西门子G120XA变频器6SL3220-1YD12-0UB0额定功率G120XA,1.1kW 380 V -20%至440V+10%,三相交流未滤波,110%每5分钟50s,不带HMI设备6DI,4DO,2AI,2AO,1MOT _ T FSA HxWXD: 232x73x232。
西门子生产的变频器以其强大的通讯功能、全面的配套软件、高控制精度、低价格而广受大众欢迎。但正是因为价格低,逆变器制造时原器件的富余量太小,比如耐压、耐温、耐压、抗电流冲击、接地性能等等。所以在国内使用的实践中问题相对较多。
西门子生产的变频器系列产品主要有:矢量MM440系列、节能MM430系列、通用MM420系列、简易MM410系列、SIMAMICS G110系列、SIMATIC ET 200FC系列、工程6SE70系列等。
其中,西门子工程6SE70系列变频器是西门子公司引进矢量控制技术和多项先进制造工艺的高性能变频器。它具有优良的速度控制和转矩控制特性,完备的保护功能和灵活的编程能力,在工程中应用广泛。
2西门子变频器接地技术要求
变频器的正确接地是保证安全、减少电磁辐射和干扰的重要手段。变频器接地端子的接地电阻越小越好。接地导线的截面积不小于2mm2,长度应控制在20m以内。变频器的接地点必须与电力设备的接地点分开,不能共用。信号输入线的屏蔽层要接到接地端,另一端千万不要接到接地端;否则会引起信号波动,使系统振荡。电机电缆的屏蔽层应在电机端可靠接地。屏蔽层应该按照宽度大于长度的1/5的原则扭曲, 电机电缆的屏蔽层应在电机电缆接线盒的出线孔处360度接地。变频器和控制柜应电气连接。如果实际安装有困难,可以使用铜导线进行跨接。
3西门子变频器接地故障的诊断与处理
1)电机接地故障。电机运行过程中,由于轴承或线圈发热,电机线圈的接地或绝缘性能变差,导致接地故障。此时,电机需要大修;
2)连接电缆的接地故障。连接电机和变频器的电缆损坏或过热会造成绝缘性能不良,也容易造成接地故障。此时必须对损坏的电缆进行绝缘包扎或更换电机、变频器的电缆;
3)变频器内部故障。变频器长时间运行后,内部电路板的绝缘性能变差,也会造成对地绝缘电阻过小,成为接地故障。此时需要对逆变电路板进行绝缘处理,停电后喷涂绝缘漆,可以排除此故障;
4)开机显示正常。启动操作,就是跳“GF”故障,它不跑,或者根本没有跑的迹象,很快就跳到了接地故障。此时“GF”故障相当于其他逆变器的“OC”故障,故障出在逆变器模块或驱动电路。在发送触发脉冲的时刻,CPU检测到IGBT管具有异常大的管压降,并且在触发脉冲期间不能正常开启。其实在这段时间里,变频器的电流互感器根本没有检测到输出电流的信号。此时,“GF”故障信号由驱动电路的模块故障检测电路反馈给CPU。
修理和检查:检测逆变块的质量,特别是触发端子的检查;检查驱动电路,尤其是驱动电源的滤波电容,测量驱动电压是否正常,但是否具有一定的电流驱动能力。
5)运行中的“GF”故障由电流检测电路报告。需要区分两个方面。一方面是正常故障停机动作,电流互感器检测到异常过流,上报CPU进行故障停机保护;一方面,电流互感器后续的电流信号处理电路较差,如电阻元件的变值,使得“GF”故障电压的设定点漂移,造成故障的误报警。来自电流互感器的信号经过运算放大器处理,送到CPU进行电流显示和故障报警处理,一路送到电压比较仪,报“GF”故障。
维修检查:确认故障为虚惊时,无需更换主板进行维修。对电流互感器及其后续电路的详细调查应该能够修复它。
6SE70系列变频器共用DC总线的接地分析
共用DC总线的6SE70系列整流器、逆变器和制动单元组成的系统可以实现转矩、转速等多种控制模式,具有软件自检和硬件自检功能,综合检测和诊断功能也较强。在该系统中,熔断器隔离开关安装在DC总线和逆变器驱动之间,以保护逆变器。
1)报告“F100GRNDlnit”
故障信息:在接地故障测试期间,测量到不等于0的电流,或者即使没有触发电子管,UCE监控或过流监控也能从r376读出故障原因。
处理措施:检查变频器输出是否有短路或接地故障;(-X2U2V2W2-含电机)检查CU板是否安装正确;结构尺寸1和2:检查PEU板A23上的晶体管模块是否短路;结构尺寸3和4:检查晶体管模块-A100-A200-A300是否短路。
2)报告“F101GRNDUCE”
故障信息:接地故障测试时,UCE监测反应发生在无管触发阶段。r376参数可用于了解哪个UCE监视器已响应。
处理措施:检查电源管是否短路,用光纤检查触发单元的接线和控制触发器的UCE返回信号,检查是否匹配正确。
3)报告“F102GRNDPhase”
故障信息:接地故障测试时,电流流入无管触发的相,或有管触发的相,UCE有监测响应。从r949读出故障值,X位置的数字表示通电时发生故障的电子管。
x=1=V+x=2=V-x=3=U+
x=4=U-x=5=W+x=6=W
X位置的数字指定1不等于0的相位,因此一个电子管有缺陷(总是导电)。
x=1=Phase1(U)
x = 3 =相位3(W)
x = 4 =相1(U)或相3(W)
处理措施:检查缺陷管的相位(始终导通)。
4)报告“f103接地故障”
故障信息:接地故障或电源部分故障在接地故障测试期间,电流从管道的触发相流出,过流比较器反应,或UCE监测被触发管道的一相反应。故障值可以从r949读出,X位置的数字决定了接通时有故障的管X = 1 = V+X = 2 = V-X = 3 = U+X = 4 = U-X = 5 = W+X = 6 = W。
处理措施:检查电机包括其电源线是否有接地故障。如果没有接地故障,检查电源部分是否有导电管。第X位数字表示1不等于0的相位,因此一个电子管有缺陷(总是导通)。在检测接地故障期间,电机速度应小于额定速度的10(%)。
5结论
变频控制系统的工作电压高。当导线与金属外壳短路时,会使金属外壳对地形成高压。为了保护人员和设备免受损坏,逆变器控制系统通常不带电的金属部分必须接地。不同的制造商在变频控制系统中有不同的接地连接。有些系统将保护地与电源地相连,而有些系统则不允许这两个地方相连。因此,必须根据制造商的接地安装说明进行正确的保护接地。
参考
[1]丁剑锋。西门子变频器的维护与保养研究[J].科技致富指南,2010(14)。
徐万良。变频器控制电路的一点接地[J].黑龙江造纸,2006,34(2)。
马福军,周维元,高。变频调速电梯控制和驱动系统中接地技术的研究[J].电力传动,2009,39(4)。
李湛山。变频器系统的正确接地抗干扰[J].电气开关,2008,46(1)。
肖明云。西门子6SE70系列变频器调试注意事项[J].中华纸业,2001,22(8)。