HI系列用户使用手册.docx
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HI系列用户使用手册
东方日立（成都）电控设备有限公司
高压大功率变频器HI系列
用户使用说明书
（Ver.A）
目录
1．简述3
2．变频装置和外部的接口信号列表4
3．变频操作6
3.1互锁6
3.2电机速度控制6
3.3启/停变频器的操作流程6
3.4变频→工频切换流程10
3.5工频→变频切换流程12
4．显示界面14
4.1条形图14
4.2故障显示15
4.3互锁纪录显示17
4.4DIO（输入和输出接触点显示）界面18
4.5软件版本显示19
附：
常见故障及处理20
1、简述
日本日立公司生产的HighVoltageInverter产品是一种交流电机的速度调节控制装置。
变频器的控制方式采用多级PWM叠加技术，结构采用多个变频器单元串联叠加输出的方式。
日立公司的6KV（10KV）系列变频器每相8（12）级单元，变频器输出电压由所有单元输出叠加而成，波形非常接近于正弦波，谐波含量很低，极大的减小了对交流电机的谐波污染。
整套变频装置由旁通柜，变压器柜，功率单元柜和控制柜四部分组成。
在旁通柜内，装有高压断路器和隔离刀闸等，可实现变频和工频的切换，当变频器在运行中发生重故障时，变频器发出变频切换到工频的指令，也可根据需要，人为的切换到工频。
在变压器柜内，装有多重移相变压器，原边绕组采用星形接法，副边绕组采用延边三角形接法和星形接法，可有效的抵消电网中的偶次谐波，并可有效的滤除某些奇次谐波，尽量减少变频器电源的谐波污染，变压器能承受系统过电压和变频装置产生的共模电压以及谐波的影响。
在功率单元柜内装有功率单元，变频器的输出电压为每个单元输出的PWM波形叠加后的输出。
在控制柜内，装有控制各个回路启停的开关和控制各个功率单元协调工作的控制板，以及整套变频装置同外部系统的接口等。
对变频器的启停操作，通过切换开关，既可以通过就地的按钮控制，又可通过远方的DCS控制来完成。
变频装置根据DCS给出的速度调节信号自动的控制电机的转速，并且在就地和远方都可以监视变频装置的状态。
下面介绍其操作方法。
图1.1变频器一次回路图
1．变频装置和外部的接口信号列表
变频装置的启动，需要外部的DCS对变频装置进行操作，变频装置运行后，需要将运行状态信号反馈给DCS，以便运行人员监视变频器的状态。
表1.1为从外部到变频装置的输入信号（DI）
表1.2为从变频装置到外部的输出信号（DO）
表1.1外部到变频装置的输入信号
序号
英文名称
名称
信号含义
说明
终端线号
1
Emargencystop
紧急停机
变频器立即停止输出（AC100V，0.1A的脉冲信号）
ON：
停止状态
XH57-26，25
2
MaincircuitHeavyfault
主回路重故障
变频器的输入VCB（真空断路器52IP）跳闸（AC100V，0.1A的状态信号）
ON：
故障状态
XH57-8，7
3
InverterRUNcommand
变频器运行命令
变频器启动（AC100V，0.1A的脉冲信号）
ON：
表示启动
XH57-6，5
4
InverterSTOPcommand
变频器停机命令
变频器停止（AC100V，0.1A的脉冲信号）
ON：
表示停止
XH57-4，3
5
Answerbackof52IPturningon
52IP合闸响应
变频输入真空开关52IP开通响应（AC100V，0.1A的状态信号）。
ON：
表示允许
XH57-2，1
注意:
表1.1中从外部到变频装置的输入信号为无源干接点信号,系统本身有AC100V的电源，不需要外部电源。
表1.2变频装置到外部的输出信号
序号
英文名称
名称
信号含义
说明
终端
1
Inverterlightfault
变频器轻故障
变频器轻故障发生时该继电器的常开触点闭合（状态信号）
ON：
轻故障状态
XH56-26，25
2
Inverterheavyfault
变频器重故障
变频器重故障发生该继电器的常开触点闭合（状态信号）
ON：
重故障状态
XH56-24，23
3
Inverterrunning
变频器运行
正在运行状态该继电器的常开触点闭合（状态信号）
