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6SE70变频器结构简介及常见故障


一 MASTERDRIVES 变频器结构简介
MASTERDRIVES 系列变频器从结构上分为Compact Plus、Compact type、 Chassis type、Cabinet units,从装置尺寸上为A~L尺寸。其中A~D尺寸归为 室内服务,E尺寸以上为现场服务。在内部结构上,A~C尺寸的变频器结构相 对简单,主要为PEU板和CUVC板。PEU板集成了其中的内部工作电源部分、 逆变部分的功率元件及其厚膜触发电路、中间回路电容组、电流检测回路、电 压检测回路及温度检测回路等。



MASTERDRIVES 变频器结构简介
第一篇 装置的结构

D尺寸的变频器内部结构相对A~C尺寸稍显复杂,其中的功率元件、预充电回 路、及其中间回路的电容组等均为单独元器件。下图所示为D尺寸内部结构。

机器全局图

预充电板

电容

功率板PEU



MASTERDRIVES 变频器结构简介

虽然E尺寸以上的变频器内部结构相对比较复杂,体积庞大,安装也比较复杂, 但是从功能上来划分还是比较清晰的。从功能上可以分为: 一、控制回路 CUVC:中央控制单元 PSU: 电源板 IVI: 接口板 ABO: 电阻采样板 二、进线侧 功率元件:可控硅 PCU: 预充电板 预充电电阻 PCC: 可控硅触发板 三、中间回路 电容组 四、输出侧 功率元件:IGBT IGD: 门极触发板 CT: 电流检测



MASTERDRIVES 变频器结构简介

PCC

PCU

PSU1

IVI1

IGD

ABO



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下面将分别介绍各电路板的接口。 一、PSU电源板 以250KW为界,PSU分为PSU1和PSU2两种类型。首先介 绍PSU1.

X70:直流母线电压检测 X18:风扇电源及控制 X250:IGD触发板电源

X9:24V电源及主接触器控制 X258:接口板电源



MASTERDRIVES 变频器结构简介

250KW以上的变频器电源板为PSU2

X70:直流母线电压检测 X18:风扇电源及控制 X250:IGD触发板电源

X9:24V电源及主接触器控制 X258:接口板 X264:接口板


二、IVI接口板

MASTERDRIVES 变频器结构简介

与PSU电源板相同,IVI接口板也是以250KW为界分为IVI1与 IVI2两种。

X31/X33:温度传感器信号检测 X43:电流互感器信号 X208:电源板连接

X41/X206:15V电源 X44:24V电源 X204:PSU电源板


三、ABO电阻采样板

MASTERDRIVES 变频器结构简介

输出侧电流互感器检测信号经ABO电阻采样板通过主控板 CUVC进行电流检测。

ABO板安装在IVI接口板上,随着变频器功率的大小而不同。


四、PCU板

MASTERDRIVES 变频器结构简介

PCU预充电板采用二极管整流模块建立直流母线电压,通过 X39与预充电电阻连接


五、PCC板

MASTERDRIVES 变频器结构简介

PCC板为进线功率元件可控硅提供门极触发信号。

X246:15V电源来自IVI接口板

X11/12/13:可控硅门极触发信号。


六、IGD板

MASTERDRIVES 变频器结构简介

IGD板为输出侧功率元件IGBT门极驱动板。小功率变频器IGD板所需工作电源 X295来自IVI接口板,大功率变频器则直接由PSU电源板X205提供。



MASTERDRIVES 变频器结构简介

下面以6SE7031-5EF60为例说明各电路板之间的相互关系。

二 MASTERDRIVES变频器常见故障浅析
下面就MASTERDRIVES系列变频器常见的一些故障进行简单的分析,列出可 能的原因。 故障:变频器PMU显示屏上显示字母“E”或黑屏。 故障现象:通过PSU电源板X9:1,2合DC 24V控制电源后,PMU显示字母“E”, 按P键及断电、重新送电均无效。 故障原因:1、CUVC板损坏(5V电源短路) 2、IVI板损坏(5V电源短路) 3、CBP/CBP2通讯板损坏(贴片电阻损坏) 4、外部控制电源 DC 24V电压较低 5、PMU X300 通讯电缆连接(当电缆连接时,会将X300四号端子 电压降低,CUVC检测到四号端子低电位后便进入”E”状态(Firmware update)。 普通Drivemonitor数据电缆使用X300 1,5,9端子) 6、PMU损坏

二 MASTERDRIVES变频器常见故障浅析
故障:F002(预充电故障,预充电时达不到80%的最小直流母线电压) 故障现象:合控制电源,自检通过,变频器009状态,给启动命令,PMU显示 F002故障。按P键故障复位,能够恢复到009状态,重新启动,故障依旧。 可能原因:一、外部原因 1、进线快熔损坏 2、预充电失败(在3S最大预充电时间内,预充电过程没有完成。) A 对于6SE71变频柜,如果进线柜主接触器Q1吸合过程过长,将会 导致预充电过程无法完成。 B 对于AFE,预充电接触器K4吸合过程过长(在预充电回路串入其 它触点),也会导致在最大预充电时间内无法完成预充电过程。 C 采用共直流母线方式时,当整流柜使能晶闸管检测功能,同时逆

