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ABB原裝變頻器ACS 2000常見故障與方法測(cè)試
ABB原裝變頻器ACS 2000常見故障與方法測(cè)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(tái)自冷式變壓器、高壓直流輸電技術(shù)和臺(tái)電動(dòng)工業(yè)機(jī)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(dòng)化系統(tǒng)，各種測(cè)量設(shè)備和傳感器，實(shí)時(shí)控制和優(yōu)化系統(tǒng)，機(jī)器人軟硬件和仿真系統(tǒng)，節(jié)能的電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)，電力質(zhì)量、轉(zhuǎn)換和同步系統(tǒng)，保護(hù)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(tuán)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(jī)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(dòng)態(tài)特性及*的過載能力，在變頻器市場(chǎng)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(shí)間足夠長(zhǎng)久，你的行為就會(huì)開始適應(yīng)那種地位的要求。
ACS2000通用型變頻器提供了簡(jiǎn)單、可靠的電機(jī)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(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)電機(jī)的調(diào)速改造，也適用于通過簡(jiǎn)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(chǎng)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(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)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(duì)業(yè)界挑戰(zhàn)，比如對(duì)靈活供電電源連接、更低諧波、降低能耗、靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)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(fēng)機(jī),傳送帶,擠出機(jī),攪拌機(jī),壓縮機(jī),研磨機(jī),適用于現(xiàn)有電機(jī)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(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)
-整個(gè)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(wú)熔斷器
可選項(xiàng)舉例
-可以直接掛網(wǎng)連接，也可通過單獨(dú)的雙繞組變壓器或集成變壓器連接到電網(wǎng)
-無(wú)功補(bǔ)償和能量回饋
-輸出正弦波濾波器
-冗余風(fēng)機(jī)
-用于監(jiān)控的擴(kuò)展I/O接口
-豐富的現(xiàn)場(chǎng)總線接口
電機(jī)類型
感應(yīng)電機(jī)
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(wú)變壓器)應(yīng)用為用戶降低成本
更簡(jiǎn)單的變頻傳動(dòng)系統(tǒng)集成
三進(jìn)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(jī)
模塊化設(shè)計(jì)提供了高可靠性，低維護(hù)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(dá)到控制電動(dòng)機(jī)無(wú)極調(diào)速的目的。
ACS2000，低諧波變頻器
ABB的低諧波傳動(dòng)器具有出色的低諧波性能——無(wú)需任何額外的濾波設(shè)備。它們具有有源前端（AFE），無(wú)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(biāo)準(zhǔn)。這消除了對(duì)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(dòng)器提供了增強(qiáng)的有效制動(dòng)和功率因數(shù)校正功能。
AFE實(shí)現(xiàn)了再生制動(dòng)功能，這使所有電流以電機(jī)模式和發(fā)電模式流動(dòng)。與其他制動(dòng)方式相比，再生能夠節(jié)約大量能源，因?yàn)槟芰磕軌蝠伝毓╇娋W(wǎng)絡(luò)。再生尤其適用于需要頻繁啟動(dòng)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(dòng)。
AFE還能夠提供無(wú)功（VAR）補(bǔ)償功能。通過無(wú)功補(bǔ)償，電壓級(jí)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(wú)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(tái)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?yàn)椴恍枰儔浩?，可以?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(yùn)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(jì)，直接連接至6.0-6.9kV電網(wǎng)的ACS2000適用于速度控制的標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)電機(jī)的改造項(xiàng)目。
在需要電壓匹配或?qū)╇婋娫催M(jìn)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(yùn)行以及無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)念~外好處。
AFE提供了低諧波的特點(diǎn)，滿足了各種標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電流與電壓諧波的要求。這樣，就不需要進(jìn)行諧波分析或安裝網(wǎng)側(cè)濾波器。
降低能耗
為了實(shí)現(xiàn)能耗小化，AFE允許四象限運(yùn)行，其將制動(dòng)能量回饋至電網(wǎng)。
無(wú)功功率補(bǔ)償
AFE也能提供無(wú)功功率補(bǔ)償。有了靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，可以維持平滑的電網(wǎng)電壓特性，并避免了無(wú)功功率罰款。
安裝、調(diào)試以及運(yùn)行維護(hù)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(tái)變頻器，運(yùn)用ABB簡(jiǎn)單的“三進(jìn)三出”布線概念，只需斷開直接掛網(wǎng)運(yùn)行的電纜，接至變頻器，然后將變頻器接到電機(jī)上即可。
ACS2000設(shè)計(jì)有可抽出式的相模塊，便于從前面接近所有變頻器部件進(jìn)行快速更換，平均維修時(shí)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(yàn)證的多電平電壓源逆變器（VSI）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、成熟的高壓IGBT功率半導(dǎo)體技術(shù)以及直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）的電機(jī)控制平臺(tái)，因此具有*的可靠性，延長(zhǎng)了平均*時(shí)間（MTBF）并增加了利用率。
ACS2000繼承了ABB的VSI拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并采用了獲得認(rèn)可的、基于IGBT的多電平設(shè)計(jì)，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(biāo)準(zhǔn)電機(jī)與電纜。
ACS2000變頻器控制平臺(tái)使用了ABB備受贊譽(yù)的DTC平臺(tái)，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(gè)生命周期內(nèi)具有很低的總投資成本。
基礎(chǔ)知識(shí)
開關(guān)電源
