全数字变频绞车控制系统使用手册.doc

全 数 字 变 频 绞 车 使 用 说 明 书 武汉市通益电气有限公司 13 一、 系统概述 全数字变频绞车控制系统是武汉市通益电气有限公司经多年实践，推出的适应大多数煤矿提升要求的全新提升机系统。它解决了传统转子串电阻调速系统大多存在的调速性能差、低速转矩不足、电能浪费大的缺点。该系统速度变化平稳、低速时转矩大，并且在重物下降时能将势能转化为电能反馈给电网。该系统保护完善，电压适应范围大，无需无功补偿。还有该系统结合先进PLC控制系统，将各种控制和保护功能集中管理，很大程度上避免误操作的可能。 系统组成本系统由高压进出线柜，转子切换柜，高压变频器，操作台组成。 一次回路图 变频器主回路图 二、 操作台说明 本操作台以西门子PLC为控制核心，工业触摸屏为显示界面，以新式主令开关为操作机构。本操作台机构简单，保护完善，结构简单等优点。 三、 工～变频切换步骤 1. 在工频操作停止时，断开高压主回路断路器，并检查确实断开。 2. 合上变频系统高压进线柜刀闸，并检查。 3. 合上变频系统高压出线柜刀闸，并检查。 4. 合上变频系统转子切换柜刀闸，并检查。 5. 合上变频系统控制电源。 6. 断开工频接触器控制电源。 7. 推下制动器控制选择开关。（操作台内1位空开） 8. 将制动器控制手柄推至最大位置。 9. 观察变频器液晶显示面板上显示，显示“允许合闸”则进行高压断路器合闸操作。 10. 高压每次上电，变频器有15秒自检时间，此时间内绞车动作操作无效，检完成后，变频器显示高压就绪。 11. 检查上述操作全部执行方可进行绞车运行操作。 注意事项 1. 在工频或者变频系统运行时请勿进行切换操作。 2. 在分合刀闸前，请确认断路器在分闸位置。 3. 此操作有先后之分，请勿随意更改顺序。 4. 上述操作必要操作，不可缺少步骤。 5. 此操作要求至少两人以上配合完成，一人操作，一人检查。 四、 变频器故障报警分类 u 轻故障分类与报警 系统发生轻故障时，系统给出间歇光报警，轻故障包括变压器超温报警（变压器温度超过130℃）、单元柜超温报警（柜温超过55℃）、柜门打开、单元旁路、电机过载等。对于轻故障的发生，系统不作记忆处理，仅在故障指示中显示。故障存在时报警，故障消失，则报警自动取消。系统运行时如果发生这类故障，变频器并不立即停机。在停机状态下，如果存在这类故障，用户也还能进行启动操作。 u 重故障分类与报警 系统发生下列故障时,按照重故障处理 重故障包括外部故障、变压器过热、电机过流、柜温过热、单元故障、变频器过流、高压失电、外设故障、控制器不通讯、外设不通讯。 其中单元故障包括熔断器故障、过热、IGBT故障、电源故障、过压、光纤故障。 上述任何一个故障发生时，系统给出连续的报警信号和故障指示，发出高压分断指令。系统保持故障指示及高压分断指令，并作故障记忆处理。如果故障消失，故障指示、高压分断等指令也都一直保持。只有故障彻底排除，并且系统复位后才能使变频器恢复到系统待机状态，并允许重新开机。 重故障发生时，高压电源将自动分断。如果因为其它原因没有分断，用户可以用柜门的高压分断按钮将高压电源强行手动分断。 五、 常见故障的分析及处理 本变频器具有高度的智能化水平和完善的故障检测电路，并能对所有故障提供精确的定位，在人机界面上作出明确的指示。用户可以根据工控机显示的故障信息，分别采取相应的处理措施。 外设无通信 液晶屏与I/O板未建立通讯。这种状态下，I/O板将5秒钟一次复位液晶屏，如果连续3分30秒仍未建立通讯，则将判断为重故障。请检查通讯线是否接好、通讯线是否正常（有否断线、接线端子是否正确、滤波阻容是否焊牢）、I/O板是否工作正常（尤其是电源）。 柜温过热 在单元柜内部正面上方安装有测温装置，当单元柜测温点的温度大于60℃时，系统将“柜温过热”保护。