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ABB原裝變頻器ACS 2000常見故障與方法測試
ABB原裝變頻器ACS 2000常見故障與方法測試
ABB發(fā)明,、制造了眾多產(chǎn)品和技術(shù),，其中包括一套三相輸電系統(tǒng)、世界上臺自冷式變壓器,、高壓直流輸電技術(shù)和臺電動工業(yè)機器人,，并將它們投入商業(yè)應(yīng)用。ABB擁有廣泛的產(chǎn)品線,，包括全系列電力變壓器和配電變壓器,，高、中,、低壓開關(guān)柜產(chǎn)品,，交流和直流輸配電系統(tǒng)，電力自動化系統(tǒng),，各種測量設(shè)備和傳感器,，實時控制和優(yōu)化系統(tǒng)，機器人軟硬件和仿真系統(tǒng),，節(jié)能的電機和傳動系統(tǒng),，電力質(zhì)量、轉(zhuǎn)換和同步系統(tǒng),，保護電力系統(tǒng)安全的熔斷和開關(guān)設(shè)備,。這些產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè),、電力和公共事業(yè)中。
ABB變頻器是由ABB集團研發(fā),、生產(chǎn),、銷售的變頻器品牌。主要用于控制和調(diào)節(jié)三相交流異步電機的速度,，并以其穩(wěn)定的性能,、豐富的組合功能、高性能的矢量控制技術(shù),、低速高轉(zhuǎn)矩輸出,、良好的動態(tài)特性及*的過載能力，在變頻器市場占據(jù)著重要的地位,。
ABB變頻器相關(guān)產(chǎn)品推薦：
ACS 2000
ACS 510
ACS140
ACS100
ACS400
ACS550
ACS150
ACS350
ACS800
如果你被置于某種地位的時間足夠長久,，你的行為就會開始適應(yīng)那種地位的要求。
ACS2000通用型變頻器提供了簡單、可靠的電機控制,，適于范圍廣泛的應(yīng)用,。它可靠性高，安裝便捷,，調(diào)試快速,，使用戶成本得以降低。ACS2000可用于電網(wǎng)電壓4.0千伏至6.9千伏直接電網(wǎng)連接的標準感應(yīng)電機的調(diào)速改造,，也適用于通過簡單的雙繞組輸入隔離變壓器以滿足不同的網(wǎng)側(cè)電壓場合,。
ACS2000
空冷型ACS2000變頻器于水泥、礦山與采礦,、冶金,、制漿與造紙、水,、電力以及化工,、石油天然氣等行業(yè)的風機、泵,、壓縮機以及其他公共應(yīng)用,。
ACS2000變頻器融合了創(chuàng)新技術(shù)，以應(yīng)對業(yè)界挑戰(zhàn),，比如對靈活供電電源連接,、更低諧波、降低能耗,、靜態(tài)無功補償以及安裝,、調(diào)試便利的需要。
技術(shù)參數(shù)：
變頻器類型
VSI
電壓源型逆變器
典型應(yīng)用
泵,風機,傳送帶,擠出機,攪拌機,壓縮機,研磨機,適用于現(xiàn)有電機的改造
典型系統(tǒng)圖
變頻器冷卻方式
空冷(A)
功率范圍
A:250千瓦至2500千瓦
輸入部分
有源前端(AFE)：高壓IGBT
高壓二極管(DFE)：24脈沖整流器
輸出部分
高壓IGBT:5電平VSI,9電平輸出波形
輸出電壓
4.0千伏至6.9千伏
高輸出頻率
75赫茲
弱磁
>25赫茲(高1:3)
特點及優(yōu)點
-整個速度范圍內(nèi)的恒定的電網(wǎng)功率因數(shù)
-DTC(直接轉(zhuǎn)矩控制)
-無熔斷器
可選項舉例
-可以直接掛網(wǎng)連接,，也可通過單獨的雙繞組變壓器或集成變壓器連接到電網(wǎng)
