整理ABB变频器故障解释.docx

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整理ABB变频器故障解释

第七章故障跟踪

概述

本章讲述了ACS600传动系统的保护和故障跟踪。

保护

I/O监控

如果应用电机控制板（NAMC）不能与I/O控制板进行通讯，或者不能与I/O扩展链连接的I/O扩展模块通讯，就会给出下列报警：

DIOALARM

ALARMWORD_1（9.04）的第7位

AIOALARM

ALARMWORD_1（9.04）第8位

EXTDIOALM

ALARMWORD_1（9.04）第9位

EXTAIOALM

ALARMWORD_1（9.04）第10位

通讯监控

NAMC诊断程序监视着来自于上位机的信息。

监视功能是由参数70.4CH0TIMEOUT激活的。

这个参数定义了在指示通讯故障的延迟时间。

通过输入一个零值，这个功能就失效了。

一旦通讯故障，这个动作的完成是由参数CH0COMLOSSCTRL（70.05）来定义的。

在出现通讯故障时，FAULTWORD2（9.02）里的故障“CH0COMLOS”的第12位被设置成1。

注意:

如果数据集10的更新时间小于2秒，那么报警和故障被激活。

逆变器过温故障

ACS600传动监控着逆变器功率模块温度。

如果温度超过115︒C，给出报警“ACS600TEMP”并将AW_1（9.04）的第4位置1。

如果功率模块温度超过125︒C，给出故障“ACS600TEMP”并将FW_1（09.01）的第3位置1。

环境温度

ACS600测量NIOC板表面的环境温度。

如果温度低于-5︒C或高于73至82︒C（取决于逆变器的型号），传动装置不能启动。

给出故障“CABINTEMPF”并将FW_2（9.02）的第7位设置成1。

过流

过流跳闸极限值是3.5倍的Ihd（重载使用时的额定电机电流）。

有多种过流跳闸源：

∙软件跳闸（时间等级是100μs，等级=测量范围的97%）；

∙硬件跳闸等级（时间等级是35μs，等级=测量范围的97%）；

∙硬件衍生的跳闸（时间等级是75μs，等级=测量范围的12.5）；

∙通过PBU逻辑并联的硬件跳闸等级（时间等级是75μs，等级=测量范围的94%）。

发出故障“OVERCURRENT”并将FW_1（09.01）的第1位设置成1。

在启动过程中，电流测量是自动校准的。

直流过压

直流过压跳闸极限值是1.3*U1max，这里U1max是主电的最大值。

逆变单元的额定电压值

U1max（AC）

UDC过压跳闸限

400V

415V

730V

500V

500V

880V

690V

690V

1210V

发出故障“DCOVERVOLT”并将FW_1（09.01）的第2位置1。

Figure7-1直流电压控制和跳闸极限值

直流欠压

直流欠压跳闸极限值是0.60*1.35XU1min，这里U1min是主电的最小值。

逆变单元的额定电压

U1min（AC）

UDC欠压跳闸极限值

400V

380V

307V

500V

380V

307V

690V

525V

425V

发出故障“DCUNDERVOLT”并将FW_2（09.02）的第2位置1。

本地控制丢失功能

当在本地控制模式下，本地控制设备（控制盘或DriveWindow）和ACS600之间的通讯停止时，本地控制丢失功能定义了ACS600的传动。

运行使能锁定功能

当可选负载开关用在逆变单元的输入直流回路中时，数字输入DI2的状态”0”激活了RUNENABLE（运行使能功能），该功能用于外部RUN互锁和内部充电逻辑。

当DI2状态为0时，传动装置自由停车。

发出故障“RUNDISABLD”并将FW_2（9.02）的第4位和ASW（08.02）第4位置1。

启动禁止联锁功能

STARTINHIBITDI（启动禁止联锁功能）用来控制和监控防误起功能。

当在防误起电路中安全继电器-A40或–K14触点断开时，逆变器IGBT脉冲直接由这个数字输入封锁。

所选择的数字输入的作用就如同一个与门封锁着MainControlWord（主控字）的第3位（RUN）互锁。

在3秒钟内，来自于PPCC链的信号“STARTINHIBITDI”数字输入和“STARTINHIBIT”ASW（8.02）第8位必须相同。

如果“STARTINHIBITDI”的触点断开，但是“STARTINHIBIT”的状态表明了不同状态，发出故障“STARTINHHW”和9.06FW_3（9.06）第1位被置位。

