自动化-ACS800变频器知识培训

ABB变频器知识讲座—ACS800唐彦军•内容•一、ABB变频器的发展及性能特点•二、在ACS800产品系列中的不同类型及结构形式•三、ABB变频器接线及功能调试•四、监控传动单元的基本信号•五、参数设置单元的基本信号•六、故障查询及故障处理一、ABB变频器的发展及性能特点ABB，是一个在欧洲乃至全世界都享有盛誉的品牌，高低压变频器，高低压电器，变压器，电机，发电设备等等都是它的成熟产品，在电厂，化工，造纸，冶金等各行各业更是被广泛应用。应该说ABB的产品在国内还是得到了广大用户的一致认可。ABB变频器以其稳定的性能，丰富的选件扩展功能，可灵活应用的编程环境，良好的力矩特性，以及可供不同场合使用的多种系列，在变频器市场占据着重要的地位。ABB变频器以其强大的品牌效应，和较高的社会认知度，在中国变频器市场位居前列。ABB变频器进入中国的市场也并不太长，也经历了一段被广大客户从陌生－认知－接受的过程，但其发展却是非常迅猛的。早期我们能看到的ABB变频器主要有小功率的ACS300变频器，以及标准型的ACS500变频器，应该说这两个系列变频器在国内并没有赢得太多的客户，而ABB变频器真正被广大用户认识和接受的就是采用DTC控制方式的ACS600的高端变频器。稳定、可靠、功能丰富、应用灵活，这就是ABB变频器赢得市场的法宝。随着产品的不断更新，ABB公司现在又推出了ACS600变频器的替代产品ACS800，与ACS600相比，除保持DTC控制方式以及原有的一切功能之外，ACS800最明显的功能变化就是增加了简易PLC功能，不需要专门的工具和编程语言，用户可以自定义编程达15个模块。并能将程序绘制在功能模块模板上来存储该程序。此外我们还知道,ACS600,ACS800变频器的选件功能特别丰富，除了常见的I/O扩展模块，用于通讯的ProfibusModbus模块等，ABB公司还专门针对不同行业开发了多个宏程序，包括造纸机械上使用的主从宏，纺织机械上使用的摆频宏，以及在恒压供水上使用的PFC宏，PID控制宏，转矩控制宏等等，应该说ABB变频器的选件功能相当丰富，基本满足了各个行业对变频器功能的需求。针对不同层次的客户群，ABB公司又推出了磁通矢量控制的ACS550变频器，这是一款针对中端客户而开发的变频器，应该说在性价比上有很高的竞争优势，此外还有针对低端用户使用的ACS400变频器，以及经济型的ACS100,ACS140小功率变频器。由于ABB变频器在中国市场还是有一个十分庞大的销售量，包括一些早期使用的ACS200,ACS300,ACS500也已进入故障多发期，在使用中必然会碰到许多问题，以下我们就ABB变频器的一些常见故障在这里和广大使用者做一个探讨：对于ACS300的变频器，我们经常会碰到的故障就是开关电源的损坏，ACS300变频器开关电源采用了近似UC3844功能的一块叫LT1244的波形发生器集成块，受工作电压的突变，以及开关电源所带负载的损坏，而导致此集成块的损坏时有发生，由于使用了较长年数，电解电容也到了它的使用年限，那用于滤波的电容也就成了开关电源损坏的直接原因。我们在维修中会碰到ACS300变频器的整流桥经常损坏，也许从经济角度考虑，选用了国际整流器公司的一款最紧凑的三相全桥整流器，体积和带载电流都较小，散热也较差，所以在使用一段时间后就会出现损坏。ACS300主控板发生故障的几率也是相当高的，控制盘与主板之间的通讯故障，主板CPU故障都时有发生，通常此类故障较难排除。ACS300选用了三菱的IPM模块，相对来说故障几率较低，模块损坏，只能更换，但更换前必须保证驱动电路完全正常。对于ACS500变频器我们较常见的故障有驱动厚膜的损坏，此驱动厚膜已不仅仅包含驱动电路了，还包括短路检测，IGBT模块检测，过流检测等，由于良好的保护功能，ACS500的大功率模块很少损坏。