-無功補償和能量回饋
-輸出正弦波濾波器
-冗余風機
-用于監(jiān)控的擴展I/O接口
-豐富的現(xiàn)場總線接口
電機類型
感應(yīng)電機
產(chǎn)品特性:
適于直接電網(wǎng)連接或帶輸入隔離變壓器應(yīng)用
直接電網(wǎng)連接(無變壓器)應(yīng)用為用戶降低成本
更簡單的變頻傳動系統(tǒng)集成
三進三出的布線技術(shù)使得安裝快速,、方便
適用于新的或現(xiàn)有的感應(yīng)電機
模塊化設(shè)計提供了高可靠性，低維護成本
工作原理
通過將380V交流電壓整流濾波成為平滑的510V直流電壓,，再通過逆變器件將510V直流電壓變成頻率與電壓均可調(diào)的交流電壓,，電壓調(diào)節(jié)范圍在0V--380之間；頻率可調(diào)范圍在0HZ--600HZ之間,。以達到控制電動機無極調(diào)速的目的,。
ACS2000，低諧波變頻器
ABB的低諧波傳動器具有出色的低諧波性能——無需任何額外的濾波設(shè)備,。它們具有有源前端（AFE）,，無需使用特殊的變壓器即可減少線側(cè)諧波。ACS2000的網(wǎng)側(cè)諧波符合所有相關(guān)標準,。這消除了對于諧波分析或安裝網(wǎng)絡(luò)濾波器和其他用于降低諧波的設(shè)備的需求,。
ACS2000，可再生變頻器
ACS2000可再生傳動器提供了增強的有效制動和功率因數(shù)校正功能。
AFE實現(xiàn)了再生制動功能,，這使所有電流以電機模式和發(fā)電模式流動,。與其他制動方式相比，再生能夠節(jié)約大量能源,，因為能量能夠饋回供電網(wǎng)絡(luò),。再生尤其適用于需要頻繁啟動和停止的應(yīng)用。它使某些應(yīng)用,，例如下坡傳送帶或天然氣管道增壓泵,，能夠高能效地連續(xù)制動。
AFE還能夠提供無功（VAR）補償功能,。通過無功補償,，電壓級別能夠控制在苛刻的范圍內(nèi)，從而維持穩(wěn)定的電網(wǎng)電壓和避免無功功率損耗,。
靈活供電電源連接
ACS2000變頻器可不使用輸入隔離變壓器,，這取決于用戶的選擇和現(xiàn)有設(shè)備的情況，因此允許直接連接到供電電源（直接電網(wǎng)連接）,，或者可以連接至一臺輸入隔離變壓器,。
在直接電網(wǎng)連接配置方式下，用戶可受益于更低的投資成本,，這是因為不需要變壓器,，可以節(jié)省很大一筆投資。與其它需要變壓器的變頻器相比,，ACS2000變頻器緊湊的結(jié)構(gòu),，更輕的重量，以及更低的運輸成本,，并且在電氣室需要更小的空間,。源自于緊湊的設(shè)計，直接連接至6.0-6.9kV電網(wǎng)的ACS2000適用于速度控制的標準感應(yīng)電機的改造項目,。
在需要電壓匹配或?qū)╇婋娫催M行電隔離的應(yīng)用中,，輸入變壓器是需要的，可將ACS2000變頻器連接至常規(guī)的雙繞組油浸式或干式輸入隔離變壓器,。
更低諧波
集成了有源前端（AFE）技術(shù)，在不使用昂貴,、的變壓器的情況下,，可將電網(wǎng)側(cè)諧波降至低，并且還有四象限運行以及無功功率補償?shù)念~外好處,。
AFE提供了低諧波的特點,，滿足了各種標準中對電流與電壓諧波的要求。這樣，就不需要進行諧波分析或安裝網(wǎng)側(cè)濾波器,。
降低能耗
為了實現(xiàn)能耗小化,，AFE允許四象限運行，其將制動能量回饋至電網(wǎng),。
無功功率補償
AFE也能提供無功功率補償,。有了靜態(tài)無功補償，可以維持平滑的電網(wǎng)電壓特性,，并避免了無功功率罰款,。
安裝、調(diào)試以及運行維護方便
