西門(mén)子6RA80直流調速F6030*診斷方法

西門(mén)子 6RA80直流調速F6030*診斷方法

6RA80晶閘管靜態(tài)特性

1）當晶閘管承受反向電壓時(shí)，不論門(mén)極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì )導通。

2）當晶閘管承受正向電壓時(shí)，僅在門(mén)極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能導通。

3）晶閘管一旦導通，門(mén)極就失去了控制作用，不論門(mén)極觸發(fā)電流是否存在，晶閘管都會(huì )保持導通。

4）晶閘管關(guān)斷條件，流過(guò)晶閘管的電流降到接近于 0 的某一數值以下。

邏輯無(wú)環(huán)流 SINAMICS DCM 四象限裝置的自動(dòng)換向是由邏輯無(wú)環(huán)流控制與電流調節回路來(lái)共同完成的。當 I 組晶閘管工作時(shí)，用邏輯電路鎖 II 組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使它*處于阻斷狀態(tài)，確保 I 組和 II 組晶閘管不同時(shí)工作，從而切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控制無(wú)環(huán)流系統。但導通的 I 組晶閘管并不能在觸發(fā)脈沖取消的那一瞬間立即被關(guān)斷，必須待流過(guò)晶閘管的電流低于維持電流時(shí)才能完成關(guān)斷。如果對兩組橋的觸發(fā)脈沖鎖和開(kāi)放是同時(shí)進(jìn)行，原來(lái)導通的 I 組不能立即關(guān)斷，而原來(lái)鎖的 II 組導通，出現兩組橋同時(shí)導通的情況，若沒(méi)有環(huán)流電抗器將會(huì )產(chǎn)生很大的短路電流把晶閘管燒毀。為此首先應使以導通的 I 組晶閘管斷流，妥當處理主回路內電感存儲的電磁能量，主回路電流變?yōu)?0，晶閘管恢復阻斷能力，隨后在開(kāi)通原鎖的 II 組晶閘管，使其觸發(fā)導通。

2.5 逆變可控硅在逆變狀態(tài)下不能正常換相，直流電源就會(huì )通過(guò)可控硅電路形成短路，或者使變流器輸出的平均電壓和直流電動(dòng)勢變成順向串聯(lián)，由于逆變電路的內阻很小，形成較大的短路電流，出現這種情況稱(chēng)為逆變失敗，或叫做逆變顛。

3 故障觸發(fā)主要原因

1）供電電源系統不穩定，比如電網(wǎng)電壓存在較大波動(dòng)，瞬時(shí)跌落等情況，對于 4Q 裝置來(lái)講，若處于回饋/發(fā)電狀態(tài)時(shí)，交流電源發(fā)生缺相或者突然消失，由于直流電動(dòng)勢的存在，晶閘管仍可導通，此時(shí)直流調速器的交流側由于失去了同直流電動(dòng)勢極性相反的交流電壓，因此直流電動(dòng)勢將通過(guò)晶閘管使電路短路從而出現逆變顛，對于電源不穩定和頻繁制動(dòng)的場(chǎng)合，也可能會(huì )發(fā)生逆變顛，導致熔斷器或整流裝置的損壞。

2）驅動(dòng)器自身硬件問(wèn)題，首先觸發(fā)電路不可靠不能適時(shí)、準確地給各晶閘管分配脈沖，如果發(fā)生脈沖丟失、脈沖延時(shí)等現象至晶閘管不能正常換相，這樣會(huì )使交流電源與直流電動(dòng)勢順向串聯(lián)，形成短路。晶閘管自身發(fā)生故障，在應該阻斷期間的晶閘管失去阻斷Unrestricted 5 Copyright ? Siemens AG Copyright year All rights reserved 能力，或在應該導通期間的晶閘管不能導通，造成換相故障;對于 4Q 裝置由于晶閘管特性問(wèn)題，特別是正反橋切換時(shí)該關(guān)閉的晶閘管沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉會(huì )造成正反橋短路形成環(huán)流等現象。

3）對于他勵直流電機來(lái)講，滑環(huán)碳刷等對于過(guò)流觸發(fā)的影響；電機繞組絕緣的影響；連接線(xiàn)路上的影響等。

4）測速系統的影響，比如 EMC 干擾編碼器或模擬測速機，編碼器缺少脈沖，模擬測速機反饋電壓波動(dòng)大等造成觀(guān)測的實(shí)際轉速波動(dòng)很大，系統 PI 參數調整過(guò)硬等情況亦可發(fā)生過(guò)流現象。

