6SE70_变频器结构简介及常见故障

一MASTERDRIVES变频器结构简介 MASTERDRIVES系列变频器从结构上分为CompactPlus Compacttype Chassistype Cabinetunits 从装置尺寸上为A L尺寸 其中A D尺寸归为室内服务 E尺寸以上为现场服务 在内部结构上 A C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A C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 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 IGBTIGD 门极触发板CT 电流检测 一MASTERDRIVES变频器结构简介 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DC24V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DC24V电压较低5 PMUX300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 Firmwareupdate 普通Drivemonitor数据电缆使用X3001 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A D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DC24V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 APSU电源板电压检测回路故障BPSU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DC24V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DC24V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DC24V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DC15V工作电源短路 F输出侧功率元件门极触发板IGDDC15V工作电源极性接反 故障现象 3