不需使用變壓器的直接電網(wǎng)連接技術(shù),，可以使安裝與調(diào)試工作更加快捷,、方便。安裝一臺變頻器,，運用ABB簡單的“三進三出”布線概念,，只需斷開直接掛網(wǎng)運行的電纜，接至變頻器,，然后將變頻器接到電機上即可,。
ACS2000設(shè)計有可抽出式的相模塊，便于從前面接近所有變頻器部件進行快速更換,，平均維修時間（MTTR）為業(yè)界前端水平,。
高可靠性
該變頻器使用了經(jīng)過驗證的多電平電壓源逆變器（VSI）拓撲結(jié)構(gòu)、成熟的高壓IGBT功率半導體技術(shù)以及直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）的電機控制平臺,，因此具有*的可靠性,，延長了平均*時間（MTBF）并增加了利用率。
ACS2000繼承了ABB的VSI拓撲結(jié)構(gòu)并采用了獲得認可的,、基于IGBT的多電平設(shè)計,，提供了近似正弦波的電流與電壓波形，使得該變頻器兼容標準電機與電纜,。
ACS2000變頻器控制平臺使用了ABB備受贊譽的DTC平臺,，可以提供中壓交流變頻器中從未有過的大轉(zhuǎn)矩與速度性能以及低損耗。在所有條件下,，變頻器的控制均迅速而平滑,。
更低的總投資成本
靈活的供電電源連接，更低的諧波與能耗,，便于安裝與調(diào)試及更高的可靠性,，使得ACS2000在整個生命周期內(nèi)具有很低的總投資成本。
基礎(chǔ)知識
開關(guān)電源
開關(guān)電源電路提供變頻器的整機控制用電,，是變頻器正常工作的先決條件,。變頻器應(yīng)用的開關(guān)電源電路,，為直一交一直型的逆變電路，是一種電壓和功率的變換器,，將直流電壓和功率轉(zhuǎn)換為脈沖電壓,，再整流成為另一種直流電壓。輸人,、輸出電壓由開關(guān)變壓器相隔離,，開關(guān)變壓器起到功率傳遞、電壓/電流變換的作用,。開關(guān)變壓器為降壓變壓器,。開關(guān)電源的特點如下：
1)開關(guān)電源的振蕩和調(diào)壓方式是利用改變脈沖寬度或周期來調(diào)整輸出電壓的，稱為時間比例控制,，又分為PWM(調(diào)寬)和PFM(調(diào)頻)兩種控制方式,。
2)從電路的能量轉(zhuǎn)換特性看，可分為正激和反激兩種工作方式,。開關(guān)管飽和導通時,， 二次繞組連接的整流器受反偏壓而截止，開關(guān)變壓器的一次繞組流入電流而儲能<電磁轉(zhuǎn)換）,。開關(guān)管截止時,，二次繞組經(jīng)負載電路釋放電能（磁電轉(zhuǎn)換)。正激方式則與此相反,， 實際應(yīng)用不多,。
3)從開關(guān)變壓器的一次電路結(jié)構(gòu)來看，有分立元件構(gòu)成的和集成振蕩芯片構(gòu)成的兩種電路形式,。因而從振蕩信號的來源看,，又分為自激（分立零件）和他激式（IC電路）開關(guān)電源。兩種電路結(jié)構(gòu)都有應(yīng)用,。 4)開關(guān)管有采用雙極型器件和采用場效應(yīng)晶體管的,。
5)小功率變頻器采用單端正激式電路，大,、中功率變頻器常采用雙端正激式電路,。一般變頻器的開關(guān)電源，常提供以下幾種電壓輸出：CPU及附屬電路,、控制電路,、操作顯示面板的+5V供電；電流,、電壓,、溫度等故障檢測電路、控制電路的±15V供電,；控制端子,、工作繼電器線圈的24V供電。四路相互隔離的約為22V的驅(qū)動電路的供電,，該四路供電往往又經(jīng)穩(wěn)壓電路處理成+15V,、 -7.5V的正、負電源供驅(qū)動電路,，為IGBT逆變輸出電路提供激勵電流,。
