闞復(fù)壤
(天津港遠航國際礦石碼頭有限公司,天津 300452)
淺析西門子6SL3310型變頻器的維護
闞復(fù)壤
(天津港遠航國際礦石碼頭有限公司,天津 300452)
依據(jù)變頻器在港口起重機中上運行的特點,使用專業(yè)工具將西門子變頻器6SL3310拆解,對內(nèi)部元器件進行定期檢查維護,恢復(fù)變頻器各項技術(shù)指標(biāo),從而保證設(shè)備在維修保養(yǎng)周期內(nèi)正常運行。
變頻器;維護;注意事項
隨著港口運輸事業(yè)的發(fā)展,天津港的發(fā)展步伐也越來越快,其在濱海新區(qū)發(fā)展中的位置越來越重要,港口起重機械向大型化、專業(yè)化方向發(fā)展,這就要求現(xiàn)代港口起重機械在電氣傳動控制、調(diào)速性能等要求比一般機械要高,以保證在進行作業(yè)時平穩(wěn)、可靠,且有良好的低速就位性能。傳統(tǒng)的調(diào)速控制系統(tǒng)已難以滿足港機作業(yè)的要求,變頻器以其寬廣的調(diào)速范圍、較高的穩(wěn)速精度、快速的動態(tài)響應(yīng)以及能在4個象限作可逆運行的優(yōu)越性能,已在港口機械中得越來越廣泛地應(yīng)用。但是,變頻器在工作中受到港口工作環(huán)境、溫度、粉塵以及內(nèi)部元件老化的影響,變頻器運行過程會出現(xiàn)一些潛在問題,在一定程度上影響了變頻器長期穩(wěn)定地運行,所以從這個意義上來說變頻器使用過程中的維護保養(yǎng)就顯得格外重要。
天津港遠航國際礦石碼頭有限公司是一個30萬噸級專業(yè)化礦石碼頭,堆場布置有5臺大機,分別為兩臺堆取料機、兩臺取料機和一臺堆料機,可同時進行4條線的堆取料作業(yè),其中堆場斗輪機的變頻器使用德國西門子變頻器。
針對港口起重機運行特點,采用變頻調(diào)速時必須解決的關(guān)鍵技術(shù)如下:(1)低頻時能保證恒轉(zhuǎn)矩輸出,以避免低頻時滿負載工況下發(fā)生停滯的現(xiàn)象。(2)滿載時在空中制動或再提升不產(chǎn)生滑鉤現(xiàn)象。港口起重機都裝配有機械制動器,在機械制動器回路與變頻器加、減時間的匹配非常關(guān)鍵。在運行過程中,既要防止溜鉤現(xiàn)象,又必須防止由于時間不當(dāng)而引起松閘太慢或抱閘太快致使電動機堵轉(zhuǎn)導(dǎo)致變頻器保護跳閘,使工作中斷。在實際應(yīng)用中,通過在啟動時控制制動器延時松閘,停止時控制變頻器零速信號進行抱閘,能較好控制溜鉤現(xiàn)象。(3)電機減速或重物下放時,再生制動能量必須迅速釋放。對再生制動能量的處理有兩種:一是用制動單元和制動電阻來吸收;另一種是通過在直流側(cè)設(shè)置公共母線的逆變橋使之回潰到電網(wǎng)。
變頻器的主要功能便是降低電機啟動電流,我公司使用的德國西門子6SL3310型變頻器采用交—直—交的工作方式穩(wěn)壓,通過閉環(huán)控制,對設(shè)備的大車、卷盤、回轉(zhuǎn)進行驅(qū)動。大車與回轉(zhuǎn)為雙變頻器控制,卷盤為單變頻器控制。
堆場斗輪機主要機構(gòu)基本都由變頻器驅(qū)動,一旦變頻器故障,設(shè)備便無法運行,延誤生產(chǎn),給公司帶來損失。為了避免影響設(shè)備運行,因此對變頻器的定期檢查與維護是必不可少的。