開關(guān)電源電路提供變頻器的整機(jī)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(diǎn)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(shí)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(dǎo)通時(shí)， 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(chǔ)能<電磁轉(zhuǎn)換）。開關(guān)管截止時(shí)，二次繞組經(jīng)負(fù)載電路釋放電能（磁電轉(zhuǎn)換)。正激方式則與此相反， 實(shí)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(hào)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(chǎng)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(cè)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(dòng)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(fù)電源供驅(qū)動(dòng)電路，為IGBT逆變輸出電路提供激勵(lì)電流。
任何電子設(shè)備，電源電路的故障率總是相當(dāng)高的一因其要提供整機(jī)的電源供應(yīng)，負(fù)擔(dān)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(jiǎn)單。但是簡(jiǎn)單電路也可能會(huì)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(gè)小環(huán)節(jié)一振蕩、穩(wěn)壓、保護(hù)、負(fù)載等出現(xiàn)異常，都會(huì)使電路出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象。
上電后無(wú)反應(yīng)，操作顯示面板無(wú)顯示，變頻器好像沒通電一樣。測(cè)量控制端子的控制電壓和10V頻率調(diào)整電壓都為0，測(cè)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(shí)間太短、負(fù)載發(fā)生突變、負(fù)荷分配不均，輸出短路等原因引起的，這時(shí)一般可通過延長(zhǎng)加減速時(shí)間、減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動(dòng)元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)、對(duì)線路進(jìn)行檢查，如果斷開負(fù)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(jī)器過載，其可能是加速時(shí)間太短，直流制動(dòng)量過大、電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重等原因引起的，一般可通過延長(zhǎng)加速時(shí)間、延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等，負(fù)載過重，所選的電機(jī)和變頻器不能拖動(dòng)該負(fù)載，也可能是由于機(jī)械潤(rùn)滑不好引起，如前者則必須更換大功率的電機(jī)和變頻器；如后者則要對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修。
常見方法
靜態(tài)測(cè)試
1、測(cè)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(wàn)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(shí)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(gè)接近于無(wú)窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復(fù)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(shí)，電阻無(wú)窮大，可以斷定整流橋故障或啟動(dòng)電阻出現(xiàn)故障。
2、測(cè)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(wú)窮大。將黑表棒N端，重復(fù)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(dòng)態(tài)測(cè)試
在靜態(tài)測(cè)試結(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，即上電試機(jī)。在上電前后必須注意以下幾點(diǎn)：
1、上電之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級(jí)變頻器之中會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)（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(dòng)，連接異常有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出炸機(jī)等情況；
3、上電后檢測(cè)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(fù)歸后，在空載（不接電機(jī)）情況下啟動(dòng)變頻器，并測(cè)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(dòng)板等有故障；
5、在輸出電壓正常（無(wú)缺相、三相平衡）的情況下，負(fù)載測(cè)試，盡量是滿負(fù)載測(cè)試。
故障分析與維修
變頻器是一個(gè)高精度、高科技的電子元?dú)饧?，?duì)它的故障處理，我們也應(yīng)由簡(jiǎn)到繁的原則去加以分析維修，對(duì)于我們一般的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)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(shí)，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(huì)一致，但基本都會(huì)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(shí)一般故障時(shí)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(shí)，我們還可以從變頻器的實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)中檢查實(shí)際的開關(guān)量信號(hào)、模擬量信號(hào)及實(shí)際變頻器運(yùn)行數(shù)據(jù)加以判斷是否正常，ABB-ACS550變頻器此類信號(hào)值的檢查可在01號(hào)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(duì)U/F曲線，加、減速時(shí)間，電流限制，各類保護(hù)等參數(shù)的設(shè)定特別需加以檢查分析。
1臺(tái)DCS控制的變頻器，操作員設(shè)定30Hz運(yùn)行頻率開啟后發(fā)現(xiàn)電機(jī)實(shí)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(fù)載過大，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)得到的反饋是電機(jī)沒問題，由于工藝的變化至使變頻器負(fù)苛加大，檢查變頻器電流限定均正常，在試運(yùn)行中查看運(yùn)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(shí)，輸出頻率上不去，明顯變頻器啟動(dòng)帶負(fù)苛能力差，調(diào)整U/F曲線以提高啟動(dòng)低頻時(shí)的電壓，故障排除。
1臺(tái)變頻器運(yùn)行中經(jīng)常跳停，報(bào)過溫報(bào)警。
分析處理：由于這臺(tái)變頻器前期運(yùn)行正常，過溫報(bào)警跳停一般只有變頻器長(zhǎng)期滿負(fù)苛運(yùn)行，不能充分散熱引起，檢查電機(jī)負(fù)載情況正常，但拆下變頻器檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)其散熱片上的積塵很厚，嚴(yán)重妨礙了變頻器的散熱性能，對(duì)積塵充分吹洗后，變頻器工作恢復(fù)正常。
由例可見我們對(duì)變頻器的維護(hù)并不復(fù)雜，一些常規(guī)的小問題并不是變頻器本身，而是我們對(duì)其的運(yùn)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?cè)谄綍r(shí)做維護(hù)時(shí)應(yīng)特別檢查變頻器的工況，周圍環(huán)境保持無(wú)塵、無(wú)水、無(wú)腐蝕及恒溫的條件。
上海興拓機(jī)械，總部位于中國(guó)經(jīng)濟(jì)中心上海，在美國(guó)、德國(guó)等歐美國(guó)家都有分公司。長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)機(jī)械設(shè)備、儀器儀表、電線電纜、液壓元器件、傳感器、機(jī)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(bào)關(guān)，貨源充足，品種齊全，*。誠(chéng)摯邀請(qǐng)有合作意向的客戶前來品鑒！
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