变频器规程文档格式.docx

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产地

制造厂

备注

高压变频调速系统

HARSVERT-VA10/081

4套

北京

北京利德华福电气技术有限公司

含变压器柜、功率柜、控制柜、内部通讯电缆及附件等

带隔离一拖一自动旁路柜

HARBPS

北京利德华福合作厂

采用施耐德接触器

3

机旁操作箱（室内）

启动、停止、急停及转速给定（4-20mA）、本地/远程

随机备品备件及专用工具

－

-

详见下表

1.2二次风机用高压变频调速系统

HARSVERT-VA10/045

2套

1.3随机备品备件供货清单

防尘滤网

BLH6.437

6套

天津泰达

天津

报警灯

HC102

6只

HORN

中国

光纤

HFBR－EUS100

12根

美国AVAGO

美国

行程开关

LX19-001

12个

正泰集团

浙江

5

功率模块

HARSVERT-700/081

2个

北京利德华福

6

HARSVERT-700/045

1个

三、变频器介绍

1组成：

移相变压器、功率模块、控制器

2输入侧移相变压器将网侧高压变换为副边的多组低压，各副边绕组在绕制时采用延边三角接法，相互之间有一定的相位差。

这种多级移相叠加的整流方式，消除了大部分由独立功率单元引起的谐波电流，可以大大改善网侧的电流波形，使变频器网侧电流近似为正弦波，使其负载下的网侧功率因数达到0.95以上。

