6SE70变频器结构简介及常见故障

,page,*,Professional Service,Anywhere,Anytime!,专业服务,时时处处!,西门子工厂自动化工程有限公司-,SFAE,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,MASTERDRIVES,系列变频器从结构上分为,Compact Plus,、,Compact type,、,Chassis type,、,Cabinet units,，从装置尺寸上为,AL,尺寸。其中,AD,尺寸归为室内服务，,E,尺寸以上为现场服务。在内部结构上，,AC,尺寸的变频器结构相对简单，主要为,PEU,板和,CUVC,板。,PEU,板集成了其中的内部工作电源部分、逆变部分的功率元件及其厚膜触发电路、中间回路电容组、电流检测回路、电压检测回路及温度检测回路等。,第一篇 装置的结构,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,D,尺寸的变频器内部结构相对,AC,尺寸稍显复杂，其中的功率元件、预充电回路、及其中间回路的电容组等均为单独元器件。下图所示为,D,尺寸内部结构。,机器全局图,预充电板,电容,功率板,PEU,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,虽然,E,尺寸以上的变频器内部结构相对比较复杂，体积庞大，安装也比较复杂，但是从功能上来划分还是比较清晰的。从功能上可以分为：,一、控制回路,CUVC,：中央控制单元,PSU,：电源板,IVI,：接口板,ABO,：电阻采样板,二、进线侧,功率元件：可控硅,PCU,：预充电板,预充电电阻,PCC,：可控硅触发板,三、中间回路,电容组,四、输出侧,功率元件：,IGBT,IGD,：门极触发板,CT,：电流检测,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,PCC,PCU,PSU,1,IVI1,IGD,ABO,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,下面将分别介绍各电路板的接口。,一、,PSU,电源板,以,250KW,为界，,PSU,分为,PSU1,和,PSU2,两种类型。首先介绍,PSU1.,X70:,直流母线电压检测,X9:24V,电源及主接触器控制,X18:,风扇电源及控制,X258:,接口板电源,X250:IGD,触发板电源,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,250KW,以上的变频器电源板为,PSU2,X70:,直流母线电压检测,X9:24V,电源及主接触器控制,X18:,风扇电源及控制,X258:,接口板,X250:IGD,触发板电源,X264:,接口板,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,二、,IVI,接口板,与,PSU,电源板相同，,IVI,接口板也是以,250KW,为界分为,IVI1,与,IVI2,两种。,X31/X33:,温度传感器信号检测,X41/X206:15V,电源,X43:,电流互感器信号,X44:24V,电源,X208:,电源板连接,X204:PSU,电源板,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,三、,ABO,电阻采样板,输出侧电流互感器检测信号经,ABO,电阻采样板通过主控板,CUVC,进行电流检测。,ABO,板安装在,IVI,接口板上，随着变频器功率的大小而不同。,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,四、,PCU,板,PCU,预充电板采用二极管整流模块建立直流母线电压，通过,X39,与预充电电阻连接,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,五、,PCC,板,PCC,板为进线功率元件可控硅提供门极触发信号。,X246:15V,电源来自,IVI,接口板,X11/12/13:,可控硅门极触发信号。,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,六、,IGD,板,IGD,板为输出侧功率元件,IGBT,门极驱动板。小功率变频器,IGD,板所需工作电源,X295,来自,IVI,接口板，大功率变频器则直接由,PSU,电源板,X205,提供。,一,MASTERDRIVES,变频器结构简介,下面以,6SE7031-5EF60,为例说明各电路板之间的相互关系。,二,MASTERDRIVES,变频器常见故障浅析,下面就,MASTERDRIVES,系列变频器常见的一些故障进行简单的分析，列出可,能的原因。,故障：变频器,PMU,显示屏上显示字母“,E”,或黑屏。,故障现象：通过,PSU,电源板,X9:1,2,合,DC 24V,控制电源后，,PMU,显示字母“,E”,，,按,P,键及断电、重新送电均无效。,故障原因：,1,、,CUVC,板损坏（,5V,电源短路）,2,、,IVI,板损坏（,5V,电源短路）,3,、,CBP/CBP2,通讯板损坏（贴片电阻损坏）,4,、外部控制电源,DC 24V,电压较低,5,、,PMU X300,通讯电缆连接（当电缆连接时，会将,X300,四号端子,电压降低，,CUVC,检测到四号端子低电位后便进入,”E”,状态,(Firmware update),。