一、引言
西門子 SINAMICS S120 系列驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在多軸控制、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及高精度場合被廣泛應(yīng)用。然而，在實(shí)際運(yùn)行中，用戶偶爾會(huì)遇到 F30005 – Power Unit Overload（功率部件 I2t 過載） 故障。
該故障一旦出現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)會(huì)立即關(guān)閉相應(yīng)功率模塊輸出，并導(dǎo)致生產(chǎn)停機(jī)。本文將結(jié)合官方手冊原理圖、故障說明和實(shí)際案例，對該故障進(jìn)行系統(tǒng)化解析，并提供實(shí)用的處理建議。
二、F30005 故障定義與觸發(fā)條件
在 SINAMICS S120 中，功率單元的熱保護(hù)不僅依賴溫度傳感器，還通過 I2t 模型 計(jì)算熱負(fù)荷。
I2t 模型原理
觸發(fā)條件（來自說明書及信號流程圖）
功率部件電流超過額定值且持續(xù)時(shí)間過長
沒有足夠的間歇時(shí)間散熱，導(dǎo)致熱模型飽和
循環(huán)負(fù)載不匹配，長期處于高負(fù)載工況
電機(jī)或功率模塊選型不足，額定電流低于實(shí)際工況需求
三、F30005 與其他熱類故障的區(qū)別
根據(jù)說明書，S120 的功率部件熱監(jiān)控有多種報(bào)警/故障代碼：
| 故障代碼 | 含義 | 檢測方式 |
|---|
| F30004 | 散熱片溫度過高 | 直接溫度傳感器檢測 |
| F30025/F30026 | 芯片或電子模塊過溫 | 芯片溫度傳感器檢測 |
| F30005 | 功率部件 I2t 過載 | 電流-時(shí)間積分模型計(jì)算 |
| F30007 | 整流器過溫 | 整流部分溫度傳感器檢測 |
區(qū)別在于：
四、信號流程與內(nèi)部邏輯
從手冊說明可見，F(xiàn)30005 的觸發(fā)邏輯如下：
采集實(shí)際電流值（I_act_abs_value）
將電流值輸入 I2t 模型，結(jié)合功率部件額定電流（r0207）計(jì)算熱負(fù)載百分比（r0036）
當(dāng) r0036 ≥ 100% 時(shí)，觸發(fā)“功率部件過載”信號
控制單元發(fā)出故障，關(guān)閉模塊輸出（關(guān)斷類型：關(guān)斷 2）
五、常見成因分析
機(jī)械負(fù)載過大
運(yùn)行參數(shù)不合理
選型不足
環(huán)境與冷卻不良
循環(huán)負(fù)載不匹配
六、處理與預(yù)防措施
1. 現(xiàn)場立即處理
2. 中期整改
降低負(fù)載電流
優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)
改善冷卻
3. 長期優(yōu)化
合理選型：如負(fù)載長期接近或超過額定值，應(yīng)更換更高電流等級的 Motor Module
調(diào)整循環(huán)負(fù)載：在工藝節(jié)拍上預(yù)留冷卻時(shí)間，避免連續(xù)超載運(yùn)行
監(jiān)控預(yù)警：利用 r0036（功率部件 I2t 負(fù)載百分比）做實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)超過80%時(shí)提前報(bào)警
七、參考參數(shù)與診斷工具
關(guān)鍵監(jiān)控參數(shù)
軟件診斷
八、結(jié)語
F30005 “功率部件 I2t 過載”并非單純的溫度過高，而是電流與時(shí)間共同作用的結(jié)果。它既反映了機(jī)械負(fù)載狀況，也體現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)選型和運(yùn)行策略的合理性。
通過結(jié)合手冊原理、監(jiān)控參數(shù)及現(xiàn)場排查方法，用戶可以有效減少該故障的發(fā)生頻率，保障 SINAMICS