变器又使能接地故障检测功能时,两个过程花费大量时间,导致预充电过程无 法完成。

二 MASTERDRIVES变频器常见故障浅析
二、内部原因 1、电源板PSU直流母线电压采样电缆断线 2、电源板PSU直流母线电压采样端子连接松动或内部烧结 3、电源板PSU损坏(电压检测回路采样电阻损坏,造成检测电压错误。 直流母线电压只读参数r006显示与实际直流母线电压不符。对于A~D尺寸变频 器,则为PEU板上的直流母线电压检测厚膜电路采样电阻损坏) 4、接口板IVI损坏(由于IVI接口转换板损坏,导致检测的直流母线电压信

号经过IVI板转换,将错误的电压信号送入到CUVC处理)
5、制动电阻对地短路(制动电阻对地短路将造成预充电电阻损坏,预充 电过程无法进行。)

二 MASTERDRIVES变频器常见故障浅析
故障:F006(直流母线电压过高,装置关机) 故障现象:1、在停车过程中出现F006过电压 故障原因: A 设置了过小的斜坡下降时间P464,造成直流母线电压过高 B 制动单元故障。当大惯量负载停车时造成直流母线电压泵升,制 动单元由于故障并没有投入工作,造成直流母线电压过高达到关机阈值。 C 制动电阻故障或制动功率偏小。当大惯量负载快速停车时造成直 流母线电压迅速泵升,由于制动电阻故障或制动功率偏小,无法消耗制动能 量,造成直流母线电压达到关机阈值。 2、合DC 24V控制电源后,系统自检时出现F006故障,断电后重新 送电均无效 故障原因:A PSU电源板电压检测回路故障 B PSU电源板电压检测回路灰尘较多,造成直流母线电压检测故障 ,有时是偶发的过电压故障。

二 MASTERDRIVES变频器常见故障浅析
故障原因:C 接口转换板IVI故障 故障现象:3、合控制电源DC 24V及主回路电源后,变频器自检完成进入009 状态,当给启动命令后出现F006过电压故障。 故障原因:A 输出侧电机有接地短路现象。当变频器启动后,由于电机有接地 短路现象,变频器检测到短路电流,处于对输出侧功率元件IGBT的 硬件保护,变频器在内部保护上首先激活I2t保护功能。在内部程 序 处理上相当于首先做降频保护处理,导致变频器报F006过 电压故 障。 B 当变频器控制方式采用速度控制(P100=4)时,编码

器故障同
样也会导致变频器报F006过电压故障。

二 MASTERDRIVES变频器常见故障浅析
故障现象:4、合控制电源DC 24V后,系统自检完成进入009状态。当合主回 路电源时,变频器报F006故障。 故障原因:A 电阻采样板ABO电压检测回路电阻损坏 B 电阻采样板ABO板连接口X209与IVI接口转换板连接口X201连 接不到位松动。

二 MASTERDRIVES变频器常见故障浅析
故障:F011(变频器由于过电流而关机) 故障现象:1、变频器在工作过程中出现F011过电流,按P键能够复位 故障原因: A 变频器处于过载启动状态,导致电流过大。 B 对于一些风机、泵类等大惯量负载,在V/F的控制方式下设置了 过短的斜坡上升时间,导致电流过大。 C 设置了过高的动态性能参数 D 变频器负载瞬时波动过大(机械原因或工艺问题) E 变频器输出侧功率模块IGBT损坏 2、变频器在合控制电源DC 24V后,在自检过程中出现F011故障, 按P键及断电后重新送电均无效。 故障原因:A 电源板PSU损坏,电源板工作电源部分损坏,造成提供给接口板 IVI的电源出现故障,从而使电流检测环节出现故障。 B 电源板PSU损坏,为IGBT门极触发板提供的15V工作电源短路。

二 MASTERDRIVES变频器常见故障浅析
故障原因:C 接口转换板IVI故障 D 电阻采样板ABO故障,经过电流互感器检测到的电流信号经过电 阻采样后产生错误的电压信号输入到主控板中央处理器。 E 输出侧功率元件门极触发板IGD故障,造成DC 15V工作电源短 路。 F 输出侧功率元件门极触发板IGD DC 15V工作电源极性接反。 故障现象:3、变频器合控制电源DC 24V或主回路电源后,自检完成进入009 状态,给启动命令后报F011过流故障。复位后重新回复009状态,再次启动时 依然报F011故障。变频器能够工作一段时间后出现F011故障,复位后停机一 段时间能够继续运行,但是工作时间呈缩短趋势,故障次数越来越频繁。 故障原因:A 门极触发板IGD故障 B 功率模块IGBT故障 C 有外部金属物体(铁片或螺帽等)进入变频器触发板上。


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