矿用变频器原理及常见故障处理-PPT

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,矿用变频器原理及常见故障处理,目 录,1.,矿用防爆变频器的主要组成,2.,变频器结构及其组成部分,2.1,变频器结构,2.2,变频器的组成部分,3.,变频器自身的保护功能,3.1,变频器自身的保护功能分类,3.2,分类详细介绍,4.,主回路常见故障现象、原因和处理方法,4.1,变频器基本控制回路介绍,4.2,变频器基本控制回路常见故障示例及分析,4.3,变频器主要电路故障分析和处理,5.,主要电路故障分析和处理,5.1,主要电路介绍,5.2,主回路常见故障、原因及处理方法,2,Con.,1,矿用防爆变频器的主要组成,散热部分,主回路,防爆部分,矿用防暴,变频器,防爆外壳,散热片、热管等,变频器,PLC,、继电器等,散热部分,外围控制部分,3,Con.,2.1,变频器结构,4,Con.,2.2,变频器的主要组成部分,5,Con.,2.2,变频器的主要组成部分,它将信号传送给整,流器、中间电路和,逆变器，同时它也,接收来自这些部分,的信号。其主要组,成部分是：开关电,源、输出驱动电路、,操作控制电路。主,要功能是：利用信,号来开关逆变器的,半导体器件；提供,操作变频器的各种,控制信号；监视变,频器的工作状态，,提供保护功能。,控制电路,将固定的直流电压,变换成可变电压和,频率的交流电压。,逆变器,中间电路，有以下,三种作用：使脉动,的直流电压变得稳,定或平滑，供逆变,器使用。通过开关,电源为各个控制线,路供电。可以配置,滤波或制动装置以,提高变频器性能。,中间电路,它与它与单相或,三相交流电源相,连接，产生脉动,的直流电压。整,流器有两种基本,类型：可控的和,不可控,的,整流器,6,Con.,3.1,变频器自身的保护功能分类,（,1,）逆变器保护,（,3,）其他保护,（,2,）异步电动机的保护,逆变器控制,电路中的保,护电路，可,分为三种,7,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,8,Con.,3.2.1,逆变器保护,逆变器输出电,流超过额定值，,且持续流通超,过规定时间，,为防止逆变器,器件、电线等,损坏，要停止,运转，恰当的,保护需要反时,限特性，采用,热继电器或电,子热保护，过,载是由于负载,的,GD2,（惯性）,过大或因负载,过大使电动机,堵转而产生。,1.,瞬时过电,流保护,2.,过载保护,4.,瞬时电压,保护,3.,再生过电,压保护,5.,接地过,电流保护,应用逆变器使,电动机快速减,速时，由于再,生功率使直流,电路电压升高，,有时超过容许,值，可以采取,停止逆变器运,转或停止快速,的方法，防止,过电压。,对于毫秒级内,的瞬时断电，,控制电路工作,正常。但瞬时,停电如果达数,10ms,以上时，,通常不仅控制,电路误动作，,主电路也不供,电，所以检测,出后使逆变器,停止运转。,逆变器负载接,地时，为了保,护逆变器，要,有接地过电流,保护功能。但,为了保证人身,安全，需要装,设漏电保护断,路器。,用用于逆变电,流负载侧短路,等，流过逆变,电器回件的电,流达到异常值,（超过容许值）,时，瞬时停止,逆变器运转，,切断电流，变,流器的输出电,流达到异常值,也得同样停止,逆变器运转。,逆变,器,保护,适,用,情,况,6.,冷却风机,异常,有冷却风机的,装置，当风机,异常时装置内,温度将上升，,因此采用风机,热继电器或器,件散热片温度,传感器，检测,出异常后停止,逆变电器工作。,9,Con.,3.2.2,异步电动机的保护,逆变器的输出频率或者异步电,动机的速度超过规定值时，停,止逆变器运转。,1.,过载保护,2.,超速保护,过过载检测装置与逆变器保护,共用，但考虑低速运转的过热,时，在异步电动机内埋入温度,检出器，或者利用装在逆变器,内的电子热保护来检出过热。,动作过频时，应考虑减轻电动,机负荷，增加电动机及逆变器,的容量等。,异步电动,机的保护,适用情况,10,Con.,3.2.3,其他保护,减速时产生的再生能量使主电,路直流电压上升，为防止再生,过电压电路保护动作，在直流,电压下降之前要进行控制，抑,制频率下降，防止不能运转,（失速）。,1.,防止失速过电流,2.,防止失速再生过电压,加速时，如果异步电动机跟踪,迟缓，则过电流保护电路动作，,运转就不能继续进行（失速）。