3每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电。

每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电。

无须输出滤波器；

电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；

同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶轮的机械力。

柜内还附带输出电流和电压检测功能，

4特点：

□移相变压器为干式变压器，H级绝缘，系统温度可达185℃，能够完全消除电网侧电压、电流谐波；

□功率单元内部完全采用进口优质器件。

所有功率单元安装采用滑轨，更换方便快捷；

□控制柜主要有控制器、PLC、UPS、报警器、DC24V电源、控制电源开关、接线端子、液晶显示器、操作按钮等组成。

□控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术，具有很好的抗电磁干扰性能；

□变压器、控制柜及所有功率单元自带温控保护，基本免维护。

5功率模块介绍

5.1、熔断器座

每个熔断器座上连接着一个输入端子。

变压器副边绕组上的相电压通过该输入端子进入功率模块。

5.2、熔断器

熔断器主要用于移相变压器副边绕组的过流保护。

当输入侧的电流过大，或者负载过大，或者功率模块内部的元器损坏时，熔断器立即断开，起到保护的作用。

5.3、整流桥

整流桥的作用是将移相变压器副边绕组输入的交流电转变成为直流电。

它是由二极管三相全桥进行不控全波整流。

5.4、电解电容

电解电容的作用是滤波和储能。

由整流桥出来的“馒头波”，只有通过电解电容对其进行平滑滤波之后，使之有较好的直流波形；

变频器停机过程中的能量需要电解电容储存。

5.5、IGBT

IGBT作为大功率电子器件，具有驱动功率小，开关能耗小、工作频率高等优点。

在一个功率模块里有四只IGBT，他们共同组成功率模块的逆变电路。

通过控制系统对四只IGBT开关时间的控制，以达到改变功率单元输出电压的频率的目的

5.6、均压电阻、均压板

为了保证同一功率模块内的电解电容的电压一致，通常在每一个电容的两端并联一个电阻，该电阻称为均压电阻；

在停机过程中，均压电阻接受电解电容释放的能量。

5.7、单元控制板

单元控制板是主控系统与功率模块之间的通讯接口。

主控系统发给功率模块的命令，由单元控制板接受并转发；

功率模块需要传递给主控系统的信号，都需要控制板转发给主控系统。

5.8、驱动板

驱动板的作用是给IGBT发出驱动信号，给旁路里的可控硅触发信号。

5.9、滤波板

滤波板安装于可控硅旁边，为可控硅提供正向偏置电压（1V左右），并吸收可控硅的阳极与阴极之间的尖峰电压，保护可控硅。

5.10、温度继电器

功率模块内的温度继电器安装于IGBT之间，主要用于测量功率模块的温度。

每一个功率模块里安装了两个温度继电器。

5.11、输出端子

主要用于输出功率模块的额定电压。

每一个功率模块安装有两个输出端子。

同一相功率模块的输出端子通过铜母排相互串联连接。

6控制器

6.1控制器由1块主控制板、3块光纤板、1块通讯板、1块电源板、1块信号调整板和一块总线板构成。

6.2主控板主要由处理器、程序存储器、参数存储器、CPLD、FPGA、及RS485等接口芯片组成。

主控板通过串行口或接口板，接收和处理来自工控机及PLC的控制命令，同时向外发送自身的状态信息。

主控板同时产生每相各级功率单元的触发脉冲，采集和处理所有功率单元反馈回来的故障信息，通知人机界面进行故障记录，通知PLC实施系统的报警和保护。

6.3光纤板的作用是将主控板对功率单元的控制信号（触发脉冲、旁路控制信号、脉冲封锁信号等）进行转换，变成串行的光信号通过光纤输出给功率单元。

将功率单元传送过来的光信号转换为电信号（主要是功率单元的故障信息），并进行串行到并行的转换，传递给主控板处理。

光纤板同时对通讯进行检测，无法建立通讯时报告通讯故障。

光纤板上包含多个单元电路，各单元电路功能相同，相互独立，每个单元电路负责和一个功率单元通讯。

6.4信号调整板负责控制器和外部接口信号的处理，这些信号包括：

输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、PLC的4~20mA信号、控制器输出给PLC的节点信号、由PLC来的节点信号等。

在单模块旁路的主控系统中，信号调整板自含CPU，对模拟量进行采集，采集结果通过数据通讯方式传递给主控板，再由主控板通过通讯方式传递给人机界面进行记录和显示。

6.5电源板主要给主控制箱提供控制电源。

由于控制箱采用了多路不共地的5V电源，电源板上有3个5V电源模块，一个正负15V模块。

24V为备用电源，一般不焊

6.6变频器人机界面需要和主控板、PLC、上位机、温度采集模块（7033）等进行数据通讯，通讯协议又有RS422、RS485等多种，人机界面又有操作面板、工控机、UNO、嵌入式等不同种类。