检查柜顶风机是否工作正常、过滤网是否堵塞（拿一张A4纸置于过滤网上，看是否能吸附，否则需要清洁过滤网）、是否长期工作于过载状态、环境温度是否过高（环境温度应低于45℃，否则需要加强通风（墙上安装通风机或柜顶安装风道）或安装制冷设备）、安装于二次室内的风机开关是否跳闸。 变压器过热 变压器柜左前门上安装有温控仪，在每相线圈原副边之间各装有一个Pt100测温电阻，当变压器温控仪测量温度大于其设置的跳闸温度（默认设置为150℃）时，温控仪跳闸触点闭合，系统将“变压器过热”保护。检查柜顶风机或柜底风机是否工作正常（如果柜底风机工作不正常，可能出现三相温度相差较大）、测温电阻是否正常（如果测温电阻断线，将无温度显示；如果接触不好，温度值将偏高），过滤网是否堵塞（拿一张A4纸置于过滤网上，看是否能吸附，否则需要清洁过滤网）、是否长期工作于过载状态、环境温度是否过高（环境温度应低于45℃，否则需要加强通风（墙上安装通风机或柜顶安装风道）或安装制冷设备）、安装于变压器柜内正面底部的风机开关和接触器是否断开。 外部故障 当本地高压分断按钮闭合或I/O板上的“高压分断”端子短路时，系统将“外部故障”保护。检查高压分断按钮是否按下，或“高压分断”端子是否短路。 高压失电 高压电源消失。一般由正常分闸操作引起。若出现异常高压分断情况（无故障记录、无分闸操作），请检查开关柜分闸回路。 变频器过流 变频器输出电流大于额定电流的1.5倍。检查参数设置“加速时间”是否太小、“转矩提升”是否过大、“启动频率”是否过高；电机或负载机械是否堵转，电机绕组和输出电缆绝缘是否损坏；电源电压是否过低；霍尔元件电源是否正常、霍尔元件输出电流是否正确；单元检测板是否有短路。如果排除了以上原因仍有故障，则更换控制器信号板、主控板。在有些现场，电机低速时电流波动很大，容易造成过流保护，这种情况下需要缩短加速时间，使电机快速通过波动区域，避免过流保护。 电机过流 变频器输出电流大于电机额定电流1.2倍并超过1分50秒。检查参数设置“电机额定电流”设置是否正确；电机或负载机械是否堵转，电机绕组和输出电缆绝缘是否损坏；电源电压是否过低。 单元重故障 单元重故障共有6种，包括熔断器故障、IGBT故障、过热、直流母线过压、光纤故障、电源故障，其中前3种故障可以旁路（在单元带有旁路系统，且旁路级数设置为非0 时有效）。 熔断器故障 检测到单元缺相时，报单元熔断器故障。请检查是否因为主电源停电引起；单元的三相进线是否松动；进线熔断器是否完好。若熔断器开路，请更换单元。 IGBT故障 请检查单元检测板是否短路；功率单元输出L1、L2端子是否短路；电机绝缘是否完好；负载是否存在机械故障。否则为单元IGBT损坏，请更换单元。 单元过热 功率单元内的散热器上装有温度开关，常闭点，温度超过85℃时断开。检查柜顶风机是否工作正常、单元柜风机开关是否跳闸、过滤网是否堵塞（拿一张A4纸置于过滤网上，看是否能吸附，否则需要清洁过滤网）、是否长期工作于过载状态、环境温度是否过高（环境温度应低于45℃，否则需要加强通风（墙上安装通风机或柜顶安装风道）或安装制冷设备）。最后检查功率单元温度继电器是否正常、端子是否松动。 直流母线过压 当直流母线电压超过1150VDC时，报直流母线过压。请检查输入的高压电源是否超过允许最大值（电源电压过高时，可以将变压器分接头接到 105 上）；如果是减速时过电压，请适当加大变频器的减速时间设定值。注意，在空载电机调试时，比较容易出现直流母线过压，此时，可以适当调低基准电压。 光纤故障 当系统在上电状态下检测不到单元通讯时，报光纤故障。请检查功率单元控制电源是否正常（正常时，绿色指示灯亮），功率单元以及控制器的光纤连接头是否脱落，光纤是否折断。否则更换功率单元。 单元电源故障 单元内电源不正常。