发布时间 : 星期六 文章ACS600变频器的故障诊断与对策研究结题报告 - 图文更新完毕开始阅读
ACS600变频器的故障诊断与对策研究结题报告 上海东大自动化有限公司编制
目 录
第一章 变频器的原理与应用.................................................................................. 3 一、变频器的分类 .................................................................................................3 1、按变换的环节分类......................................................................................3 2、按直流电源性质分类..................................................................................4 二、变频调速的基本控制方式 .............................................................................5 1、 基频以下调速.............................................................................................6 2、 基频以上调速.............................................................................................6 第二章 IGBT元件的使用...................................................................................... 7 一、IGBT的安全工作区 .......................................................................................7 二、IGBT的过流保护 ...........................................................................................8 1、识别时间....................................................................................................10 2、保护时的关断速度问题............................................................................10 三、IGBT的过电压保护 ..................................................................................... 11 第三章
ACS600变频器的基本构造、特点和性能...................................... 13
一、高线轧钢生产工艺简介 ...............................................................................13 二、ACS600多传动在高线轧钢生产线中的应用.............................................14 三、ACS600变频器的产品结构.........................................................................15 1、整流单元TSU ...........................................................................................15 2、逆变器部分................................................................................................16 四、直接转矩控制技术 .......................................................................................19 五、ACS 600的重要性能....................................................................................23 1、ACS600 Multidrive的特点……………………………………………..23 2、ACS 600的直接转矩控制(DTC) ............................................................24 第四章 数据采集与分析........................................................................................ 27 一、正常工作时的数据采集与分析 ...................................................................27 二、起动过程的数据记录与分析 .......................................................................32
- 1 -
ACS600变频器的故障诊断与对策研究结题报告 上海东大自动化有限公司编制
三、直流电压的谐波分析 ...................................................................................37 四、制动研究 .......................................................................................................43 五、用示波器监测IGBT的工作情况 ................................................................44 第五章 ACS600变频器的故障诊断与对策 ........................................................ 48 一、交-直-交系统通常发生的故障分析 ............................................................48 二、ACS600多传动过电流故障分析.................................................................49 1、正常轧钢时过电流分析及对策................................................................50 2、起动时容易过电流分析及对策................................................................60 三、IGBT的损坏与保护 .....................................................................................64 1、IGBT损坏的原因 .....................................................................................64 2、IGBT 的保护 .............................................................................................64 第六章 ACS600变频设备的最优库存量 ......................................................... 66 第七章
结论篇................................................................................................. 69
一、主要故障的原因 ...........................................................................................69 二、解决的措施 ...................................................................................................70 1、负载扰动....................................................................................................70 2、脉冲编码器故障对策……………………………………………………71 3、起、制动过电流对策................................................................................71 4、改变IGBT电压等级 ................................................................................71 三、其他故障分析及对策 ...................................................................................72 四、项目实施前后的效果对比 ...........................................................................73 附录 设 备 清 单.............................................................................................74
- 2 -
ACS600变频器的故障诊断与对策研究结题报告 上海东大自动化有限公司编制
第一章 变频器的原理与应用
变频技术随着微电子学，电力电子技术、电子计算机、自动控制理论等的发展，已进入一个崭新的时代，其应用范围几乎扩大到各种用电场合和设备。其优越性不仅是节能，而且也是一种崭新的控制手段。它可改变原有的生产工艺更规范化，使各种工艺参数都处于最佳状态，对实现自动化，提高企业产品质量，生产效率，产品合格率，延长设备使用寿命，减少维修费用，都起着非常重要的作用。它广泛应用于工业，企业和民用建筑辅助设施等行业。 变频是利用大功率电子器件(如功率晶体管GTR、绝缘栅双极型功率晶体管IGBT)将380V、50Hz的市电变换为用户所要求的交流电源或其他电源。电力电子器件多用IGBT。IGBT允许的开关频率可达几十千赫兹，在通用变频器中，一般不追求过高的开关频率，常用8kHz以下。对一般工业用变频器3kHz较好。对于2000kW以上变频器，要么采用器件串并联，要么采用多重化技术，但技术难度大。在这一功率段多用交-交变频器。近年来开发了一种IGCT(集成门极换相晶闸管)，它的电流、电压和通态压降与GTO相同，而开关频率和触发功率与IGBT相当，是开发大功率、中电压的理想变频器件。 目前在开发中、小功率,频率400Hz以上的单、三相正弦波电源上，还存在技术难题，有待进一步研究。
一、变频器的分类
1、按变换的环节分类
可分为交-交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器；交-直-交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。交-直-交型变频器包括两个变换环节，即整流和逆变，存在中间直流环节，所以又称间接变压变频装置。交—交型变频器只有一个变换环节，同时完成电压和频率的变换。ACS600变频器属于交-直-交型变频器。
- 3 -
ACS600变频器的故障诊断与对策研究结题报告 上海东大自动化有限公司编制
2、按直流电源性质分类
A、电流型变频器，特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器 (电流型)。电流型变频器的特点(优点)是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。常选用于负载电流变化较大的场合。
B、电压型变频器，其特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。
此外，变频器还可以按输出电压调节方式分类，按控制方式分类，按主开关元器件分类，按输入电压高低分类。
交-直-交型变频器可以看成由六个分系统组合而成：主回路、整流、控制、驱动、逆变、通风散热。
图1-1 反并联逆变桥的电压型变频器
从变频电源的性质上看，又可以将变频器分为电压源型和电流源型，两者的主要区别在于中间直流环节采用什么样的滤波器。
DC侧电抗器用于平波DC侧电流，起限流作用，电感量很小。
直流电源并联大容量滤波电容器C d，由于存在这个大电容，直流输出电压具有电压源特性，内阻很小，这使逆变器的交流输出电压被钳位为矩形波，与负载性质无关。这种变频器属于交-直-交电压源型变频器，交流输出电流的波形与相位则由负载功率因数决定。这个大电容有时又是缓冲负载无功功率的储能元件。
- 4 -
50HZ Id Cd M