通讯接口板的主要功能是对这些不同的接口进行配置，变频器内外的各种接口都连接到通讯接口板，再通过通讯接口板统一连接到人机界面，从而简化人机界面对外的通讯连线

四、操作规范

1操作规程

（一）本机控制、计算机给定、开环运行

第一步：

上控制电源（合控制柜开关Q，合UPS开关）；

第二步：

将柜门选择开关拨到“本机控制”位置；

第三步：

进入主界面的功能设定窗口，选定计算机给定、正常启动、开环运行模式；

第四步：

界面除“高压不就绪”外，如果有其他红色警示，查明原因，逐个排除；

第五步：

变频器自动给出“高压合闸允许”信号；

第六步：

合变频器进线高压开关，主界面“高压不就绪”警示消失，变频器给出系统待机指示；

第七步：

用主界面“启动”按钮启动变频器；

第八步：

用主界面“加速”、“减速”或者“设定频率”按钮设定变频器的运行频率；

第九步：

变频器的实际频率按照加减速时间达到设定的频率值；

第十步：

用主界面“停车”或者“急停”按钮停车。

（二）远程控制、模拟给定、开环运行

将柜门选择开关拨到“远程控制”位置；

将模拟给定信号接至PLC模拟量输入模块；

进入主界面的功能设定窗口，选定模拟给定、正常启动、开环运行模式；

合变频器进线高压开关，变频器给出系统待机指示；

用远程“启动”按钮启动变频器；

用远程模拟信号设定变频器的运行频率，主界面提供模拟给定频率值显示；

用远程“停车”或者“急停”按钮停车。

2日常操作

1、变频器为高压危险装置，任何操作人员必须按照操作规程进行操作；

2、需要给变频器送电时，必须先送控制电源，变频器自检正常后给出“高压合闸允许”信号后，方可给变频器送高压电；

3、需要切断变频器电源时，应先断高压电，再断控制电；

4、切断控制电源后，要把UPS开关同时关掉，否则UPS过度放电将导致UPS损坏；

5、使用液晶屏时，只需用手指轻触即可，严禁使劲敲击或用硬物点击，并严禁任何无关人员任意指点液晶屏，以防产生误操作；

6、变频器出现轻故障（比如冷风机故障、控制电源掉电等）时，虽然不会立即停机，但必须及时处理，否则会演变成重故障，导致停机；

7、严格保证变频器运行的环境温度不超过40℃，否则会影响变频器的寿命，运行安全不能保证；

8、变频器所有参数在设备交付运行前都已进行合理设置，用户不得随意更改。

如果确需要更改，请事先和北京利德华福电气技术有限公司技术工程人员联系。

3启动操作

1、如果变频器处于断电状态，启动时应先加上控制电源；

2、变频器自检正常后，给出“高压合闸允许”信号，方可给变频器送高压电；

3、如果现场高压开关或控制系统没有得到变频器提供的“高压合闸允许”信号，请确认变频器控制电源是否加上，变频器本身是否处于故障状态；

4、隔离开关处在变频位置时，用户高压真空开关合闸只相当于给变频器送电，电机并不启动，需要启动电机，还必须给变频器发启动指令。

这一点和用户原来的操作习惯有所区别；

5、对于风机负载，变频器启动前，风机挡板最好处于关闭位置。

并确认电机没有因为其他风机的运行而反转，否则容易引起变频器启动时过流；

6、电机需要启动时，如果电机刚停机不久，应确认电机已经完全停转，否则容易引起变频器启动时单元过电压或者变频器过电流；

7、现场控制系统只有在得到变频器的“系统待机”信号后，才能给变频器发启动指令，正常启动变频器；

8、给变频器的启动指令必须在高压合闸3秒后发出，持续时间应不小于3秒；

9、变频器启动后，必须提供合适的转速给定。

如果转速给定为0，变频器虽然启动，电机仍然不会转动；

10、在闭环运行的情况下，如果给定值不合理，电机也可能运行在非用户期望的状态下；

11、电机通过变频器启动，对风机、水泵、电机、开关及电网的冲击都很小，只要满足以上条件，启动次数及时间间隔没有限制；

12、工频旁路情况下，要启动电机，直接将高压真空开关合闸即可。

4调频操作

1、变频器正常运行时，请将挡板或阀门开度调节到100%，以充分减少截流损耗，达到最好的节能效果；

2、对于风机或水泵并联运行的工况，要注意负载的平衡情况，调速过程中注意变频器的输出电流不要超过电机电流额定值；

3、用自动控制系统的计算机设定电机转速（变频器运行频率）时，按回车键以前，请核实数据的正确性，防止输入过大或过小的异常数据；

4、对风机负载，手动调节转速时，减速必须缓慢进行，过快减速容易导致变频器单元过压停机；

5、对于水泵负载，注意不要设定过小的频率值。

在并联运行情况下，调速水泵速度过低，将影响水泵出水。

5停机操作

1、要实现变频器正常停机，必须先给出变频器的停机或急停指令，不能直接分断高压真空开关。

运行情况下直接分断高压真空开关，变频器有可能将按电源故障（缺相或欠压）处理。

这时必须履行故障处理措施，查明并记录故障原因，排除故障，将变频器复位后方可重新开机，给操作带来不必要的麻烦；

2、给变频器发停机或急停指令使电机正常停机后，高压真空开关可以分断，也可以不分断。

如果分断，则下次启动前必须重新合闸；