这种诊断表明HW不正确和NGPS功率模块故障。

如果没有使用防误启动电路，必须选择NO。

短路

为了监控电机电缆和逆变器的短路，有多级保护电路。

如果发生电路短路，传动装置将不能启动，并且发出故障“SHORTCIRC”，将FW_1（09.01）的第0位置1。

中间直流回路电流脉动故障

通过监控中间直流回路电流脉动，输入缺相保护电路监控供电部分的的状态。

如果输入缺相，那么中间直流回路脉动将上升。

如果脉动超出13%，那么传动将停止，并且发出故障“SUPPLYPHASE”，将FW_2（09.02）的第0位置1。

超速故障

ACS600的输出频率超出预置频率（例如，速度控制出现超调），传动将停止，并且发出故障“OVERFREQ”，FW_1（09.01）的第9位置1。

跳闸频率的范围可以由参数FREQTRIPMARGIN（20.11）进行调节。

接地故障逻辑

这部分讲述了如何跟踪ACS600多传动模块R2i-R12i，2xR11i/R12i和4xR11i/R12i接地故障的原因。

逆变模块的接地故障并不总是表明实际的接地故障。

有时可能是IGBT或NGDR出现故障。

Figure7-2这个流程图用来跟踪接地故障的原因和找到故障部分

NINT板上的LED显示

下图讲述了如何通过检查NINT-XX和NXPP-0X板上的LED指示灯来发现发热最厉害的相或功率模块。

这仅用于结构外形R8i–R12i模块的并联相模块和功率模块。

Figure7-3NINT板上的LED指示灯.

LED灯的解释

NINT-XX或NXPP-0X板上的所有灯都没有发光的原因：

:

∙没有接上直流电；

∙可能是NPOW-62板上的熔断器熔断；

∙NRED-61和NPOW-62之间的连接故障；

∙NPOW-62（X32）和NINT-XX（X42）之间的连接故障。

NINT-XX或NXPP-0X板上仅有一个灯发光:

那一相或功率模块比其它的要热。

在NINT-XX或NXPP-0X板上有一个灯比其它的灯要亮的原因:

那一相或功率模块比其它的要热。

NINT-XX或NXPP-0X板上的所有灯都发光的原因:

那一相或功率模块比其它的要热。

R8i–R9i模块：

NINT-XX上的三个灯表明了发热最厉害的相和发热最厉害的功率模块，因为每一相仅有一块功率模块。

R10i–R11i模块：

NINT-XX板最上面的三个灯表明了哪一相发热最厉害。

该板最下面的两个灯表明了在V相发热最厉害的功率模块，而NXPP-0X板上的两个灯表明了U相和W相发热最厉害的功率模块。

在每个相模块里两个功率模块是并联的。

R12i模块：

NINT-XX板最上面的三个灯表明了哪一相发热最厉害。

该板最下面的三个灯表明了V相发热最厉害的功率模块，而NXPP-0X板上的三个灯表明了U相和W相发热最厉害的功率模块。

在每个相模块里内置着三个并联的功率模块.

功率模块过热的原因通常是NGDR-XX板故障，功率模块损坏，或功率模块安装不好（表面的油脂或质量问题）。

三个LED灯的颜色和匹配的相或功率模块是：

U-相/功率模块1绿色（左边）

V-相/功率模块2黄色（中间）

W-相/功率模块3红色（右边）

每相（R10i–R11i）有两个功率模块：

:

功率模块T1黄色（左边）

功率模块T2绿色（右边）

速度测量故障

如果出现下列情况，速度测量故障被激活：

∙在参数（50.11）ENCODERDELAY设定的时间内没有收到脉冲，并且传动系统同时处在电流或转矩极限值下。

∙测量速度和估计速度同电机的额定速度有20%的偏差。

∙在脉冲编码器和NAMC板之间没有通讯。

∙在1ms内，脉冲编码器的脉冲频率有明显大的变化。

故障/报警功能是由参数（50.05）ENCODERALM/FLT来激活的。

一旦故障，FW_2（09.02）的第5位被设置成1并且发出故障“ENCODERFLT”。

从测量速度到估计速度的转换

一旦报警，AW_1（9.04）的第5位置1，并且发出“ENCODERERR”警告。

如果选择了报警功能，检测到了速度测量误差，基于微分条件，传动系统就会自动转向使用估测速度。

只要测量速度和估计速度之间的偏差大于1%，传动就会使用估计速度。

每隔5秒检查偏差。

当偏差小于1%，传动就会使用测量速度。

所使用的当前速度的状态能从ASW（802）的第1位看到。

开关频率过快故障

如果内部控制环超出了最大的开关频率，就会发出故障“OVERSWFREQ”并且FW_2（9.02）的第9位设置成1。

系统故障

如果NAMC板上的程序故障失败，就会引起中断，那么FW_1（09.01）的第7（SYSTEM_FAULT）位置1。

短时过载

ACS600多传动的变器部分采用了IGBT-晶体管功率部件。

对于每种逆变器型号，有负载周期A和B都在ACS600多传动目录（code3BFE63981915）里有介绍，。

也要参考环境的限制。

IAC_NOMINAL

=额定电流（连续）

IAC_4/5min

=负载周期A的基准I2

IAC_1/5min

=负载周期A的基准I2最大电流（基准电流IAC_4/5min的150%）

IAC_50/60s

=负载周期B的基准电流I2

IAC_10/60s

=负载周期B的基准电流I2最大电流（基准电流IAC_50/60s的200%）

如果过载周期比负载周期A或B所描述的时间要长，那么逆变部分用一个温度测量传感器和软件算法来进行过载保护。

在IAC_Nominal和IAC_1/5min

之间的过载

如果负载电流连续处在IAC_Nominal和IAC_1/5min之间，IGBT功率模块的温度和散热片将严重发热。

过载时间是由温度传感器来限制的。

Figure7-4ACA6102340-3在IAC_Nominal和IAC_1/5min之间的过载范围

如果测量温度超过115︒C，将发出警告“ACS600TEMP”并将AlarmWord1（AW1）的第4位置1。

如果功率模块的温度超过125︒C，就会发出故障“ACS600TEMP”并将FaultWord1（FW1）的第3位置1。

逆变器脉冲被封锁，传动装置将自由停车（零转矩）。

在IAC_1/5min和最大电流之间过载

最大电流是由参数20.04MAXIMUMCURRENT限制的。

如果当前电流值超过了IAC_1/5min,软件算法将被激活。

在IAC_1/5min和最大电流之间的负载周期是受限制的，它作为电流的函数通过软件积分器来实现的，因此A1,A2和A3的面积相等。

A1=10s*（lAC_10/60s-AC_1/5min.）.

Figure7-5当负载电流>IAC_1/5mi时的过载举例

强制冷却周期开始时，AW_2（9.05）的第2位被设置成1并且发出报警“INVOVERLOAD”。

电机保护

电机热保护功能

采用下面方法，能防止电机过热：

∙激活DTC电机热模型或用户模型；

∙用PT100或PTC传感器（1个或2个独立的测量通道s）来测量电机温度；

∙通过数字输入DI6检测电机内的热开关的状态（KLIXON）。

参见参数组10，选择KLIXON。

如果接触器打开，就会激活故障“KLIXON”并将FW_1（09.01）的第5位置1。

电机热模型能和其它温度保护装置同时使用（PTC,PT100,KLIXON）。

Figure7-6按照IEC85标准的绝缘等级

电机热模型l

ACS600传动系统基于下列假设情况下，计算电机温度：

1.电机环境温度为30°C。

2.电机温度的计算，要么由用户调节要么由自动计算的电机热模型时间和电机负载曲线。

一旦环境温度超过30°C，就应该对负载曲线作出调整。

热模型提供的保护是通过设置电机热敏时间。

该值等于标准等级10、20、30的热继分别对应的350,700,或1050秒的时间，而参数30.29THERMMODFLTL的值为110°C。

有两级温度监控：

∙当达到由参数30.28THERMMODALML设定的报警温度极限值时，报警“MOTORTEMP”被激活，并且AW_1（09.04）的第3位被置1。

∙当达到有参数30.29THERMMODFLTL限定的跳闸温度极限值时，故障“MOTORTEMP”被激活，并将FW_1（09.01）的第6位设置成1。

PT100,PTC或KTY84-1xx温度传感器的使用

使用传动的模拟输入和输出来测量电机温度。

系统应用程序支持两个测量通道：

A1和A2分别用于电机1和电机2的温度测量。

警告!