在维修中如果碰到驱动厚膜损坏，在没有配件的情况下，我们只能对厚膜进行维修，由于厚膜元器件都焊接于陶瓷片上，散热相当快，特别注意不要因为长时间把烙铁加热于元器件上，而导致器件的损坏。由于受到使用时间的限定，ACS500的散热风扇也会出现故障，常见现象是上电后只听到“嗡嗡”声音，但风扇不转，由于是轴流风扇，风扇线圈和轴承往往都是正常的，检查后发现是偏转电容发生故障了，更换后就恢复了正常。对于ACS600变频器，应该说性能，质量还是相当可靠，但由于受到周围环境的影响，参数设置的不当，以及不正当的操作，都有可能对变频器造成损坏，当然自然损坏也是每个品牌的变频器不可避免的因素。与以往的ABB变频器不同，ACS600变频器采用了光纤通讯，大大提高了CPU板和I/O板之间的通讯时间，但也有可能引起了“LINKORHWC”“PPCCLINK”这样的故障出现，这种故障的出现与光纤的损坏不是绝对的。“PPCCLINK”故障是ACS600变频器较常见的故障，CPU板，I/O板的损坏都有可能导致此故障的出现。开关电源损坏，在ACS600变频器中也会碰到，故障主要出现在开关管上，由于开关管的短路，常常也会导致用于限流的一个功率电阻烧坏。“SHORTCIRCUIT”输出短路故障是我们碰到的最多的一类故障了，ACS600采用了智能化的模块，负载的故障，以及使用中的一些问题都能导致模块的损坏，而模块的损坏也经常连带驱动板的损坏，由于备件价格比较昂贵，所以维修变频器的费用也相对较高，所以对于维修人员板级的维修提出了更高的要求。对于新推出的ACS800变频器，只要环境适宜，安装规范，参数设置正确，故障率相对较低,“PPCCLINK”故障也是ACS800变频器较常见的故障。应该说ABB变频器在使用中还是会碰到一些这样那样的故障，特别是在备件费用较高的情况下，我们如何进行线路板级的维修，对于维修人员的要求更高了，也希望在以后能有更多从事变频调速行业的人更好地解决一些难题。二、ACS800产品系列的不同类型及结构形式•ACS800单传动ACS800-01/ACS800-02–ACS800-01:1.1-90kW–ACS800-02:90-500kW•ACS800传动模块ACS800-04•ACS800柜体式传动ACS800-07ACS800-01的结构•内置的可选件:–I/O扩展模块–现场总线模块–脉冲编码器接口模块–光纤接口模块(主从,PC链接等.)–EMC滤波器–制动斩波器ACS800-07R6-R8的结构冷却空气排出电缆顶进顶出(可选)电缆底进底出主熔断开关采用gG型熔芯接触器(选件)ACS800-04传动模块电源端电机端ABB通用柜体宽830mmR7,R8430mmR6冷却控制吸入铰门用于控制板和选件ACS800-07R8门打开时ACS800-07R6-R8铰门辅助电压回路保护开关RMIO传动控制单元R7&R8在结构尺寸为R6的模块的RMIO放置在模块中主接触器控制继电器电机风扇供电设备电机温度监测继电器辅助电源辅助电压变压器电机风扇电源保护开关可选的I/O端子排X2端子排X1-辅助电压回路-外部急停-外部互锁-主接触器辅助触电-UPS电源端子排X4-电机温度传感器输出AIMA扩展板用于I/O,FB和编码器三、ABB变频器接线及功能调试关于外接继电器的相应措施：1、在电感性负载的情况下，继电器输出触点的保护和扰动的衰减电感性负载(继电器、接触器和电机)在电流切断时都会引起电压瞬变。2、RMIO板上的继电器触点采用压敏电阻(250V)保护，以防产生尖峰电压。尽管如此，我们仍强烈推荐在电感性负载上装备电噪音衰减电路[例如：压敏电阻、RC滤波器(AC)或续流二极管(DC)]以减少电磁辐射干扰。3、安装保护元件时，应尽量靠近电感负载。不要将保护元件直接安装在RMIO板的端子块上。如下图变频器的布线电机电缆应独立于其它电缆走线。多个传动单元的电机电缆可以一个接一个地并行布线。推荐电机电缆、输入电源电缆和控制电缆安装在不同的槽架中，以避免电机电缆和其它电缆长距离的并行走线，进而减少变频器输出电压瞬变产生的电磁干扰。