致它們

19、的損壞。Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.15D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.更換更換SML與與SMU模塊模塊Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.16D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserve

20、d.例：例： 6SE7033-2EG60 (H版版)結(jié)構(gòu)圖（結(jié)構(gòu)圖（1）Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.17D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.例：例： 6SE7033-2EG60 (H版版)結(jié)構(gòu)圖（結(jié)構(gòu)圖（2）Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.18D210

21、4 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.例：例： 6SE7033-2EG60 (H版版)結(jié)構(gòu)圖（結(jié)構(gòu)圖（3）Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.19D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.例：例： 6SE7033-2EG60 (H版版)部件表（部件表（1）代號代號數(shù)量數(shù)量名稱名稱Siemens Training Center for

22、 Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.20D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.例：例： 6SE7033-2EG60 (H版版)部件表（部件表（2）代號代號數(shù)量數(shù)量名稱名稱Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.21D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved

23、.Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.22D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.更換風(fēng)機(jī)更換風(fēng)機(jī)Siemens Training Center for Automation and DrivesDate:2022-3-18File:Repare_Chassis.23D2104 6SE70系列變頻器的維修Siemens AG 2003. All rights reserved.逆變器的并聯(lián)（逆變器的并聯(lián)（1）Siemens Training