根据IEC664标准，与模拟I/O口（NIOC-01或NAIO）相连的热敏电阻，或与NIOC-01板的数字输入相连的热敏电阻必须在电机的带电部分和热敏电阻之间需要双倍绝缘或加强绝缘。

加强绝缘必须确保8mm（400/500VAC设备）的间隙和爬电距离。

如果热敏电阻的安装不到要求，那么其它ACS600的I/O端子必须保护以防止接触，或者采用热敏电阻继电器将数字输入与热敏电阻绝缘。

Figure7-7使用模拟I/O的热敏电阻连接的举例

电机过温能通过连接1…3PTC热敏电阻,1…3PT100元件或硅温度传感器得到测量。

KTY84-1xx（在100︒C时为1000Ω）。

模拟输出是给温度元件提供一个恒定的电流，而模拟输入测量测温元件两端电压。

根据所选择的传感器的型号，应用程序设置了正确的恒定电流。

对电机1，报警和跳闸极限值是通过参数30.04和30.05来限定的，而对于电机2，它们是由30.07和30.08来定义的。

∙当达到报警温度极限值时，报警“MOTORTEMPM”被激活了，并且将AW_1（09.04）的第2位置1。

∙当达到跳闸温度极限值时，故障“MOTORTEMPM”被激活了，并且将FW_1（09.01）的第5位置1。

∙注意:

根据下图，热敏电阻也能接到NIOC板的数字输入DI6上。

如果直接连接热敏电阻，那么当阻值上升到4kΩ，DI6就会变为0，发出故障信号。

它将导致传动装置跳闸，激活故障“KLIXON”，并将信息装入故障记录器中，将FW_1（09.01）的第5位置1。

方案2:

是在电机一端，电缆屏蔽通过一个10nF的电容接地。

如果接地不能实现，可以将屏蔽层悬空。

堵转功能

ACS600传动系统电机发生堵转时保护电机。

系统既能调整监控极限值（转矩，频率，时间）又能选择如何使传动响应电机的堵转条件（警告指示，故障指示，停止；无响应）。

如果下列所有条件同时满足，则激活保护：

1.ACS600输出频率低于由用户设定的堵转频率极限值。

2.电机转矩已经上升到由ACS600应用程序计算出来的最大允许值（图中的Tm.a值）。

这个极限值是连续变化的，这是由于变频器软件计算的电机温度不断变化。

3.条件1和条件2已经超过了用户设置的周期（堵转时间极限）。

报警功能或故障功能能由参数30.13STALLFUNCTION来选择的。

如果选择FAULT，堵转时就会产生一个故障“MOTORSTALL”，并将FW_2（9.02）的第14位置1。

如果选择WARNING，堵转时就会产生警告“MOTORSTALL”，并将AW_2（9.05）的第9位置1。

Figure7-8保护区

欠载功能

电机欠载作为故障显示出来。

为了保护在欠载条件下的机械设备，ACS600传动系统提供欠载功能。

既能选择监视极限值（欠载曲线和欠载时间），也能选择在欠载条件（警告指示，故障指示，停止；无响应）下的动作。

如果下列所有条件同时满足，那么将激活保护：

1.电机负载低于由用户选择的欠载曲线。

2.电机负载一直低于所选择的欠载曲线的时间比由用户设定的时间要长一些（欠载时间）。

3.ACS600传动输出频率比电机额定频率大10%。

报警或故障功能能由参数30.16UNDERLOADFUNC来选择的。

如果选择FAULT，欠载时就会产生故障“UNDERLOAD”并将FW_1（9.01）的第8位置1。

如果选择WARNING，欠载时就会产生警告“UNDERLOAD”并将AW_2（9.05）的1位置1。

电机缺相功能

电机缺相功能监控着电机电缆连接的状态。

在电机启动时，这个功能是非常有用的。

ACS600传动系统监视着是否电机相线没有连接，如果是，则拒绝起动。

缺相功能也会在正常运行期间监控着电机的连接状态。

用户能定义电机缺相时的传动动作。

选项是故障指示和停止或无响应。

故障指示是“MOTORPHASE”，同时，将FW_2（09.02）的第15位置1。

接地故障保护功能

接地故障保护监视着电机电缆或逆变器的接地故障。

接地故障判断是基于在变频器的输入端的电流互感器对接地保护泄露电流的测量。

接地故障功能取决于用户的选择，它能停止传动系统，发出故障指示，或者使传动继续运行并发出报警。

逆变器的结构尺寸R10i…R12i的跳闸等级是由参数30.25EARTHFAULTLEVEL选择的。

参数定义了由NINT板测量的总电流的不平衡的跳闸等级。

故障功能是通过在参数30.20EARTHFAULT下的选择的。

一旦故障，会指示“EARTHFAULT”，并将FW_1（09.01）的第4位置1。

如果选择NO,就会发出报警“EARTHFAULT”并将AW_1（09.04）的第14位置1。

电机风机诊断

如果电机有一个外部冷却风机，通过数字输出就能控制风机的启动器。

参见参数组14和35。

诊断功能是通过参数35.01MOTORFANCTRL激活的。

来自于电机启动器并传送给数字输入的确认信号由参数10.06MOTORFANACK选择的。

诊断

1.当首次启动电机时，如果在由参数35.02FANACKDELAY所限定的时间内没有收到风机确认信号。

就会产生故障，并使传动系统跳闸。

2.当电机运行时：

如果确认信号丢失，就会产生报警“MOTORFAN”。

如果确认信号在35.02FANACKDELAY（延迟时间）后仍然丢失,就会产生故障并会使传动系统跳闸。

如果确认时间是零，仅指示报警。

3.一旦电机风机报警，AW_2的第0位置1。

4.如果35.01MOTORFANCTRL已经选择ALARM/FAULT，那么一旦电机风机故障，FW_3的第0位置1。

故障和报警信息

故障信息表

故障信息（按字母顺序）

报警/故障文字

原因

如何处理

ACS600TEMP

9.01FW_1,bit3

ACx600内部温度太高。

如果逆变器的模块温度超过115°C，那么发出一个警告。

检查环境温度。

检查空气流动和风机运转情况。

检查散热片是否覆盖灰尘。

检查电机功率和单元功率是否匹配。

AI

9.02FW_2,bit10

I/O给定4…20mA低于4mA水平。

（故障或报警可编程，参见参数30.27）。

检查模拟控制信号的等级是否合适。

检查控制接线。

检查

AI

CABINTEMPF

9.02FW_2,bit7

柜体过温或欠温是由在NIOC-01板（热敏电阻）来检测的。

环境温度太高（>73°C）或太低（<5°C）。

增加冷却风量。

CABLETEMP

9.02FW_2bit3

电机电缆过温跳闸。

电缆的热模型已经达到100%温度等级。

检查电机负载。

检查电机电缆和它的型号。

在参数组36里用电缆热模型参数来证实。

CH0COMLOS

9.02FW_2,bit12

通讯中断是由CH0来检测的。

（故障可编程，参加参数70.04）。

检查NAMC板和上位机系统（现场总线适配器）之间的光纤连接。

用新光纤进行测试。

检查传动系统的节点地址是否正确。

检查现场总线适配器的状态。

参考相应的现场总线适配器手册。

如果现场总线适配器存在，那么检查组51的参数设定。

检查现场总线和适配器之间的连接。

检查总线主机是否正在通讯和配置是否正确。

CH2COMLOS

9.01FW_1,bit11

通讯中断是由CH2来检测的。

（故障或报警可编程，参见参数70.13）。

检查NAMC板之间的光纤连接。

检查光纤环是否闭合。

用新的光纤进行测试。

DCOVERVOLT

9.01FW_1,bit2

中间直流回路电压过高。

这可能是由下列原因引起的：

1.在主电中的静态或暂态过压；

2.制动斩波器或电阻故障（如果使用）；

3.如果没有制动斩波器或再生输入部分，那么减速时间太短。

4.逆变单元内部故障。

检查制动斩波器的功能。

如果使用再生输入单元，检查在减速期间是不是强制为二极管模式。

检查直流电压和逆变器额定电压的等级。

更换NINT-xx板（它的电压测量电路故障）。

DCUNDERVOLT

9.02FW_2,bit2

中间直流回路的欠压。

这可能是二极管整流桥缺相引起的。

检查主电和逆变器熔断器的情况。

如果使用标准的硬件，当给逆变器上电时，检查数字输入DI2是否为1。

DDFFORMAT

9.03SFW,bit3

在FLASH存储器中文件错误。

更换NAMC板。

EARTHFAULT

9.01FW_1,bit4

主电源的负载不平衡。

这可能是由电机里和电机电缆里的故障或内部