5）負載的影響，對于某些應用，諸如冶金主軋機，沖擊性負荷，在負載很重，電網(wǎng)條件波動(dòng)及系統參數調整較硬時(shí)容易出現過(guò)載，此時(shí)不局限于逆變顛，在電動(dòng)/整流狀態(tài)亦有可能發(fā)生過(guò)流。對于一些特殊應用，比如大電感負載（電磁鐵），短路應用（電解）等負載特性不同所帶來(lái)的可能過(guò)流的問(wèn)題。

6）軟件參數設置，比如電流環(huán)及速度環(huán)的 PI 特性，編碼器噪聲（毛刺），4Q 的死區時(shí)間設置不合適；觸發(fā)角度限幅設置不合適導致?lián)Q相裕量角不足，引起換相失敗等；對于特殊負載應用的前饋設置，長(cháng)脈沖設置等。

4 故障詳細分析與處理

4.1 故障值解析當裝置報出 F60300 故障時(shí)，首先需在 r949 中確認其故障值。

故障值=1 換相失敗，因為換相晶閘管沒(méi)有注入關(guān)斷電壓。(僅限 p50166=1 時(shí)) 可能原因:僅在激活參數 p50166=1 時(shí)才有效（激活晶閘管關(guān)斷電壓的計算），可通過(guò)r50047[1]中顯示的晶閘管狀態(tài) (r53146)來(lái)判斷哪個(gè)晶閘管出現的問(wèn)題。

故障值=2 電流沒(méi)有流入正確的晶閘管或電流峰值曲線(xiàn)向上拐。 當 r50047[1] = 1 時(shí)表示“電流沒(méi)有流過(guò)正確的晶閘管" 可能原因：電源板觸發(fā)電路問(wèn)題可更換電源板測試，晶閘管發(fā)生故障，應導通的期間器件不能導通，應該阻斷的期間無(wú)法阻斷，檢查可控硅性能是否正常。 當 r50047[1] = 2 時(shí)表示“電流峰值向上拐" 可能原因：首先確認電機是否做過(guò)優(yōu)化，檢查速度調節器的特性是否過(guò)硬，合理設置速度環(huán) PI 參數 p50225，p50226 以及電流環(huán) PI 參數 p50155，p50156；檢查測速機或編碼器反饋信號是否正常，合理設置參數 p50200 進(jìn)行濾波，檢查可控硅是否損壞。同 時(shí)也可以做離線(xiàn)故障 trace，檢測報故障時(shí)裝置電壓，電流，觸發(fā)角等情況。

故障值=3 電流峰值超出了 290% 的電樞實(shí)際額定直流電。Unrestricted 6 Copyright ? Siemens AG Copyright year All rights reserved 可能原因：檢查裝置相間是否短路，環(huán)流（四象限裝置）或者負載側短路，EMF 過(guò)高，檢查可控硅是否損壞，檢查電機絕緣以及接地是否正常，同時(shí)可通過(guò)參數 r50047[1]-r50047[7]了解報故障時(shí)裝置的觸發(fā)角度，電流 電壓數值。做離線(xiàn)故障 trace，建議 trace參數 r52950.0 r52950.1 r52950.2 r52952.0 r52952.2 r52952.3。  故障值=4 并聯(lián)的 SINAMICS DCM 被檢測出換向錯誤或過(guò)電流。 故障值=5 通過(guò) p51583 給出了測試指令?？赡茉颍杭せ盍藚?p51583（CCP 測試）。

4.2 換相保護裝置 SIMOREG CCP 調速器換相保護裝置 SIMOREG CCP 用于在調速器運行模式下發(fā)生調速器換相故障時(shí)，保護換相的 SINAMICS DC MASTER 變頻器。 開(kāi)關(guān)操作失控、線(xiàn)路供電下降（弱線(xiàn)路供電、雷暴等）都會(huì )導致?lián)Q相無(wú)法完成（換相故障）。這樣一來(lái)在重新生成的反饋方向上，會(huì )有高電流流過(guò)供電線(xiàn)路或在調速器中出現環(huán)流。這會(huì )導致熔斷器燒毀，或者在某些情況下可能會(huì )摧毀半導體器件。

SINAMICS DC MASTER 的固件會(huì )識別出是否將要出現調速換相故障，然后向 SIMOREG CCP 發(fā)出關(guān)閉調速器中的功率半導體器件的命令。然后 SIMOREG CCP 會(huì )關(guān)閉功率半導體器件，確保在電機中存在降低電流的條件，并吸收存儲在電機中的磁能，將其轉換成電能。 SIMOREG CCP 可以在發(fā)生調速器換相故障時(shí)，將電流限制在一個(gè)安全值，從而保護可控硅和相關(guān)的快速熔斷器。這就避免了需要在變頻器發(fā)生換相故障后更換熔斷器的麻煩和時(shí)間消耗。盡管不能防止調速器換相故障，但是卻可以減輕它的影響。