任何電子設(shè)備，電源電路的故障率總是相當高的一因其要提供整機的電源供應(yīng),，負擔重,。變頻器的開關(guān)電源電路，形式上比較單一,，結(jié)構(gòu)上也比較簡單,。但是簡單電路也可能會產(chǎn)生疑難故障。開關(guān)電源的檢修不像線性電源那么直觀,，電路的任一個小環(huán)節(jié)一振蕩,、穩(wěn)壓、保護,、負載等出現(xiàn)異常,，都會使電路出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象。
上電后無反應(yīng),，操作顯示面板無顯示,，變頻器好像沒通電一樣。測量控制端子的控制電壓和10V頻率調(diào)整電壓都為0,，測量變頻器主接線端子電阻正常,，那么大致上可以斷定問題是出在開關(guān)電源電路了。
常見故障
過流故障
過流故障可分為加速,、減速,、恒速過電流.其可能是由于變頻器的加減速時間太短、負載發(fā)生突變,、負荷分配不均,，輸出短路等原因引起的，這時一般可通過延長加減速時間,、減少負荷的突變,、外加能耗制動元件、進行負荷分配設(shè)計,、對線路進行檢查,，如果斷開負載變頻器還是過流故障，說明變頻器逆變電路已環(huán),，需要更換變頻器,。
過載故障
過載故障包括變頻過載和電機器過載,，其可能是加速時間太短，直流制動量過大,、電網(wǎng)電壓太低,、負載過重等原因引起的，一般可通過延長加速時間,、延長制動時間,、檢查電網(wǎng)電壓等，負載過重,，所選的電機和變頻器不能拖動該負載,，也可能是由于機械潤滑不好引起，如前者則必須更換大功率的電機和變頻器,；如后者則要對生產(chǎn)機械進行檢修,。
常見方法
靜態(tài)測試
1、測試整流電路
找下結(jié)果,，可以判定電路已出現(xiàn)異常,，A.到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端，將萬用表調(diào)到電阻X10檔,，紅表棒接到P,，黑表棒分別依到R、S,、T,，正常時有幾十歐的阻值，且基本平衡,。相反將黑表棒接到P端,，紅表棒依次接到R、S,、T,，有一個接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N端,，重復以上步驟,，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以阻值三相不平衡,，說明整流橋有故障.B.紅表棒接P端時,，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或啟動電阻出現(xiàn)故障,。
2,、測試逆變電路
將紅表棒接到P端，黑表棒分別接U,、V,、W上,，應(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同,，反相應(yīng)該為無窮大,。將黑表棒N端，重復以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果,，否則可確定逆變模塊有故障。
動態(tài)測試
在靜態(tài)測試結(jié)果正常以后,，才可進行動態(tài)測試,，即上電試機。在上電前后必須注意以下幾點：
1,、上電之前,，須確認輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級變頻器之中會出現(xiàn)炸機（炸電容,、壓敏電阻,、模塊等）；
2,、檢查變頻器各接插口是否已正確連接,，連接是否有松動，連接異常有時可能會導致變頻器出現(xiàn)故障,，嚴重時會出炸機等情況,；
3、上電后檢測故障顯示內(nèi)容,，并初步斷定故障及原因,；
