1 引言
近年來，隨著我國石油工業迅速發展，大慶油田鑽探工程公司配備的國產交流變頻電驅動鑽機數量逐年增加，這些電驅動鑽機配備的變頻器大部分為德國西門子公司生產的6se70系列變頻器，不同類型鑽機配備不同數量、不同功率的變頻器。下面詳細介紹石油鑽機中廣泛應用的西門子6se70系列變頻器內部結構，分析故障的主要分類及原因，並給出了相應的維修方法和實例。
2 設備基本情況
圖1為zj50/4500db電驅動鑽機原理圖［1］，動力系統是由4台800kw柴油發電機組並機組成，電能集中輸送到交流母線上，鑽機轉盤由一台交流變頻電動機驅動，絞車由2台交流變頻電動機共同驅動，每台電機由獨立變頻器控制，變頻器型號為6se7036-5hg62-3ba0、功率為630kw，三台泥漿泵由三台電動機分別驅動，由獨立變頻器控制，變頻器型號為6se7141-2hj62-3ba0、功率為1200kw，送鑽電機為45kw，其驅動變頻器型號為：6se7090-0xx84-0ab0。
在鑽機日常運行中，儘管變頻器自身有完善的監測保護功能，但在實際使用中，還是會由於各種原因發生故障，不能正常運轉而影響鑽井生產。我們在使用維護過程中逐步掌握了變頻器的內部結構，根據變頻器結構指導維護與維修工作。圖2為6se7036-5hg62-3ba0變頻器結構原理圖。
變頻器由三台控制櫃組合而成［2］，分別是開關櫃、整流櫃、逆變櫃。圖2給出了櫃中主要部件的名稱及控制板的規格型號。開關櫃包含電抗器、隔離開關、保險等部件。
在整流櫃中有可控硅整流橋，3個6sy7010-0ab51為上部可控硅，3個6sy7010-0ab52為下部可控硅，型號為6se7041-8gk85-0ha0的控制板提供可控硅觸發，電壓、電流、可控硅溫度檢測等功能。cur為整流櫃中央控制板，提供參數設置、保護、外部介面等功能，pmu參數設置單元提供參數顯示、設置等功能。
制動單元及制動電阻的選取可根據負載特性要求決定，例如絞車在下放時候，電動機處於發電狀態，則變頻器必須配備大功率制動單元及制動電阻，zj50/3150db鑽機配備10台200kw制動單元及電阻，可以吸收下放鑽具時產生的高能量。
逆變櫃內含有igbt逆變橋，圖3為原理圖，在igbt逆變橋外是電容組，igbt觸發板型號為6se7038-6gl84-1bg2，觸發板與控制電路之間採用光纖通訊隔離，介面板提供觸發光纖介面電路，cuvc矢量控制板是逆變器核心控制板，有參數設置、矢量控制、保護、介面等功能，pmu參數設置單元提供參數顯示、設置等功能。
3 西門子變頻器的主要故障
西門子變頻器主要故障分兩大類：
3.1 在自身軟、硬體完好的情況下出現的故障
是在變頻器自身軟硬體完好的情況下，由於參數設置、電源電壓頻率、溫度、負載、通訊、硬體連接等因素造成的故障，西門子變頻器有完善的故障及報警提示，可以很好的分辨這些故障。具體如下：
（1）參數設置和外圍部件故障造成的變頻故障。這類故障可以檢查參數設置是否有錯誤，例如：p554的參數設置不正確造成變頻器無法啟動。另外檢查外圍器件是否正常，由於鑽井設備經常搬遷，控制線斷線、插頭損壞、控制開關損壞經常發生，應該仔細檢查這些部件；
（2）欠壓、過壓、欠頻、過頻故障。此類故障主要是因為外部電源的故障引起的，也有少數故障是檢測電路損壞引起的。大部分鑽機使用自備發電機組供電，由於發電頻率和電壓低於變頻器要求的上限或下限值而造成變頻器故障。應首先維修發電機組，如果是頻率過低一般是由於柴油機故障引起的，如果電壓過低或過高則是由發電機故障引起的。
