西門子 6RA80直流調(diào)速F6030*診斷方法

6RA80晶閘管靜態(tài)特性

1）當(dāng)晶閘管承受反向電壓時(shí)，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。

2）當(dāng)晶閘管承受正向電壓時(shí)，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能導(dǎo)通。

3）晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去了控制作用，不論門極觸發(fā)電流是否存在，晶閘管都會(huì)保持導(dǎo)通。

4）晶閘管關(guān)斷條件，流過晶閘管的電流降到接近于 0 的某一數(shù)值以下。

邏輯無環(huán)流 SINAMICS DCM 四象限裝置的自動(dòng)換向是由邏輯無環(huán)流控制與電流調(diào)節(jié)回路來共同完成的。當(dāng) I 組晶閘管工作時(shí)，用邏輯電路鎖 II 組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使它*處于阻斷狀態(tài)，確保 I 組和 II 組晶閘管不同時(shí)工作，從而切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)。但導(dǎo)通的 I 組晶閘管并不能在觸發(fā)脈沖取消的那一瞬間立即被關(guān)斷，必須待流過晶閘管的電流低于維持電流時(shí)才能完成關(guān)斷。如果對(duì)兩組橋的觸發(fā)脈沖鎖和開放是同時(shí)進(jìn)行，原來導(dǎo)通的 I 組不能立即關(guān)斷，而原來鎖的 II 組導(dǎo)通，出現(xiàn)兩組橋同時(shí)導(dǎo)通的情況，若沒有環(huán)流電抗器將會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流把晶閘管燒毀。為此首先應(yīng)使以導(dǎo)通的 I 組晶閘管斷流，妥當(dāng)處理主回路內(nèi)電感存儲(chǔ)的電磁能量，主回路電流變?yōu)?0，晶閘管恢復(fù)阻斷能力，隨后在開通原鎖的 II 組晶閘管，使其觸發(fā)導(dǎo)通。

2.5 逆變可控硅在逆變狀態(tài)下不能正常換相，直流電源就會(huì)通過可控硅電路形成短路，或者使變流器輸出的平均電壓和直流電動(dòng)勢(shì)變成順向串聯(lián)，由于逆變電路的內(nèi)阻很小，形成較大的短路電流，出現(xiàn)這種情況稱為逆變失敗，或叫做逆變顛。

3 故障觸發(fā)主要原因

1）供電電源系統(tǒng)不穩(wěn)定，比如電網(wǎng)電壓存在較大波動(dòng)，瞬時(shí)跌落等情況，對(duì)于 4Q 裝置來講，若處于回饋/發(fā)電狀態(tài)時(shí)，交流電源發(fā)生缺相或者突然消失，由于直流電動(dòng)勢(shì)的存在，晶閘管仍可導(dǎo)通，此時(shí)直流調(diào)速器的交流側(cè)由于失去了同直流電動(dòng)勢(shì)極性相反的交流電壓，因此直流電動(dòng)勢(shì)將通過晶閘管使電路短路從而出現(xiàn)逆變顛，對(duì)于電源不穩(wěn)定和頻繁制動(dòng)的場(chǎng)合，也可能會(huì)發(fā)生逆變顛，導(dǎo)致熔斷器或整流裝置的損壞。

2）驅(qū)動(dòng)器自身硬件問題，首先觸發(fā)電路不可靠不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖，如果發(fā)生脈沖丟失、脈沖延時(shí)等現(xiàn)象至晶閘管不能正常換相，這樣會(huì)使交流電源與直流電動(dòng)勢(shì)順向串聯(lián)，形成短路。晶閘管自身發(fā)生故障，在應(yīng)該阻斷期間的晶閘管失去阻斷Unrestricted 5 Copyright ? Siemens AG Copyright year All rights reserved 能力，或在應(yīng)該導(dǎo)通期間的晶閘管不能導(dǎo)通，造成換相故障;對(duì)于 4Q 裝置由于晶閘管特性問題，特別是正反橋切換時(shí)該關(guān)閉的晶閘管沒有及時(shí)關(guān)閉會(huì)造成正反橋短路形成環(huán)流等現(xiàn)象。

3）對(duì)于他勵(lì)直流電機(jī)來講，滑環(huán)碳刷等對(duì)于過流觸發(fā)的影響；電機(jī)繞組絕緣的影響；連接線路上的影響等。

4）測(cè)速系統(tǒng)的影響，比如 EMC 干擾編碼器或模擬測(cè)速機(jī)，編碼器缺少脈沖，模擬測(cè)速機(jī)反饋電壓波動(dòng)大等造成觀測(cè)的實(shí)際轉(zhuǎn)速波動(dòng)很大，系統(tǒng) PI 參數(shù)調(diào)整過硬等情況亦可發(fā)生過流現(xiàn)象。

5）負(fù)載的影響，對(duì)于某些應(yīng)用，諸如冶金主軋機(jī)，沖擊性負(fù)荷，在負(fù)載很重，電網(wǎng)條件波動(dòng)及系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整較硬時(shí)容易出現(xiàn)過載，此時(shí)不局限于逆變顛，在電動(dòng)/整流狀態(tài)亦有可能發(fā)生過流。對(duì)于一些特殊應(yīng)用，比如大電感負(fù)載（電磁鐵），短路應(yīng)用（電解）等負(fù)載特性不同所帶來的可能過流的問題。