,所以，在负载电流减小之前要,进行控制，抑制频率上升或使,频率下降。对于恒速运转中的,过电流，有时也进行同样的控,制。,其他保护,适用情况,11,Con.,4.,变频器控制回路的抗干扰措施,由于变频器主,回路的非线性,（进行开关动,作），,变频器本身就,是谐波干扰源,其周边控制回,路却是小能量，,弱信号回路,极易遭受其他,装置产生的干,扰,造成变频器自身,和周边设备无法,正常工作，因此,变频器在安装使,用时，必须对控,制回路采取抗干,扰措施。,12,（,2,）干扰的基本类型及抗干扰措施 静电耦合干扰，指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合在电缆中产生的电势。当加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径,40,倍以上时，干扰程度就会不太明显，也可在两电缆间设置屏敝导体，再将屏蔽导体接地。静电感应干扰，指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。其强度取决于干扰源电缆产生的磁通大小、控制电缆形成的闭环面积和干扰源电缆与控制电缆间的相对角度。可将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离铺设。分离距离通常应在,30cm,以上（最少不低于,10cm,）。分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设，也可将控制导体绞合，绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。电波干扰，指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。抗干扰措施同，必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用的铁箱务必接地。接触不良干扰，指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良，电阻发生变化在电缆中产生的干扰，对此，采用并联触点或提高电器件等级来解决。对于电缆连接点应定期做拧紧加固处理。电源线传导干扰：指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其它设备在电源系统直接产生电势。措施：变频器的控制电源由另外系统供电，在控制电源的输入侧装设线路滤波器；装设绝缘变压器，且屏蔽接地。接地干扰：指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发的各种意想不到的干扰，比如设置两个以上接地点，接地处会产生电位差，产生干扰。措施：速度给定的控制电缆取,1,点接地，接地线不作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不与其它接地端子共用，并尽量减少接地端子引接点的电阻，一般不大于,100d,。,13,Con.,4.1,变频器基本控制回路介绍,变频器,的基本,控制回,路 一般,而言，,同外部,进行信,号交流,的基本,回路分,为,4,20MA,电流信号回路（模拟）；010,V/0,5V,电压信号回路（模拟）。,开关信号回路，变频器的开停指令，正反转指令等（数字）,模拟,数字,外部控制，指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒介侵入变频器。,14,Con.,4.2,变频器基本控制回路常见故障示例及分析,1,变频器无故障显示，但不能高速运行 我厂一台变频器状态,正常，但调不到高速运行，经检查，变频器并无故障，参数设置,正确，调速输入信号正常，上电运行时测试出现变频器直流母线,电压只有,450V,左右，正常值为,580,600V,，再测输入侧，发现,缺了一相。,故障示例,故障原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的，为什,么变频器输入缺相不报警仍能在低频段工作呢,?,实际上变频器缺一,相输入时，是可以工作的，多数变频器的母线电压下限为,400V,，,即是当直流母线电压降至,400V,以下时，变频器才报告直流母线低,电压故障。