3、对于风机负载，如果要正常停机，直接给变频器发出停机或急停指令即可，无须事先降低风机的转速。

由于风机惯性较大，停机时间长，降速停机反倒容易引起变频器单元过电压。

如果要避免风机高速运转时直接停机引起工艺参数大的波动，可以逐步关闭挡板，而后停机；

正常停机的时序如下：

逐步关挡板→停变频→停高压电源（也可不停）；

4、对于水泵负载，变频器具有阀门联动功能。

如果开放该功能，需要停泵时，可以直接给变频器发停机或急停指令，变频器会自动先关闭阀门，然后再减速停机。

如果出现关阀故障，变频器将提供报警信息，不停机继续运行，以保证工业系统安全。

如果阀门联动功能无效，则应按照常规操作规程进行操作，停变频器前先人工关闭水泵出口阀门；

5、工频旁路情况下，要想将电机停机，则直接分断高压真空开关即可。

6工频倒至变频

变频器的操作顺序：

1、分断用户高压真空开关QF；

2、拉开工频旁路隔离开关QS3；

3、合变频器输入隔离开关QS1；

4、合变频器输出隔离开关QS2；

5、合用户高压真空开关QF；

6、向启动变频器发启动指令，启动电机调速运行。

7变频倒至工频

2、拉开变频器输入隔离开关QS1；

3、拉开变频器输出隔离开关QS2；

4、合工频旁路隔离开关QS3；

电机工频旁路运行。

五、常见故障分类

（一）轻故障

1、定义：

不影响变频器运行的故障。

2、轻故障出现时变频器的处理：

（1）轻故障发生时，变频器给出间歇的“音响报警”和间断的“故障指示”。

报警状态下，如果用户发出“报警解除”指令，则系统撤消“音响报警”信号。

（2）对于轻故障的发生，变频器不作记忆锁存处理。

故障存在时报警，如果故障自行消失，则报警自动取消。

（3）需要提醒用户注意的是，虽然轻故障不会立即导致停机，但也应及时采取处理措施，以免演变为重故障。

如UPS输入掉电，必须马上处理。

3、轻故障汇总

（1）单元旁路（以下情况，功率单元可以旁路运行：

功率单元输入缺相、功率单元过热、功率单元直流母线欠压、功率单元驱动故障、功率单元电源故障；

）；

（2）控制电源掉电；

（3）变压器轻度过热130℃；

（4）在高压就绪的情况下，风机故障；

（5）电机120％过载；

（6）DCS模拟给定掉线；

（7）环境温度过于40℃

（8）运行中柜门打开（可设定为重故障）

（二）重故障

出现后变频器立即停机，并切断输入侧高压电的故障。

2、重故障出现时变频器的处理：

（1）重故障发生时，变频器给出连续的“音响报警”、“高压急切”以及“紧急停机”指令。

用户可以用“报警解除”按钮清除报警的音响信号，但变频器保持“高压急切”以及“紧急停机”指令。

（2）重故障发生后，系统作记忆处理。

故障一旦发生，变频器报警并自动跳闸停机。

如果故障自行消失，“高压急切”以及“紧急停机”等指令也都一直保持，故障原因被记录。

只有故障彻底排除，并且用“系统复位”按钮将系统复位后才能重新开机。

3、重故障汇总

（1）变压器严重过热140℃；

（2）电机150％过流；

（3）系统故障（以下情况，可以引起系统故障：

主控箱电路板故障、旁路级数超过设定值、功率单元直流母线过压、功率单元光纤故障）。

六、保护定值

1、过载保护：

电机额定电流的120％，每十分钟允许1分钟（反时限特性），超过则保护停机。

2、过流保护：

电机额定电流的150％，允许3秒钟，超过则立即保护停机。

变频器输出电流超过电机额定电流的200％，在10微秒内保护停机。

3、过压保护：

检测每个功率模块的直流母线电压，如果超过额定电压的115％，则变频器停机。

4、欠压保护：

检测每个功率模块的直流母线电压，如果低于设定的数值（65％Un15s，完全失电3s），则变频器停机。

5、变频器柜体设置温度检测，当环境温度超过40℃时，发出报警信号。

6、在主要发热元件上设置温度检测，一旦超过设定跳机温度85℃，则保护停机。

7、对整流变压器进行温度保护，130℃时发出报警信号，变频器可继续运行；

140℃时发出跳闸信号，变频器停机。

七、常见故障的处理

第一类故障：

直流母线报过压

直流母线过压保护定值：

设置为额定电压的115％。

当出现“直流母线报过压”故障时，应进行如下工作：

1、检查高压电源正向波动是否超过允许值；

2、如果是减速时过电压，可适当加大变频器的减速时间设定值；

3、检查接线螺栓是否松动、打火；

4、检查单元控制板是否损坏；

5、电网侧电压过高或瞬间电压波动过大；

6、功率单元单元控制板内过压整定值漂移；

7、同一级内其他功率单元故障无输出且未旁路运行，造成该功率单元直流母线电压偏高；

8、主控箱光纤板故障或CPU板故障。

第二类故障：

直流母线欠电压

直流母线欠压保护定值：

设置为额定电压的65％。

出现“直流母线欠电压”故障时，应进行如下工作：

1、电网侧电压偏低或瞬间网侧电压波动太大；

2、高压开关是否掉闸；

3、整流变压器副边是否短路；