,普通,Drivemonitor,数据电缆使用,X300 1,，,5,，,9,端子）,6,、,PMU,损坏,二,MASTERDRIVES,变频器常见故障浅析,故障：,F002,（预充电故障，预充电时达不到,80,的最小直流母线电压）,故障现象：合控制电源，自检通过，变频器,009,状态，给启动命令，,PMU,显示,F002,故障。按,P,键故障复位，能够恢复到,009,状态，重新启动，故障依旧。,可能原因：一、外部原因,1,、进线快熔损坏,2,、预充电失败（在,3S,最大预充电时间内，预充电过程没有完成。）,A,对于,6SE71,变频柜，如果进线柜主接触器,Q1,吸合过程过长，将会导致预充电过程无法完成。,B,对于,AFE,，预充电接触器,K4,吸合过程过长（在预充电回路串入其,它触点），也会导致在最大预充电时间内无法完成预充电过程。,C,采用共直流母线方式时，当整流柜使能晶闸管检测功能，同时逆,变器又使能接地故障检测功能时，两个过程花费大量时间，导致预充电过程无法完成。,二,MASTERDRIVES,变频器常见故障浅析,二、内部原因,1,、电源板,PSU,直流母线电压采样电缆断线,2,、电源板,PSU,直流母线电压采样端子连接松动或内部烧结,3,、电源板,PSU,损坏（电压检测回路采样电阻损坏，造成检测电压错误。,直流母线电压只读参数,r006,显示与实际直流母线电压不符。对于,AD,尺寸变频,器，则为,PEU,板上的直流母线电压检测厚膜电路采样电阻损坏）,4,、接口板,IVI,损坏（由于,IVI,接口转换板损坏，导致检测的直流母线电压信,号经过,IVI,板转换，将错误的电压信号送入到,CUVC,处理）,5,、制动电阻对地短路（制动电阻对地短路将造成预充电电阻损坏，预充,电过程无法进行。）,二,MASTERDRIVES,变频器常见故障浅析,故障：,F006,（直流母线电压过高，装置关机）,故障现象：,1,、在停车过程中出现,F006,过电压,故障原因：,A,设置了过小的斜坡下降时间,P464,，造成直流母线电压过高,B,制动单元故障。当大惯量负载停车时造成直流母线电压泵升，制,动单元由于故障并没有投入工作，造成直流母线电压过高达到关机阈值。,C,制动电阻故障或制动功率偏小。当大惯量负载快速停车时造成直,流母线电压迅速泵升，由于制动电阻故障或制动功率偏小，无法消耗制动能,量，造成直流母线电压达到关机阈值。,2,、合,DC 24V,控制电源后，系统自检时出现,F006,故障，断电后重新,送电均无效,故障原因：,A PSU,电源板电压检测回路故障,B PSU,电源板电压检测回路灰尘较多，造成直流母线电压检测故障,，有时是偶发的过电压故障。,二,MASTERDRIVES,变频器常见故障浅析,故障原因：,C,接口转换板,IVI,故障,故障现象：,3,、合控制电源,DC 24V,及主回路电源后，变频器自检完成进入,009,状态，当给启动命令后出现,F006,过电压故障。,故障原因：,A,输出侧电机有接地短路现象。当变频器启动后，由于电机有接地,短路现象，变频器检测到短路电流，处于对输出侧功率元件,IGBT,的,硬件保护，变频器在内部保护上首先激活,I2t,保护功能。在内部程序,处理上相当于首先做降频保护处理，导致变频器报,F006,过电压故,障。,B,当变频器控制方式采用速度控制（,P100=4,）时，编码器故障同,样也会导致变频器报,F006,过电压故障。,二,MASTERDRIVES,变频器常见故障浅析,故障现象：,4,、合控制电源,DC 24V,后，系统自检完成进入,009,状态。当合主回,路电源时，变频器报,F006,故障。,故障原因：,A,电阻采样板,ABO,电压检测回路电阻损坏,B,电阻采样板,ABO,板连接口,X209,与,IVI,接口转换板连接口,X201,连,接不到位松动。,二,MASTERDRIVES,变频器常见故障浅析,故障：,F011,（变频器由于过电流而关机）,故障现象：,1,、变频器在工作过程中出现,F011,过电流，按,P,键能够复位,故障原因：,A,变频器处于过载启动状态，导致电流过大。,B,对于一些风机、泵类等大惯量负载，在,V/F,的控制方式下设置了,过短的斜坡上升时间，导致电流过大。,C,设置了过高的动态性能参数,D,变频器负载瞬时波动过大（机械原因或工艺问题）,E,变频器输出侧功率模块,IGBT,损坏,2,、变频器在合控制电源,DC 24V,后，在自检过程中出现,F011,故障，,按,P,键及断电后重新送电均无效。,故障原因：,A,电源板,PSU,损坏，电源板工作电源部分损坏，造成提供给接口板,IVI,的电源出现故障，从而使电流检测环节出现故障。,B,电源板,PSU,损坏，为,IGBT,门极触发板提供的,15V,工作电源短路。,二,MASTERDRIVES,变频器常见故障浅析,故障原因：,C,接口转换板,IVI,故障,D,电阻采样板,ABO,故障，经过电流互感器检测到的电流信号经过电,阻采样后产生错误的电压信号输入到主控板中央处理器。,E,输出侧功率元件门极触发板,IGD,故障，造成,DC 15V,工作电源短,路。,F,输出侧功率元件门极触发板,IGD DC 15V,工作电源极性接反。,故障现象：,3,、变频器合控制电源,DC 24V,或主回路电源后，自检完成进入,009,状态，给启动命令后报,F011,过流故障。复位后重新回复,009,状态，再次启动时,依然报,F011,故障。变频器能够工作一段时间后出现,F011,故障，复位后停机一,段时间能够继续运行，但是工作时间呈缩短趋势，故障次数越来越频繁。,故障原因：,A,门极触发板,IGD,故障,B,功率模块,IGBT,故障,C,有外部金属物体（铁片或螺帽等）进入变频器触发板上。,