当两相输入时，直流母线电压为,380*1.2,452V400V,当变频器不运行时，由于平波电容的作用，直流电压也可达到正常,值，新型的变频器都是采用,PWM,控制技术，调压调频的工作在逆,变桥完成，所以在低频段输入缺相仍可以正常工作，但因为输入电,压低输出电压低，造成异步电机转矩低，频率上不去。,原因分析,及解决方案,1,15,Con.,4.2,变频器基本控制回路常见故障示例及分析,2,变频器显示过流,故障示例,出现这种故障显示时，首先检查加速时间参数是否太短，力,矩提升参数是否太大，然后检查负载是否太重。如果无这些,现象，可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检,测点，复位后运行，看是否出现过流现象，如果出现的话，,很可能是,1PM,模块出现故障，因为,1PM,模块内含有过压过,流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能，而这些故,障信号都是经模块控制引脚的输出,Fn,引脚传送到微控器的，,微控器接收到故障信息后，一方面封锁脉冲输出，另一方面,将故障信息显示在面板上，一般更换,1PM,模块。,原因分析,及解决方案,2,16,Con.,4.2,变频器基本控制回路常见故障示例及分析,3,变频器显示过压故障,故障示例,变频器出现过压故障，一般是雷雨天气，由于雷电串入变频器,的电源中，使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸，在这种,情况下，通常只须断开变频器电源,1min,左右，再合上电源，,即可复位；另一种情况是变频器驱动大惯性负载，就出现过压,现象，因为这种情况下，变频器的减速停止属于再生制动，在,停止过程中，变频器的输出频率按线性下降，而负载电机的频,率高于变频器的输出频率，负载电机处于发电状态，机械能转,化为电能，并被变频器直流侧的平波电容吸收，当这种能量足,够大时，就会产生所谓的,“,泵升现象,”,，变频器直流侧的电压,会超过直流母线的最大电压而跳闸，对于这种故障，一是将减,速时间参数设置长些或增大制动电阻或增加制动单元；二是将,变频器的停止方式设置为自由停车。,原因分析,及解决方案,3,17,Con.,4.2,变频器基本控制回路常见故障示例及分析,4,电机发热，变频器显示过载,故障示例,对于已经投入运行的变频器如果出现这种故障，就必须检查负载,的状况；对于新安装的变频器如果出现这种故障，很可能是,V/F,曲线设置不当或电机参数设置有问题，如一台新装变频器，其驱,动的是一台变频电机，电机额定参数为,220V/50Hz,，而变频器出,厂时设置为,380V/50Hz,，由于安装人员没有正确设定变频器的,V/F,参数，导致电机运行一段时间后转子出现磁饱和，致使电机转速,降低，发热而过载。所以在新变频器使用以前，必须设置好该参,数，另外使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时，没有正确,的设置负载电机的额定电压、电流、容量等参数，也会导致电机,热过载，还有一种情形是设置的变频器载波率过高时，也会导致,电机发热过载，最后一种情形是电气设计者设计变频器常常在低,频段工作，而没有考虑到在低频段工作的电机散热变差的问题，,致使电机工作一段时间后发热过载，对于这种，需加装散热装置。,原因分析,及解决方案,4,18,一、主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测电路的传感器部分组成。,1,、整流电路。整流电路实际上就是一块整流模块。它的作用是把三相（或单相）,50Hz,、,380V,（,220V,）的交流电源，通过整流模块的桥式整流成脉动直流电。整流电路（整流模块）的故障：整流模块中的整流二极管一个或多个损坏而开路，导致主回路,PN,电压值下降或无电压值。整流模块中的整流二极管一个或多个损坏而短路，导致变频器输入电源短路，供电电源跳闸，变频器无法接上电源。,Con.,4.,3,变频器,主要电路故障分析和处理,19,二、限流电路限流电路是限流电阻和继电器触点（或可控硅）相并联的电路。变频器开机瞬间会有一个很大的充电电流，为了保护整流模块，充电电路中串联限流电阻以限制充电电流值。随着充电时间的增长，它的充电电流减少。减