关键词：高压变频器      故障原因    采取措施    

 

我公司聚甲醛挤出机高压变频器采用的是西门子德国原装进口产品，型号为：6SR4102-2GC41-2BF0-Z，输入6.3kV/102A，输出6.6kV/100A，冷却方式：室内自循环风冷。完美无谐波变频器是西门子公司设计制造的脉宽调制变频器系列。该变频器采用完美无谐波变频器系统，具有如下优点品质：提供纯净的输入特性，提供高功率因数，提供几近完美的正弦波输出。此变频器由四部分组成：变压器部分、用户I/O部分、控制部分和单元部分。西门子高压变频器在我公司使用过程中，碰到了一些问题，下面介绍西门子高压变频器的常见故障现象、原因分析及处理方法。

1.典型事故及处理过程

1.1事故经过

聚甲醛挤出机现场正常停车后，电气工作人员对高压变频器进行检查，将变频器15个功率单元模块移出柜体进行清扫、紧固。全部工作结束后，我们将变频器的高压电、控制电均送电后，现场控制面板显示变频器未准备就绪，高压变频器报警灯亮，操作柱绿灯亮，开车之后操作柱红灯闪一下，紧接着绿灯亮，电机未启动，变频器故障指示灯亮，变频器报“Excessive Drive losses”（变频器损耗大）、“Meduim Voltage Low 1”（输入电压低1）、“Meduim Voltage Low 2”（输入电压低2）、“Input Protection Programe”（输入保护）等故障。

1.2事故处理

控制电上电后，变频器报警灯亮，显示“Network 1 Communication”（网络1通讯），是因为无外部网络连接，此报警显示应不影响变频器运行。但是故障灯亮，并报“Input Protection Programe”（输入保护）故障，说明变频器确实有问题。运行人员针对输入电压低，首先检查高压侧母线，发现此时线路电压A相6.15kV，B相6.18kV，C相6.12kV，不存在输入电压低的现象。随机利用面板上的Reset键，对变频器故障进行复位，故障灯仍然亮；然后，利用变频器内部的复位钥匙，对变频器进行复位，故障依然存在。我们怀疑变频器测量不准确，停掉控制电后，打开变频器控制柜，将中央处理单元的控制板拔出，进行吹扫后，重新插接并确保插接牢固，再次上电后，故障仍未消失。随即，我们对变频器的2面控制柜进行全面彻底的检查，发现控制柜内部F321、F323保险爆。我们对照原理图将这两个保险对应的功率单元A320取下后用万用表测量3个整流二极管，发现A、B相二极管导通良好，C相二极管击穿，而且功率控制单元封盖有放电烧焦的痕迹。我们将击穿的二极管及保险更换后，送控制电，变频器故障指示灯灭，运行正常，工艺正常开车。

1.3原因分析

1.3.1变频器故障指示灯亮，表示变频器确实存在内部故障。在没有查明故障原因前，不应送高压电对变频器进行冲击。

1.3.2变频器发生故障报警，在进行故障的查看时，会显示很多条故障信息，为了快速准确的查明故障原因，应查看最早的故障信息，此条信息是变频器最先发生的故障，也是故障灯亮的主要原因。

1.3.3变频器功率单元顶盖有击穿放电的现象，是因为清扫作业人员在清扫紧固过程中未逐一对功率单元的所有二极管进行紧固，致使C相二极管压接螺丝松动，造成变频器启动过程中二极管放电击穿。红灯闪烁一下熄灭，说明送高压电时未压接牢固的整流二极管瞬间击穿，致使变频器输入保护。

2.故障/报警类型和变频器的响应

3.常见的故障类型、原因及采取的措施

3.1 Medium voltage low 1（输入电压低 1）

故障类型：报警A

故障原因：变频器输入电压低于额定输入电压的90%。

采取措施：使用伏特表检查系统接口板上测试点(VIA/TP1, VIB/TP2, VIC/TP3)的电压，

额定输入电压时的数值应为~3.8V，低于~3.4V（90%）将触发欠压条件。注意：该报警可能只是瞬态的，测量时不一定出现。

3.2 Medium voltage low 2（输入电压低 2）

故障类型：报警A

故障原因：变频器输入电压低于额定输入电压的70%。

采取措施：使用伏特表检查系统接口板上测试点(VIA/TP1, VIB/TP2, VIC/TP3)的电压，

额定输入电压时的数值应为~3.8V，低于~3.4V（90%）将触发欠压条件。注意：该报警可能只是瞬态的，测量时不一定出现。

3.3 Excessive Drive Losses（变频器损耗过大）

故障类型：SOP

故障原因：变频器估算的功耗过大，可能是因为：(1)单元内部故障，(2)在输入/输出侧电压和电流测量的标定出错

采取措施：1. 断开中压，目视检查所有单元及其与变压器次级的连接；与西门子联系，请求现场支持。2.在变频器在超过 25%的额定值情况下，检测估算的变频器效率是否超过 95%。如果不是这种情况，就需要检查电压和电流的标定。