定期檢查內(nèi)容:(1)檢查主回路端子螺栓松動情況。(2)通過熱成像儀檢查銅排、電纜、元器件是否過熱。(3)檢查電纜表皮有無損傷,絕緣是否良好。(4)對變頻器易損部件電容器、風(fēng)扇的運轉(zhuǎn)情況進行檢查,關(guān)注風(fēng)扇軸承運行狀況。
定期維護以大車變頻器6SL3310為例進行具體維護步驟介紹:(1)斷電。將變頻器進線電源斷掉。首先拉低壓進線柜總閘,然后拉下驅(qū)動控制電源閘,再等5分鐘電抗器充分放電后方可進行操作。(2)拆解。大車變頻器為大功率變頻器,體型較大,拆卸時需要分步驟進行:(a)拆卸面板,將控制單元上的DP通信插頭、編碼器插頭、控制電插板和故障反饋插板等拔掉,最后將控制單元CU310拆掉。(b)拆下接口板CIM。(c)將三相電進線螺絲松開,拆下三相進出電線,將功率模塊PWB拆下。(d)將整流單元、逆變單元、電路板、電容連接母排和預(yù)充電阻等進行拆卸。(e)拆下冷卻風(fēng)機。(3)清潔部件。對拆下部件以及變頻器柜內(nèi)設(shè)施使用吸塵器將表面塵土吸凈,然后使用噴上無水酒精的棉布進行擦拭、清潔。(4)檢查設(shè)備及數(shù)據(jù)測量。使用萬用表對整流單元、逆變單元二極管的電阻及特性進行測量,測量直流母線電容特性,測量預(yù)充電阻阻值。最后使用500MΩ表對線路及部件進行絕緣測量。將測得數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進行對比后,檢查數(shù)據(jù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。(5)安裝。首先,使用扭力扳手按照標(biāo)準(zhǔn)力矩將整流單元、逆變單元、電路板、預(yù)充電阻和銅排等螺絲進行緊固;其次,將拆下的功率模塊PWB、冷卻風(fēng)機、接口板CIM和控制單元CU310等,按順序重新裝回變頻器柜內(nèi);再次,將DP通信插頭、編碼器插頭、控制電線插板和內(nèi)部接線等回裝到位;最后,檢查是否還有遺漏部件。(6)送電試車。先送控制電,檢查變頻器通訊、CPU通信是否正常,是否報有故障,在一切正常的情況下送三相主電源。一切恢復(fù)后程序PLC沒有報故障情況下安排司機進行試車,同時使用STARTER軟件對設(shè)備運行狀況進行監(jiān)控,錄制波形圖,通過波形圖來判斷設(shè)備運行狀況。(7)對電氣房室內(nèi)溫度與濕度使用儀器進行測量。
(1)所有維修工作必須在輸入側(cè)空開OFF,且充電指示燈滅后進行。注意高壓危險,功率模塊中的電容器充分放電后,再進行作業(yè)。(2)IGBT門極開路條件下,不允許主回路通電。(3)所有電解電容、主控板、驅(qū)動板,由于INV載波頻率高,空間電場強,應(yīng)定期除塵,檢查板卡是否松動,主控箱風(fēng)扇是否能靈活轉(zhuǎn)動。檢查變頻器、電機、風(fēng)機等是否有過熱、變色或有異味。(4)溫度與濕度對變頻器影響也十分大,良好的室內(nèi)環(huán)境與室內(nèi)密封情況可以延長變頻器的使用壽命,減少故障率。
采用變頻器作為異步電動機驅(qū)動器,盡管其可靠性很高,但是如果維護保養(yǎng)跟不上或使用不當(dāng),也會造成變頻器的損壞,要想在生產(chǎn)過程中,使用好變頻器,熟悉變頻器的結(jié)構(gòu)原理,了解常見故障,做好日常保養(yǎng),對于技術(shù)人員尤為重要。
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