6）軟件參數(shù)設(shè)置，比如電流環(huán)及速度環(huán)的 PI 特性，編碼器噪聲（毛刺），4Q 的死區(qū)時(shí)間設(shè)置不合適；觸發(fā)角度限幅設(shè)置不合適導(dǎo)致?lián)Q相裕量角不足，引起換相失敗等；對(duì)于特殊負(fù)載應(yīng)用的前饋設(shè)置，長(zhǎng)脈沖設(shè)置等。

4 故障詳細(xì)分析與處理

4.1 故障值解析當(dāng)裝置報(bào)出 F60300 故障時(shí)，首先需在 r949 中確認(rèn)其故障值。

故障值=1 換相失敗，因?yàn)閾Q相晶閘管沒有注入關(guān)斷電壓。(僅限 p50166=1 時(shí)) 可能原因:僅在激活參數(shù) p50166=1 時(shí)才有效（激活晶閘管關(guān)斷電壓的計(jì)算），可通過r50047[1]中顯示的晶閘管狀態(tài) (r53146)來判斷哪個(gè)晶閘管出現(xiàn)的問題。

故障值=2 電流沒有流入正確的晶閘管或電流峰值曲線向上拐。 當(dāng) r50047[1] = 1 時(shí)表示“電流沒有流過正確的晶閘管" 可能原因：電源板觸發(fā)電路問題可更換電源板測(cè)試，晶閘管發(fā)生故障，應(yīng)導(dǎo)通的期間器件不能導(dǎo)通，應(yīng)該阻斷的期間無法阻斷，檢查可控硅性能是否正常。 當(dāng) r50047[1] = 2 時(shí)表示“電流峰值向上拐" 可能原因：首先確認(rèn)電機(jī)是否做過優(yōu)化，檢查速度調(diào)節(jié)器的特性是否過硬，合理設(shè)置速度環(huán) PI 參數(shù) p50225，p50226 以及電流環(huán) PI 參數(shù) p50155，p50156；檢查測(cè)速機(jī)或編碼器反饋信號(hào)是否正常，合理設(shè)置參數(shù) p50200 進(jìn)行濾波，檢查可控硅是否損壞。同 時(shí)也可以做離線故障 trace，檢測(cè)報(bào)故障時(shí)裝置電壓，電流，觸發(fā)角等情況。

故障值=3 電流峰值超出了 290% 的電樞實(shí)際額定直流電。Unrestricted 6 Copyright ? Siemens AG Copyright year All rights reserved 可能原因：檢查裝置相間是否短路，環(huán)流（四象限裝置）或者負(fù)載側(cè)短路，EMF 過高，檢查可控硅是否損壞，檢查電機(jī)絕緣以及接地是否正常，同時(shí)可通過參數(shù) r50047[1]-r50047[7]了解報(bào)故障時(shí)裝置的觸發(fā)角度，電流 電壓數(shù)值。做離線故障 trace，建議 trace參數(shù) r52950.0 r52950.1 r52950.2 r52952.0 r52952.2 r52952.3。  故障值=4 并聯(lián)的 SINAMICS DCM 被檢測(cè)出換向錯(cuò)誤或過電流。 故障值=5 通過 p51583 給出了測(cè)試指令?？赡茉颍杭せ盍藚?shù) p51583（CCP 測(cè)試）。

4.2 換相保護(hù)裝置 SIMOREG CCP 調(diào)速器換相保護(hù)裝置 SIMOREG CCP 用于在調(diào)速器運(yùn)行模式下發(fā)生調(diào)速器換相故障時(shí)，保護(hù)換相的 SINAMICS DC MASTER 變頻器。 開關(guān)操作失控、線路供電下降（弱線路供電、雷暴等）都會(huì)導(dǎo)致?lián)Q相無法完成（換相故障）。這樣一來在重新生成的反饋方向上，會(huì)有高電流流過供電線路或在調(diào)速器中出現(xiàn)環(huán)流。這會(huì)導(dǎo)致熔斷器燒毀，或者在某些情況下可能會(huì)摧毀半導(dǎo)體器件。

SINAMICS DC MASTER 的固件會(huì)識(shí)別出是否將要出現(xiàn)調(diào)速換相故障，然后向 SIMOREG CCP 發(fā)出關(guān)閉調(diào)速器中的功率半導(dǎo)體器件的命令。然后 SIMOREG CCP 會(huì)關(guān)閉功率半導(dǎo)體器件，確保在電機(jī)中存在降低電流的條件，并吸收存儲(chǔ)在電機(jī)中的磁能，將其轉(zhuǎn)換成電能。 SIMOREG CCP 可以在發(fā)生調(diào)速器換相故障時(shí)，將電流限制在一個(gè)安全值，從而保護(hù)可控硅和相關(guān)的快速熔斷器。這就避免了需要在變頻器發(fā)生換相故障后更換熔斷器的麻煩和時(shí)間消耗。盡管不能防止調(diào)速器換相故障，但是卻可以減輕它的影響。