西门子导致G120变频器F1662故障的可能原因及其解决方案

时间：2020-03-11

1 概述

G120变频器CU240B/E-2和CU250S-2的F1662故障与控制单元内部通信有关。当F1662发生时，只能通过断电再上电来复位故障。
通过现场案例，发现导致CU240B/E-2和CU250S-2出现F1662故障的可能原因如下：
1) 控制单元的继电器输出(DO)直接与220VAC电源连接。
2) 控制单元DO连接的是24V电源，但中间继电器不带续流二极管。

2 问题分析

2.1 控制单元的继电器输出与220VAC连接

CU240B/E-2和CU250S-2的数字量输出仅允许与直流电源连接（较大30V DC, 0.5A）。如果这些数字量输出点与交流220V电源连接，变频器会偶尔报出F1662故障。这是因为从交流220V过来的电磁干扰可能进入到控制单元的电子电路中，尤其是交流220V继电器/接触器/抱闸等设备的线圈没有配置吸收回路的时候。
2.2 24V中间继电器不带续流二极管

中间继电器的线圈可以简化等效为一个电感元件，当变频器DO触点断开时，中间继电器线圈的导通回路即被断开，如果在线圈两端没有反并联的二极管，通过该等效电感的电流将发生突变，导致电感两端产生很大的感应电压，该电压通过变频器DO触点影响控制单元内部电路。如果采用控制单元内部24V（9、28端子）驱动中间继电器线圈，该感应电压还能通过内部24V电源电路来影响控制单元。
下图红色曲线是用示波器测量的DO触点断开前后触点两端的电压波形，图2-1为中间继电器不带续流二极管时的情况，图2-2为中间继电器带续流二极管时的情况：

<图2-1> 中间继电器不带续流二极管

<图2-2> 中间继电器带续流二极管
由图可见，不带续流二极管时，DO触点两端产生了很高的瞬时电压尖峰；而带续流二极管时，该电压尖峰被限制在较小的幅值范围内。

3 解决方案

增加一个带直流24V线圈的中间继电器。保证没有交流220V直接与控制单元连接。
同时需要配置与线圈反并联的二极管。该二极管有续流的作用，可以避免数字量输出触点断开时在继电器线圈上感应出高电压，进而产生干扰，影响变频器控制单元。
推荐使用内部集成了二极管吸收回路的24V中间继电器，如果继电器未集成吸收回路，需要外加续流二极管。
下图是内部集成了二极管吸收回路的24V中间继电器示意图：

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