高压变频器工作原理及故障排除.ppt

变频器原理及故障排除 第一章变频器基本原理 交 直 交变频器的主要结构框图 交 直 交变频器的主要结构框图 交 直 交变频器原理图 交 直 交变频器原理图 直流传动和交流传动的比较 电机 1 2 变频器典型应用 直流传动和交流传动的比较 电机 用三台变频器控制三台风机 其中两用一备 电机的功率P 55KW 设计风量为Q 空载损耗为10 转速1250转 分 若风机正常在970转 分以下连续可调 每天所需的供风量为1 5Q 1 一台工频运行 一台变频运行 则全速P0 55 10 5 5KWP1 55KW由PL P0 KPnL3得 KP 55 5 5 49 5KWP2 5 5 49 5 50 3 11 7KW总消耗的功率为55 11 7 67KW 风机的节电率统计举例 系统应用效果 使用了变频器以后 不但免去了许多繁琐的人工操作 消除了许多不安全隐患因素 并使系统始终处于一种节能状态下运行 合理地轮换使用电机延长了设备的使用寿命 更好的适应了生产需要 而且变频器丰富的内部控制功能可以很方便地与其他控制系统或设备实现闭环自动控制 这在实现自动控制的同时 提高了控制精度 从而提高了产品质量 直流传动和交流传动的比较 应用 第二章变频器分类 11 按主电路工作方法分类 电压型变频器 电流型变频器按电压等级分类 高压变频器 3KV 6KV 10KV 中压变频器 660V 1140V 低压变频器 220V 380V按电压性质分类 交流变频器 AC DC AC 交 直 交 AC AC 交 交 直流变频器 DC AC 直 交 按变频器调压方法 PAM变频器是一种通过改变电压源Ud或电流源Id的幅值进行输出控制的 WM变频器方式是在变频器输出波形的一个周期产生个脉冲波个脉冲 其等值电压为正弦波 波形较平滑 按工作原理分 U f控制变频器 VVVF控制 SF控制变频器 转差频率控制 VC控制变频器 VectoryControl矢量控制 2 1分类 12 HARSVERT A系列高压变频调速系统采用单元串联多电平技术 属高 高电压源型变频器 直接6KV输入 直接6KV高压输出 变频器主要由移相变压器 功率模块和控制器组成 2 2高压变频器简介 13 图1电气一次主接线图1 QF1 真空断路器2 QS1 QS2 QS3 单向刀闸3 M 电机 14 高压变频调速系统结构图 15 输入侧结构 输入侧由移相变压器给每个功率模块供电 移相变压器的副边绕组分为三组 根据电压等级和模块串联级数 由36脉冲系列构成多级相叠加的整流方式 可以大大改善网侧的电流波形 网侧电压电流谐波指标满足IEEE519 1992和GB T14549 93的要求 使其负载下的网侧功率因数接近1 无需任何功率因数补偿 谐波抑制装置 由于变压器副边绕组的独立性 使每个功率单元的主回路相对独立 类似常规低压变频器 便于采用现有的成熟技术 16 输出侧结构 输出侧由每个单元的U V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电 通过对每个单元的PWM波形进行重组 可得到阶梯正弦PWM波形 这种波形正弦度好 dv dt小 对电缆和电机的绝缘无损坏 无须输出滤波器 就可以延长输出电缆长度 可直接用于普通电机 同时 电机的谐波损耗大大减少 消除负载机械轴承和叶片的振动 17 二 高压变频器故障案例 案例1 2011年1月14日 变频器故障断电复位后 一直显示 控制器连接中 控制器未就绪 经仔细辨别检查 发现变频器的C相板卡上的绿色指示灯一直闪烁 A B相的板卡绿色指示灯一直亮着 更换该板卡后 变频器重新上电自检正常 显示 控制器就绪 后送电运行正常 18 19 案例2 2012年2月1日 变频器在变频备用时 突然A相 B相的12个单元全部报 光纤故障 XR 变频器报重故障 经仔细辨别检查 发现变频器的A B相板卡上的绿色指示灯一直闪烁 C相的板卡绿色指示灯一直亮着 更换该2块光纤通讯板卡后 变频器重新上电自检正常 显示 控制器就绪 后送电运行正常 20 21 22 23 24 轻故障分类与报警 系统发生下列故障时 按照轻故障处理 单元旁路运行 变压器轻度过热 柜门连锁故障 单元柜风机故障 电机轻度过热 UPS输入掉电 