3.4 xx Link （XX单元通讯链接）

故障类型：故障F

故障原因：单元通讯链接故障。

采取措施：1.检查光纤。2.单元可能需要检查。

3.5 Over Speed Fault（超速故障）

故障类型：故障F

故障原因：电机速度超过限幅值菜单(1120)中过速设定值(1170)参数。通常由不正确设置或调整变频器引起。

采取措施：检查电机参数菜单(1000)和变频器参数菜单(2000)中的参数是否与电机和变频器铭牌值一致。

3.6 Mtr Therm Over Ld Fault（电机热过载故障）

故障类型：故障F

故障原因：电机温度(或电机电流)超出过载时间参数指定的时间。

采取措施：检查过载时间参数(1150)设定是否正确。

3.7 Motor Over Volt Fault（电机过压故障）

故障类型：故障F

故障原因：系统接口板上测试点 VMA/TP5, VMB/TP6 和VMC/TP7 的信号超过“限幅值菜单（1120）”中“电机跳闸电压参数（1160）”设定的阈值。该故障通常由不正确设置或调整变频器引起。

采取措施：1）检查“电机参数菜单（1000）”和“变频器参数菜单（2000）”中的设定值是否与变频器和电机的额定值一致。

2） 检验系统接口板上测试点 VMA/TP5，VMB/TP6 和 VMC/TP7 的信号在+/-12V之内。如果电压不正常，检查电机检测单元上的分压电阻或更换系统接口板。

3.8 A/D Hardware Alarm（A/D 硬件报警）

故障类型：报警A

故障原因：A/D 板硬件出错。

采取措施：更换 A/D 板。

3.9 Cell Bypass Com Fail（单元旁路通讯失败）

故障类型：故障F

故障原因：主控系统没有与中压旁路板通讯。

采取措施：1）检查调制器板和中压旁路板间的光纤连接是否完整。

2）更换调制器板。

3） 更换中压旁路板。

3.10 Power Fuse Blown（电源保险丝熔断）

故障类型：故障F

故障原因：一个或几个单元的输入电源保险丝开路。

采取措施：确定保险丝熔断的原因并修复（如果需要）和更换保险丝。

3.11 xx DC Bus Low Warning（xx 直流母线电压低警告）

故障类型：报警A

故障原因：单元直流母线电压低于报警值。

采取措施：检查是否只有单相输入，输入电压低或输入保险丝熔断。

3.12 DC Bus Over Volt（直流母线电压过高）

故障类型：故障F

故障原因：单元中母线电压超过 800VDC（对 460VAC 单元）或 1200VDC（对 690VAC 单元）（即 VDC 测试点的信号>8.0 VDC）。通常由于再生限值过高或不正确调整变频器引起。

采取措施：1）检查“电机参数菜单（1000）”和“变频器参数菜单（2000）”中的参数设定值是否与电机和变频器铭牌值一致。

2）降低“限幅值菜单（1120）”中的“再生转矩限幅值参数（1200，1220，1240）”。3）降低“磁通控制菜单（3100）”中“磁通调节器比例增益（3110）”和“磁通调节器积分增益（3120）”。

4）如果故障在旁路模式下发生，将“磁通控制菜单（3100）”中“节能最小磁通（3170）” 参数值至少增大到 50%。

5）如果测量信号（前面部分）正常，更换调制器板。

4.结束语

高压变频器在运行过程中，大多因二极管击穿、保险熔断而引发跳车事故。为避免此类事故的重复发生，我们将高压高压变频器功率单元的二极管全部进行了更换和紧固，并定期对高压变频器进行清扫维护，保证高压变频器运行环境良好。更换、紧固二极管后，变频器的故障率大大降低。

作者简介：

姓名 ：蒋绍凤  ，出生年份：1980年11月，性别：女，学位/职位：学士/工程师，工作单位：兖矿鲁南化工有限公司电气车间，主要研究方向：化工电气技术管理工作。

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