西門子 6RA80直流調速F6030*診斷方法

6RA80晶閘管靜態特性

1）當晶閘管承受反向電壓時，不論門極是否有觸發電流，晶閘管都不會導通。

2）當晶閘管承受正向電壓時，僅在門極有觸發電流的情況下晶閘管才能導通。

3）晶閘管一旦導通，門極就失去了控制作用，不論門極觸發電流是否存在，晶閘管都會保持導通。

4）晶閘管關斷條件，流過晶閘管的電流降到接近于 0 的某一數值以下。

邏輯無環流 SINAMICS DCM 四象限裝置的自動換向是由邏輯無環流控制與電流調節回路來共同完成的。當 I 組晶閘管工作時，用邏輯電路鎖 II 組晶閘管的觸發脈沖，使它*處于阻斷狀態，確保 I 組和 II 組晶閘管不同時工作，從而切斷了環流的通路，這就是邏輯控制無環流系統。但導通的 I 組晶閘管并不能在觸發脈沖取消的那一瞬間立即被關斷，必須待流過晶閘管的電流低于維持電流時才能完成關斷。如果對兩組橋的觸發脈沖鎖和開放是同時進行，原來導通的 I 組不能立即關斷，而原來鎖的 II 組導通，出現兩組橋同時導通的情況，若沒有環流電抗器將會產生很大的短路電流把晶閘管燒毀。為此首先應使以導通的 I 組晶閘管斷流，妥當處理主回路內電感存儲的電磁能量，主回路電流變為 0，晶閘管恢復阻斷能力，隨后在開通原鎖的 II 組晶閘管，使其觸發導通。

2.5 逆變可控硅在逆變狀態下不能正常換相，直流電源就會通過可控硅電路形成短路，或者使變流器輸出的平均電壓和直流電動勢變成順向串聯，由于逆變電路的內阻很小，形成較大的短路電流，出現這種情況稱為逆變失敗，或叫做逆變顛。

3 故障觸發主要原因

1）供電電源系統不穩定，比如電網電壓存在較大波動，瞬時跌落等情況，對于 4Q 裝置來講，若處于回饋/發電狀態時，交流電源發生缺相或者突然消失，由于直流電動勢的存在，晶閘管仍可導通，此時直流調速器的交流側由于失去了同直流電動勢極性相反的交流電壓，因此直流電動勢將通過晶閘管使電路短路從而出現逆變顛，對于電源不穩定和頻繁制動的場合，也可能會發生逆變顛，導致熔斷器或整流裝置的損壞。

2）驅動器自身硬件問題，首先觸發電路不可靠不能適時、準確地給各晶閘管分配脈沖，如果發生脈沖丟失、脈沖延時等現象至晶閘管不能正常換相，這樣會使交流電源與直流電動勢順向串聯，形成短路。晶閘管自身發生故障，在應該阻斷期間的晶閘管失去阻斷Unrestricted 5 Copyright ? Siemens AG Copyright year All rights reserved 能力，或在應該導通期間的晶閘管不能導通，造成換相故障;對于 4Q 裝置由于晶閘管特性問題，特別是正反橋切換時該關閉的晶閘管沒有及時關閉會造成正反橋短路形成環流等現象。

3）對于他勵直流電機來講，滑環碳刷等對于過流觸發的影響；電機繞組絕緣的影響；連接線路上的影響等。

4）測速系統的影響，比如 EMC 干擾編碼器或模擬測速機，編碼器缺少脈沖，模擬測速機反饋電壓波動大等造成觀測的實際轉速波動很大，系統 PI 參數調整過硬等情況亦可發生過流現象。

5）負載的影響，對于某些應用，諸如冶金主軋機，沖擊性負荷，在負載很重，電網條件波動及系統參數調整較硬時容易出現過載，此時不局限于逆變顛，在電動/整流狀態亦有可能發生過流。對于一些特殊應用，比如大電感負載（電磁鐵），短路應用（電解）等負載特性不同所帶來的可能過流的問題。

6）軟件參數設置，比如電流環及速度環的 PI 特性，編碼器噪聲（毛刺），4Q 的死區時間設置不合適；觸發角度限幅設置不合適導致換相裕量角不足，引起換相失敗等；對于特殊負載應用的前饋設置，長脈沖設置等。

4 故障詳細分析與處理

4.1 故障值解析當裝置報出 F60300 故障時，首先需在 r949 中確認其故障值。

故障值=1 換相失敗，因為換相晶閘管沒有注入關斷電壓。(僅限 p50166=1 時) 可能原因:僅在激活參數 p50166=1 時才有效（激活晶閘管關斷電壓的計算），可通過r50047[1]中顯示的晶閘管狀態 (r53146)來判斷哪個晶閘管出現的問題。

故障值=2 電流沒有流入正確的晶閘管或電流峰值曲線向上拐。 當 r50047[1] = 1 時表示“電流沒有流過正確的晶閘管” 可能原因：電源板觸發電路問題可更換電源板測試，晶閘管發生故障，應導通的期間器件不能導通，應該阻斷的期間無法阻斷，檢查可控硅性能是否正常。 當 r50047[1] = 2 時表示“電流峰值向上拐” 可能原因：首先確認電機是否做過優化，檢查速度調節器的特性是否過硬，合理設置速度環 PI 參數 p50225，p50226 以及電流環 PI 參數 p50155，p50156；檢查測速機或編碼器反饋信號是否正常，合理設置參數 p50200 進行濾波，檢查可控硅是否損壞。同 時也可以做離線故障 trace，檢測報故障時裝置電壓，電流，觸發角等情況。

故障值=3 電流峰值超出了 290% 的電樞實際額定直流電。Unrestricted 6 Copyright ? Siemens AG Copyright year All rights reserved 可能原因：檢查裝置相間是否短路，環流（四象限裝置）或者負載側短路，EMF 過高，檢查可控硅是否損壞，檢查電機絕緣以及接地是否正常，同時可通過參數 r50047[1]-r50047[7]了解報故障時裝置的觸發角度，電流 電壓數值。做離線故障 trace，建議 trace參數 r52950.0 r52950.1 r52950.2 r52952.0 r52952.2 r52952.3。  故障值=4 并聯的 SINAMICS DCM 被檢測出換向錯誤或過電流。 故障值=5 通過 p51583 給出了測試指令。可能原因：激活了參數 p51583（CCP 測試）。

4.2 換相保護裝置 SIMOREG CCP 調速器換相保護裝置 SIMOREG CCP 用于在調速器運行模式下發生調速器換相故障時，保護換相的 SINAMICS DC MASTER 變頻器。 開關操作失控、線路供電下降（弱線路供電、雷暴等）都會導致換相無法完成（換相故障）。這樣一來在重新生成的反饋方向上，會有高電流流過供電線路或在調速器中出現環流。這會導致熔斷器燒毀，或者在某些情況下可能會摧毀半導體器件。

SINAMICS DC MASTER 的固件會識別出是否將要出現調速換相故障，然后向 SIMOREG CCP 發出關閉調速器中的功率半導體器件的命令。然后 SIMOREG CCP 會關閉功率半導體器件，確保在電機中存在降低電流的條件，并吸收存儲在電機中的磁能，將其轉換成電能。 SIMOREG CCP 可以在發生調速器換相故障時，將電流限制在一個安全值，從而保護可控硅和相關的快速熔斷器。這就避免了需要在變頻器發生換相故障后更換熔斷器的麻煩和時間消耗。盡管不能防止調速器換相故障，但是卻可以減輕它的影響。