王國(guó)強(qiáng) 岳陽(yáng)紙業(yè)股份有限公司 湖南岳陽(yáng)(414002)
ACS800變頻器是ABB公司生產(chǎn)的通用型變頻器,因其具有控制精度高,操作性好,功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。在應(yīng)用中我們常遇到變頻器報(bào)2310故障的情況,本文將對(duì)這一故障進(jìn)行分析并提出處理意見。
根據(jù)變頻器手冊(cè)上的提示,2310故障為OVERCURRENT,即輸出電流過大,超過跳閘極限值。過流跳閘極限值為1.65Imax到2.17Imax,Imax為變頻器的最大輸出電流。該保護(hù)為不可屏蔽的保護(hù)。手冊(cè)[1]對(duì)故障的提示如下:
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從對(duì)該故障的解釋和變頻器的主回路結(jié)構(gòu),我們可知,該故障主要為輸出過流,即負(fù)載端故障,問題出在逆變模塊部分,基本可以排除整流單元和直流母線單元出問題的可能。我們可從如下幾個(gè)方面來排查。
檢查電機(jī)、電纜絕緣是否良好(相間、對(duì)地絕緣大于1兆歐),如果使用的是屏蔽電纜,還應(yīng)檢查電纜與屏蔽層/線的絕緣,如果該處絕緣被破壞,也容易報(bào)接地、缺相或過流;電機(jī)電纜上是否接有功率因數(shù)校正電容或浪涌吸收裝置;檢查外接的編碼器和電纜,如果速度環(huán)出現(xiàn)問題是容易引起報(bào)過流的,如果對(duì)速度精度要求不高的話,可以考慮暫時(shí)脫開編碼器,ABB變頻器的DTC控制速度精度還是比較高的;輸出端是否帶有輸出接觸器或熱元件,如果有,建議取消,因?yàn)樽冾l器的輸出電流非工頻,有大量諧波,容易引起熱元件誤動(dòng)作;而輸出接觸器如果在變頻器正常工作時(shí)誤分?jǐn)啵菀自斐蛇^電壓和過電流擊穿IGBT,引起變頻器報(bào)過流或者過電壓;電纜過長(zhǎng),最大長(zhǎng)度100米。
加減速時(shí)間太短,可適當(dāng)延長(zhǎng)加減速時(shí)間,22組參數(shù)中可修改;99組電機(jī)的額定值輸入不正確,雖然DTC控制速度非???,會(huì)每隔25微秒產(chǎn)生一組精確的轉(zhuǎn)矩和磁通的實(shí)際值,再經(jīng)過電機(jī)轉(zhuǎn)矩比較器和磁通比較器的輸出,優(yōu)化脈沖選擇器決定逆變器的最佳開關(guān)位置,當(dāng)負(fù)載不穩(wěn)定時(shí),有利于抑制過電流,一般推薦都是使用DTC模式,但是如果不能確定電機(jī)額定參數(shù)的情況下,由此建立的電機(jī)模型不準(zhǔn)確將會(huì)導(dǎo)致電機(jī)誤報(bào)警,可以考慮采用標(biāo)量控制;此外過流故障與電機(jī)的漏抗,電機(jī)電纜的耦合電抗有關(guān),所以選擇電機(jī)和電纜一定要按照變頻器的要求去選;20組參數(shù)的輸出轉(zhuǎn)矩限幅值太小,或電機(jī)負(fù)載太大,導(dǎo)致電機(jī)起動(dòng)困難,起動(dòng)時(shí)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在高電流下,報(bào)過流。
電流互感器損壞,其現(xiàn)象表現(xiàn)為,變頻器主回路送電,當(dāng)變頻器未起動(dòng)時(shí),有電流顯示且電流在變化,這樣可判斷互感器已損壞;由于連接插件不緊、不牢或被腐蝕。特別是電流或電壓反饋信號(hào)線接觸不良,會(huì)出現(xiàn)過流故障時(shí)有時(shí)無的現(xiàn)象,不易查找故障原因,此現(xiàn)象經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在腐蝕性大的環(huán)境;主電路接口板電流、電壓檢測(cè)通道被損壞,也會(huì)出現(xiàn)過流。電路板損壞可能是:1)由于環(huán)境太差,導(dǎo)電性固體顆粒附著在電路板上,造成靜電損壞?;蛘哂懈g性氣體,使電路被腐蝕。2)電路板的零電位與機(jī)殼連在一起,由于柜體與地角焊接時(shí),強(qiáng)大的電弧,會(huì)影響電路板的性能。3)由于接地不良,電路板的零伏受干擾,也會(huì)造成電路板損壞;輸出逆變模塊故障。從參數(shù)03.05中可以查到是否逆變模塊故障,以及是哪一路模塊故障。