请检查高压电源是否正常，否则更换功率单元。 柜门联锁报警 请检查所有柜门是否关闭；行程开关是否与柜门顶碰件压上；行程开关行程是否合适；行程开关是否工作正常。 变压器超温报警 当变压器温控仪测量温度大于其设置的报警温度（默认设置为130℃）时，温控仪超温报警触点闭合。检查柜顶风机或柜底风机是否工作正常（如果柜底风机工作不正常，可能出现三相温度相差较大）、测温电阻是否正常（如果测温电阻断线，将无温度显示；如果接触不好，温度值将偏高），过滤网是否堵塞（拿一张A4纸置于过滤网上，看是否能吸附，否则需要清洁过滤网）、是否长期工作于过载状态、环境温度是否过高（环境温度应低于45℃，否则需要加强通风（墙上安装通风机或柜顶安装风道）或安装制冷设备）、安装于变压器柜内正面底部的风机开关和接触器是否断开。 柜温超温报警 当单元柜测温点的温度大于55℃时，系统将柜温超温报警。检查柜顶风机是否工作正常、过滤网是否堵塞（拿一张A4纸置于过滤网上，看是否能吸附，否则需要清洁过滤网）、是否长期工作于过载状态、环境温度是否过高（环境温度应低于45℃，否则需要加强通风（墙上安装通风机或柜顶安装风道）或安装制冷设备）、安装于二次室内的风机开关是否跳闸。 单元旁路 单元旁路为单元可选配置。在单元配置有旁路、旁路级数设置为非零时，若单元出现熔断器故障、IGBT故障、过热这三种故障时，将发生单元旁路。若一个单元发生故障被旁路，则另外两相相同位置的单元亦将被旁路，此时，变频器仍可以启动和运行，但是因每相串联单元数量减少，额定输出电压和额定容量都将降低。发生单元旁路时，一定要查明原因，并尽快停机更换故障单元（其余两相被旁路的单元无需更换）。 运行频率与给定频率不一致 这种情况有以下几种原因。 l 加减速过程中，受加减速时间的限制，运行频率达到给定频率有一个过程； l 系统电压过高时，变频器出于自身保护的要求，将自动加速，以避免直流母线过压保护。此时建议将变压器分接头接到105上； l 当变频器输出电流超过设置的限流电流值时，变频器将自动减速以降低变频器输出电流，避免过流保护跳闸。这种情况一般出现在输入电压过低或负载突增时； l 瞬时停电时，为了维持电机在可控状态，变频器将自动减速，从电机处获得能量； l 霍尔元件、单元检测板、信号板发生故障时。 液晶屏黑屏 按柜门上的系统复位按钮（系统复位不会影响变频器正常运行状态），若仍不能恢复，则检查液晶屏的电源端子是否脱落、电源是否正常。 参数无法修改 在功能选项参数修改设置为禁止时，则除该参数及给定频率或给定参量外，其余所有参数均无法修改。 在运行过程中，大部分参数均无法修改，详见表4.4。 停机后变频器自动重启 在远程控制模式下，启动只能通过远程端子，但上位停机、本地停机均有效。远程控制启动和停机是电平信号，闭合时启动运行，断开时停机。若在运行过程中通过本地或上位停机，则变频器停机后因为远程控制信号仍然存在，变频器会再次启动运行。因此，在远程控制时，严禁通过本地或上位的方式停机。 变频器上电即跳闸 变频器上电时，因变压器的激磁涌流和单元电容充电，瞬时电流有效值最高可达到变频器额定电流的6-7倍，持续时间约为40ms。若变频器上级过流保护整定值过小，会造成上级开关过流保护跳闸。建议调整过流保护整定值。 启动过程中输出频率在低速震荡 有些电机在低速时，因为齿槽效应等影响，电流波动非常大，此时变频器可能出现限流，使得变频器出现加速、限流减速等反复，而无法正常加速。 解决方法增加限流电流设置；缩短启动时间。 六、 控制系统常见故障及分析 本控制系统以西门子PLC为控制核心，分别采集各采集点信号，对信号集中处理。该系统具有稳定、方便维护等特点。该控制系统保护种类有零位保护、润滑油压过高、润滑油压过低、制动油压过高、制动油温过高、松绳保护、深指失效、变频器故障。 