4、接线螺栓是否紧固和断裂；

接线螺栓的松动和打火；

5、检查功率模块三相进线是否松动；

6、功率模块三相进线熔断器是否完好；

7、功率单元单元控制板内过压整定值漂移；

8、单元控制板损坏。

9、主控箱光纤板故障或PLC板故障；

10、功率单元输入侧整流回路故障；

第三类故障：

变频器过流

变频器过流保护的设定值为：

变频器输出电流达到电机额定电流的150％，允许3秒钟，超过则立即保护停机；

出现“变频器过流”故障时，应进行如下工作：

1、变频器主控板硬件检测回路故障或整定值漂移；

2、检查电机绝缘是否完好；

3、模拟接口板检测回路故障；

4、检查负载时否存在机械故障；

5、变频器输出到电机的电缆故障或输出接线柜螺钉烧断造成缺相；

6、对于一些使用滑动轴承的电机，启动时机械摩擦转矩较大，可适当提高变频器“低频转矩提升”的设定值；

7、功率单元存在重故障；

8、变频器不具备飞车启动功能，启动时电机在旋转状态，或电机是否反转。

9、霍尔电流传感器故障；

10、霍尔器到模拟接口板之间的接线不良；

11、变频器软件检测参数设置不当；

第四类故障：

单元过热

保护定值：

80±

5℃

保护器件：

散热片温度继电器

当出现“单元过热”这一故障时，可进行如下工作：

1、请检查环境温度是否超过允许值；

2、单元柜风机是否正常工作；

3、进风口和出风口是否畅通，即滤网是否干净；

4、装置是否长时间过载运行；

5、最后检查功率模块控制板和温度继电器是否正常。

提示：

经过上述工作之后，还没有解决这一故障，如果用户现场当时没有备用模块，可以将该功率模块上的温度继电器检测点在单元控制板上短接，使其退出保护，继续运行。

尽快更换上备用模块后，可将该故障模块运回公司后检修。

第五类故障：

单元缺相

“单元缺相”故障的含义是指某一功率模块的输入侧缺相。

当发生“单元缺相”故障时，应进行如下工作：

1、检查输入的高压开关是否掉闸；

2、检查整流变压器副边是否短路；

3、检查接线螺栓是否紧固或断裂；

4、检查功率模块三相进线是否松动；

5、检查功率模块三相进线熔断器是否完好；

6、有时变频器在断电时会报出缺相，属正常现象，直接复位即可。

第六类故障：

光纤故障

“光纤故障”是指单元控制板与主控板之间的通讯中断。

当出现“光纤故障”时，应进行如下工作：

1、检查功率模块控制电源是否正常（正常时，L1绿色指示灯发光）；

2、检查功率模块以及控制器的光纤连接头是否脱落；

3、光纤是否折断、漏光；

4、光纤是否被灰尘蒙蔽；

5、主控箱光纤板故障；

6、主控箱电源板故障；

7、有时变频器在断电时会报出单元光纤通讯故障，属正常现象，直接复位即可。

第七类故障：

驱动故障

“驱动故障”的含义是指IGBT在出现故障时，电路上的电流增大（达到6~7倍以上）、引起的管压降的增加（10~15V），而报出的故障。

当出现“驱动故障”时，应进行如下工作：

1、检查内部是否有短路放电痕迹；

2、IGBT是否正常——测量续流二极管；

3、电机是否有问题；

4、输出电缆是否有破损、短路情况；

5、输出螺栓是否过热，虚接打火；

6、更换驱动板、单元控制板；

7、把输出铜排拆除，用万用表测量输出电压幅值

第八类故障：

控制器不就绪

主控箱中的主控板自检不能通过时会报“控制器不就绪”故障。

当出现“控制器不就绪”的故障时，应进行如下工作：

1、控制器自检不能通过时报告该故障，可重新设定变频器参数，再次复位系统尝试；

如果仍不能排除，检查电路板之间的连接是否可靠，控制器到PLC的配线是否松动，或更换单片机控制板。

2、正常情况下，控制器主控板的“RUN”指示等应处于有规律的闪动状态，如果常明或常暗，或不规律闪动，则主控制板存在问题。

3、在上高压电的初始几秒钟或断高压电后的几分钟内，由于控制器处于被复位的状态，报告“控制器不就绪”为正常现象，过这段时间后应可以自行解除。

第九类故障：

控制器无响应

主控箱故障或者出于被复位状态时，会出现“控制器无响应”的故障。

当出现“控制器无响应”的故障时，应进行如下工作：

1、检查所有控制板是否插装到位，电源板所有指示灯是否全亮，主控板POWER指示灯是否发光，RUN指示等是否处于闪烁状态，连接到主控板的RS485插头是否松动或脱落；

2、在变频器上电开始的6秒钟之内，由于屏蔽故障需要，控制器处于被复位状态，显示“控制器无响应”属于正常现象，但6秒之后，“控制器无响应”应消失；

3、同样，变频器断电后，由于屏蔽故障需要，在几分钟内，控制器处于复位状态，显示“控制器无响应”属于正常现象，但几分钟之后，“控制器无响应”应消失；

4、如果不是上电或断电的初始时刻，出现主控板RUN指示灯长时间发光或长时间熄灭，或者不规律闪烁，则主控板存在问题。

第十类故障：

旁路报警运行

当某一功率模块出现“欠压、缺相、驱动、过热”故障时，该模块会进行旁路运行，在主界面上显示出“旁路运行”提示；

在“故障