這類現(xiàn)象比較少見,以下是使用ABB提供的變頻器調(diào)試軟件drivewindow監(jiān)控到岳紙化葦車間轉(zhuǎn)鼓的運(yùn)行曲線,如圖1所示。
圖1變頻器調(diào)試軟件監(jiān)控的轉(zhuǎn)鼓運(yùn)行示意圖
【3】號(hào)線為DCS或PLC給變頻器的起動(dòng)信號(hào),【4】號(hào)線的0位、1位、2位分別為變頻器反饋給DCS或PLC的準(zhǔn)備信號(hào)、運(yùn)行反饋和無故障信號(hào),從圖1中可見,【3】線在正常運(yùn)行中,由于受到線路干擾等原因,出現(xiàn)瞬間為0的現(xiàn)象,隨著該信號(hào)的跳變,電機(jī)的電流【1】線和扭矩【2】線都發(fā)生大幅度的變化。最終導(dǎo)致報(bào)過流跳停。從監(jiān)控中可見該信號(hào)的變化時(shí)間很短,時(shí)間大約為200ms,應(yīng)該是線路上的干擾信號(hào)造成。
對(duì)于常見故障的處理在前面已有較詳細(xì)的闡述,而對(duì)于由控制信號(hào)被干擾引起的過流現(xiàn)象,分析原因應(yīng)為在正常運(yùn)行過程中,起動(dòng)信號(hào)受干擾丟失,變頻器迅速響應(yīng)停機(jī)并將運(yùn)行反饋由1置0,送DCS或PLC,由于在DCS或PLC的編程中,收到運(yùn)行反饋0信號(hào)后,為防止誤動(dòng)作,一般會(huì)設(shè)置2~3s的延時(shí)才將起動(dòng)信號(hào)由1置0,而此期間線路干擾消失,變頻器則又會(huì)收到起動(dòng)信號(hào),于是再次起動(dòng),由圖可見,兩次起動(dòng)的間隔在毫秒間,由于電機(jī)可以看作是感性負(fù)荷,當(dāng)電流突然關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),根據(jù)楞次定律,這個(gè)感生電勢(shì)要維持電流不變,所以方向和變頻器輸出電壓的方向一致,而此時(shí)變頻器又馬上起動(dòng),兩電流疊加構(gòu)成過流,引起變頻器報(bào)過流。
為了避免出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象,我們起用ACS800自定義編程功能,對(duì)起動(dòng)信號(hào)DI1添加了700ms延時(shí)斷開,(詳細(xì)內(nèi)容可參看《ACS800應(yīng)用程序指南》[2])參數(shù)設(shè)置如下:
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通過如上設(shè)置,有效消除了線路上信號(hào)的干擾造成變頻器報(bào)過流的現(xiàn)象。
以上為本人在工作中遇到的問題及一點(diǎn)淺見,以及對(duì)ABB變頻器自定義編程的一點(diǎn)實(shí)際應(yīng)用,如有謬誤望請(qǐng)指正。
[1]《ABB標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序固件手冊(cè)》北京ABB電氣傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司
[2]《ACS800應(yīng)用程序指南》 北京ABB電氣傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司