当控制电缆和电源电缆必须交叉走线时，应使交叉角度为90度。其它额外的电缆不要穿过ACS800。电缆槽之间以及电缆槽和接地电极之间必须有良好的电气连接。铝槽系统可以用来提高局部电压的均衡性.功率电缆的选择一般规则根据地方规范来选择主电源（输入电源）和电机电缆的型号：电缆必须能够承受传动单元的负载电流。•在连续使用的条件下，电缆至少应耐70°C的温度。允许使用四芯电缆作为电源电缆，但推荐使用对称屏蔽电缆。当PE导线和相导线是使用同种金属制造时，为保证PE导线的导电率，需遵守下表所荐选择控制电缆所有的控制电缆必须采用屏蔽型电缆。模拟信号的传输线应使用双屏蔽的双绞线。这种电缆也推荐使用在脉冲编码信号的传输线上。不同的模拟信号应该单独走线，并且不要使用同一根公共返回线。低压数字信号线最好使用双屏蔽电缆线，也可以使用单屏蔽的多对双绞线。模拟信号和数字信号应使用单独的屏蔽电缆。继电器控制信号，如果它们的电压不超过48V，可以使用同数字输入信号一样的电缆。推荐继电器控制信号使用双绞线。不要将24VDC和115/230VAC信号共用同一条多芯电缆。在大多数情况下使用DTC控制模式，而在下述情况下推荐使用SCALAR控制模式：-对于多电机的传动单元，即连接至传动设备的电机数目不确定时。-当电机的额定电流小于变频器额定电流的1/6时。-当变频器不与电机连接，而仅用于测试目的时。电机额定电流允许范围：ACS800为1/6·I2hd~2·I2hd(如果使用标量控制，参数99.04=SCALAR,那么电流范围是0~2·I2hd)电机额定电压允许范围：ACS800为1/2·UN~2·UN(UN指在每一个额定电压范围内最高的电压值，如415VAC对应400VAC单元、500VAC对应500VAC单元，而690VAC对应600VAC单元)电机额定频率范围：8~300Hz电机额定功率范围：0~9000kW电机额定转速范围：1~18000rpm电机运转方向检查电机的运转方向。-按ACT使状态行可见。-先按REF后按箭头键将速度给定值从零增加到一个小值。-按启动电机。-检查电机是否按要求的方向旋运。-按停止电机运行。-断开传动单元的电源连接，等待5分钟直到回路中的电容器放电完毕。用万用表测量每一个输入端子（U1、V1和W1）和零线之间的电压值，以确保变频器放电完毕。-在电机端子或电机连线盒中交换电机两个火线的位置。-接通电源进行验证，并重复如上所示的检查步骤.序号用途1启动2停机3激活给定数值设置4正转5反转6故障复位7本地控制/远程（外部）控制控制盘(CDP-312R)液晶显示屏可以显示4行，每行20个字符。在启动参数组（参数99.01），可以对语言进行选择。控制盘有四种操作模式：-实际信号显示模式(ACT键)-参数模式(PAR键)-功能模式(FUNC键)-传动选择模式(DRIVE键)单箭头键、双箭头键和ENTER键的用途取决于控制盘的操作模式。传动控制键如下所示：四、监控传动单元的基本信号01ACTUALSIGNALS监控传动单元的基本信号01.01PROCESSVARIABLE过程变量，基于参数组34PROCESSVARIABLE中的设定。01.02SPEED电机转速计算值，单位rpm。滤波时间由参数34.04来设定。01.03FREQUENCY传动输出频率的计算值。01.04CURRENT电机电流的测量值。01.05TORQUE电机转矩计算值，100对应电机的额定转矩。滤波时间由参数34.05来设定。01.06POWER电机功率，100对应额定功率。01.07DCBUSVOLTAGEV中间回路电压的测量值。01.08MAINSVOLTAGE电源电压的计算值。01.09OUTPUTVOLTAGE电机电压的计算值。01.10ACS800TEMP散热器温度。1=1°C01.11EXTERNALREF1外部给定值REF1,单位rpm(如果参数99.04的值为SCALAR，则单位为Hz)。1=1rpm01.12EXTER