工控机故障 25 上述任何一个故障发生时 系统给出间歇的 音响报警 和间断的 故障指示 报警状态下 如果用户发出 报警解除 指令 则系统撤消 音响报警 信号 只保留间断的 故障指示 对于轻故障的发生 系统不作记忆处理 故障存在时报警 如果故障自行消失 则报警自动取消 系统运行时如果发生这类故障 变频器并不立即停机 在停机状态下 如果存在这类故障 用户也还能进行启动等操作 26 重故障分类与报警 系统发生下列故障时 按照重故障处理 单元重故障 变压器严重过热 现场机械故障 电机严重过热 闭环运行时给定和反馈掉线 27 上述任何一个故障发生时 系统给出连续的 音响报警 故障指示 高压急切 以及 紧急停机 指令 用户可以用 报警解除 按钮清除报警的音响信号 但系统保持 故障指示 高压急切 以及 紧急停机 指令 以上四类重故障发生后 系统作记忆处理 故障一旦发生 系统报警并自动跳闸停机 如果故障自行消失 故障指示 高压急切 以及 急停 等指令也都一直保持 故障原因被记录 只有故障彻底排除 并且用 系统复位 按钮将系统复位后才能重新开机 28 重故障发生时 高压电源将自动分断 如果因为其他原因没有分断 用户可以用柜门的 急停 按钮将高压电源强行手动分断 29 常见问题的处理措施 单元过电压请检查输入的高压电源正向波动是否超过允许值 如果是减速时过电压 请适当加大变频器的减速时间设定值 变频器输入电压正向波动值最大为 5 30 单元欠电压请检查输入的高压电源负向波动是否超过允许值 高压开关是否掉闸 整流变压器副边是否短路 接线螺栓是否紧固 检查功率单元三相进线是否松动 功率单元三相进线熔断器是否完好 变频器输入电压负向波动值最大为 10 31 单元过电流请检查功率单元输出UV端子是否短路 电机绝缘是否完好 装置是否过载运行 负载是否存在机械故障 如果是启动时过电流 请适当增大变频器的加速时间设定值 32 单元过热请检查环境温度是否超过允许值 单元柜风机是否正常工作 进风口和出风口是否畅通 装置是否长时间过载运行 最后检查功率单元温度继电器是否正常 变频器在尘土较大环境中运行时 请经常清理柜门防尘罩灰尘 如果环境温度超过允许值 用户最好配置空调和通风设备 33 单元缺相请检查输入的高压开关是否掉闸 整流变压器副边是否短路 接线螺栓是否紧固 检查功率单元三相进线是否松动 功率单元三相进线熔断器是否完好 34 单元光纤通讯故障请检查功率单元控制电源是否正常 正常时 L1绿色指示灯发光 功率单元以及控制器的光纤连接头是否脱落 光纤是否折断 35 控制器不就绪控制器自检不能通过时报告该故障 可重新设定变频器参数 再次复位系统尝试 如果仍不能排除 检查电路板之间的连接是否可靠 或更换单片机控制板 36 旁路运行报警个别功率单元出现故障时 本系统可以将其用继电器短路而旁路 在不停机情况下使变频器降额运行 这种情况下系统提供旁路运行报警 系统旁路运行后 用户不能使用变频器长期满额运行 37 柜门连锁报警变压器柜 单元柜或者控制柜的柜门开启时报告该故障 请检查柜门是否严密关闭 行程开关是否完好 配线是否脱落 38 单元柜风机故障表示单元柜的冷却风机有故障 请检查风机的电源及开关 启动电容 风量继电器及风管等附件 39 变压器严重过热整流变压器严重过热节点闭合 请检查变压器副边接线绝缘是否完好 是否短路 装置是否过载运行 环境温度是否过高 变压器的冷却风机是否正常 风路是否通畅 温度控制器功能是否完好 温度控制器过热保护参数是否设定合理 参数是否被非法复位或修改 系统设定的变压器过热保护温度为130 40 变压器轻度过热整流变压器轻度过热节点闭合 请检查变压器副边接线绝缘是否完好 是否短路 装置是否过载运行 环境温度是否过高 变压器的冷却风机是否正常 风路是否通畅 温度控制器功能是否完好 温度控制器过热报警参数是否设定合理 参数是否被非法复位或修改 41 UPS输入掉电报警UPS输入掉电 一般情况下意味着给系统提供的控制电源发生故障 系统在UPS的电池供电下继续运行 用户必须尽快查明控制电源掉电原因 恢复供电 42 PLC无响应工控机试图和PLC建立通讯没有成功 请检查工控机和PLC的通讯电缆和接头 确认PLC是否处于RUN位置 检查PLC是否完好 检查工控机485卡是否损坏 43