4、如未顯示故障,，首先檢查參數(shù)是否有異常,，并將參數(shù)復歸后，在空載（不接電機）情況下啟動變頻器,，并測試U,、V、W三相輸出電壓值,。如出現(xiàn)缺相,、三相不平衡等情況，則模塊或驅(qū)動板等有故障,；
5,、在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下,，負載測試,，盡量是滿負載測試,。
故障分析與維修
變頻器是一個高精度、高科技的電子元氣件,，對它的故障處理,，我們也應(yīng)由簡到繁的原則去加以分析維修，對于我們一般的現(xiàn)場維護保養(yǎng)者,，并不需要深入的了解其內(nèi)部的構(gòu)造,，但應(yīng)掌握其一般故障發(fā)生的規(guī)律加以分析處理。
變頻器發(fā)生故障時,，首先我們應(yīng)從變頻器的顯示面板上讀取故障代碼,，此類代碼每一種變頻器的代碼信息均不會一致，但基本都會有過流,、過壓,、過載、失壓,、超溫,、模擬量丟失、通訊丟失等故障記錄,。在ABB-ACS550變頻器中可由04組參數(shù)查得歷史故障記錄,。同時一般故障時我們可以從面板上的指示燈變?yōu)榧t色加以判斷。
在分析故障時,，我們還可以從變頻器的實際檢測數(shù)據(jù)中檢查實際的開關(guān)量信號,、模擬量信號及實際變頻器運行數(shù)據(jù)加以判斷是否正常，ABB-ACS550變頻器此類信號值的檢查可在01號參數(shù)組查得,。
另外我們應(yīng)注意變頻的特性參數(shù)是否設(shè)定合理,，對U/F曲線，加,、減速時間,，電流限制，各類保護等參數(shù)的設(shè)定特別需加以檢查分析,。
1臺DCS控制的變頻器,，操作員設(shè)定30Hz運行頻率開啟后發(fā)現(xiàn)電機實際轉(zhuǎn)速很慢，甚至跳停,。
分析處理：由于原來控制是正常的,，說明原外部接線及控制方式應(yīng)沒問題，檢查變頻器故障代碼是過流及過載,，可能的原因是負載過大,，根據(jù)現(xiàn)場得到的反饋是電機沒問題，由于工藝的變化至使變頻器負苛加大，檢查變頻器電流限定均正常,，在試運行中查看運行參數(shù)發(fā)現(xiàn)輸入開關(guān)量,、模擬量數(shù)據(jù)均正常，但輸入模擬量約為30Hz時,，輸出頻率上不去,，明顯變頻器啟動帶負苛能力差，調(diào)整U/F曲線以提高啟動低頻時的電壓,，故障排除,。
1臺變頻器運行中經(jīng)常跳停，報過溫報警,。
分析處理：由于這臺變頻器前期運行正常,，過溫報警跳停一般只有變頻器長期滿負苛運行，不能充分散熱引起,，檢查電機負載情況正常，但拆下變頻器檢查時發(fā)現(xiàn)其散熱片上的積塵很厚,，嚴重妨礙了變頻器的散熱性能,，對積塵充分吹洗后，變頻器工作恢復正常,。
由例可見我們對變頻器的維護并不復雜,，一些常規(guī)的小問題并不是變頻器本身，而是我們對其的運行環(huán)境沒重視,，真正燒壞變頻器的也是在這些環(huán)境沒保證的前提下,，其內(nèi)部元器件加快老化引起的。因此我們在平時做維護時應(yīng)特別檢查變頻器的工況,，周圍環(huán)境保持無塵,、無水、無腐蝕及恒溫的條件,。
上海興拓機械,，總部位于中國經(jīng)濟中心上海，在美國,、德國等歐美國家都有分公司,。長期經(jīng)營機械設(shè)備、儀器儀表,、電線電纜,、液壓元器件、傳感器,、機電設(shè)備,、電子產(chǎn)品、閥門、環(huán)保設(shè)備,、化妝品銷售等,。分公司直接從廠家拿貨，自行報關(guān),，貨源充足,，品種齊全，*,。誠摯邀請有合作意向的客戶前來品鑒,！
ABB原裝變頻器ACS 2000常見故障與方法測試