l 零位保护表现是显示系统停止，并闪耀，而且无法进行对绞车操作。 分析PLC在上电后，变频器、深指正常、手柄在零位时，按下启动按钮，才允许对绞车进行操作。防止系统在故障状态下启动，或者操作手柄长时间使用后，无法自动回到零位，变频器上电后绞车误动作。 l 润滑油压过高表现是触摸屏上显示润滑油压过高，并且闪耀。 分析减速箱润滑系统油压过高，故障原因主要为油路堵塞或者仪表故障。 l 润滑油压过低表现是触摸屏上显示润滑油压过高，并且闪耀。 分析减速箱润滑系统油压过低，故障原因主要有油泵电机未启动、油路异常、润滑油油量不足。 l 制动油压过高表现是触摸屏上显示制动油压过高，并且闪耀。 分析制动系统油压过高，故障原因主要为油路堵塞或者仪表故障。 l 制动油温过高表现是触摸屏上显示制动油温过高，并且闪耀。 分析制动系统油温过高，故障原因主要为制动油泵长时间工作，制动油减少或者仪表故障。 l 变频器故障表现是触摸屏上显示变频器故障，并且闪耀。 分析变频器故障，检查变频器故障记录，并做相应处理。 l 松绳报警表现是触摸屏上显示松绳报警，并且闪耀。绞车操作无效。 分析绞车运行异常，对其运行进行限制。 l 深指失效表现是绞车立即停止，触摸屏上显示系统停止，并且闪耀。启动系统后，绞车运行5秒左右将再次停止运行，显示系统停止。 分析本系统深指保护信号取自电机轴承上安装的霍尔传感器，当该传感器故障时，基于该系统上的保护将不能运行。 l 错车保护表现是绞车立即停止，触摸屏上显示错车保护，并且闪耀。 分析绞车掉道。 注意事项本系统内含易损元件（继电器等），请定期检测和更换。 七、 系统日常维护及注意事项 TYVERT高压变频器在设计和制造时已充分考虑到人身安全，然而作为高压设备，变频器内部连接均存在致命电压。另外，散热器和许多其他元器件都很热，不能接触。因此，在变频器操作和维护时必须考虑下列警告 l 在柜内靠近或接触元器件时，要消除静电，消除静电的方法是戴接地防静电手镯环，该手镯环通过1MΩ电阻接地；通过触摸接地的金属片可以消除静点。 l 在变频器运行过程中，不要断开控制电源，这有可能导致未知损害。 l 不要将易燃易爆物品存放在变频器柜内或周围。 l 在做任何维护和检修工作之前，要严格遵守操作规程。 l 确认无发热部件和不带电之前，千万不要触摸柜内的任何部位。 l 不要以为关断输入开关后柜内就不存在电压了，电压仍然存在于输入开关的上端。 l 操作时保持单手操作，穿戴安全防护鞋，并有其他人在场。 l 不要带电连接或断开任何表计、电缆、通讯光缆和电路板。 l 在检修或更换功率单元时，一定要将高压切断并将断路器下端可靠接地，然后方可打开高压柜门，并检查所有单元指示灯完全熄灭后才能接触功率单元。 l 不要使高压输入误送到变频器的输出端，这样会严重损坏变频器。 l 不要用高压摇表测量变频器的输出绝缘，这样会使功率单元中的开关器件损坏。 变频器的日常维护及巡视 l 经常检查室内温度，通风情况，注意室内温度不要超过45℃。 l 保持室内清洁卫生。 l 经常检查变频器是否有异常声响，异味，柜体是否发热；排风口是否有异味。 l 经常用一张A4纸检查变压器柜、功率单元柜进风口风量，看纸张是否能被过滤网牢牢吸住，如有问题应及时排除（检查冷却风机是否运转正常，更换或清洗过滤网）。 l 建议变频器投入运行头一个月内，将变压器所有进出线电缆、功率单元进出线电缆、控制电缆紧固一遍，以后每半年紧固一遍。并用吸尘器清除柜内灰尘。 l 定期记录变频器运行情况，发生故障跳闸时，要记录故障情况，查明原因并排除后方可再次上电。 变频器的定期维护 l 定期维护间隔推荐为每半年一次，如灰尘较多，过滤网更换周期可缩短到一周一次。 l 清扫工作过滤网、变压器柜、单元柜。 l 紧固工作变压器进出线电缆、功率单元进出线电缆、控制电缆。