ON：
运行状态
XH56-22，21
4
Inverterreadytorun
变频器准备运行
变频器就绪该继电器的常开触点闭合（状态信号）
ON：
变频就绪
XH56-20，19
5
UnderPrecharging
预充电
变频器正在充电该继电器的常开触点闭合（状态信号）
ON：
预充电
XH56-15，14
6
Permittionof52IP
允许真空开关52IP合闸
52IP合闸允许该继电器的常开触点闭合（脉冲信号）
ON：
允许合闸
XH56-13，12
7
52IPturningoffcommand
真空开关52IP断开命令该继电器的常开触点闭合
真空开关52IP断开该继电器的常开触点闭合（状态信号）
ON：
断开
XH56-11，10
注意:
表2.1中从变频装置到外部的输出信号为无源干接点。
表1.3模拟I/O信号
序号
英文名称
名称
信号表示内容
终端
1
Speedreference
速度给定
速度给定输入（4-20mA）
XT51-4，3
2
SpeedFeedBack
速度反馈
速度反馈输出（4-20mA）
XT51-10，9
2．变频操作
由DCS控制变频器驱动电机的运转情况。
详细的操作步骤请参见操作流程图3.3.1～图3.5.1
3.1互锁
（1）变频器无轻故障
（变频器轻故障仅涉及起动互锁，即变频器起动前,不允许有任何故障,关于轻故障的信息参见本文第四部分）
（2）变频器无重故障
（关于重故障的信息参见本文第四部分）
（3）电机停转
（变频器进行停机操作后，经规定时间延时）
3.2电机速度控制
（1）电机起动
DCS给出“变频运行命令”后电机将起动，并自动加速到速度给定值。
（2）电机加速/减速
电机根据速度给定进行加/减速。
（3）电机停止
DCS给出“变频器停止命令”后电机将自由停车。
警告：
当电机仍在旋转时，不允许再起动，应经过规定时间延时后方可再起动。
3.3启/停变频器的操作流程
图3.3.1变频器启动、停止操作流程
变频器启动时序
图3.3.2变频器起动操作时序图
变频器停机时序
图3.3.3变频器停机操作时序图
3.4
变频→工频切换流程
图3.4.1变频→工频切换流程图
变频→工频时序
图3.4.2变频→工频切换时序图
3.5工频→变频切换流程
图3.5.1工频→变频切换流程图
工频→变频切换
图3.5.2工频→变频切换时序图
3．
显示界面
显示器嵌在控制柜门板上，面板显示的内容及功能表述如下：
表4.1屏显种类和功能
序号
屏显项目
功能说明
1
BARGRAPH
显示速度和电流的条形图及操作信号的状态
2
FAULT
显示发生故障的信息
3
INTERLOCK
显示操作互锁异常信息
4
DIO
显示控制板上输入/输出点的状态
5
SoftwareRev.
显示在控制板上的软件版本
4.1条形图
在屏幕上
（1）变频器状态如：
准备、起/停机、预充电等，均有相对应的指示灯指示
（2）界面转换
（3）如图显示的条形图，显示电机的速度给定和电机的输出电流
图4.1条形图
（1）状态显示灯
表4.2状态显示
序号
显示灯名称
显示条件
1
REDAY
（准备阶段）
既没有重故障也没有轻故障
2
RUN/STOP
（启动、停机）
“RUN”信号灯显示表明变频运行
“STOP”信号灯显示变频停止
3
PRECHARG
预充电时的灯亮和熄灭表示“PRECHARG”的状态指示。
52IP
在预充电完成和开关52合闸后，显示屏上的“52”将指示“52IP/IS”并且指示灯亮。
（2）切换按键，
将屏幕切换到指示灯所显示的界面。
如果要从其他界面切换到操作界面，请按屏幕下方的“BARGRAPH”按键。
（3）柱状图标
速度及电机电流以数字形式显示在柱状图标上。
4.2故障显示
故障显示界面可以显示出变频器在故障发生的记录
当发生重故障时，此界面将自动显示。
（当有轻故障时，画面不会自动切换）
此外，重故障记录可以保存，即使故障消除以后，仍然可作为历史记录显示。
重故障和轻故障的显示可通过按屏幕左上角的“Reset”按钮清除。
图4.2重故障显示
图4.3单元故障显示
表4.3重故障纪录
序号
原描述
中文简称
内容
1
OVERCURRENT（SOFT）
过流（软件检测）
电流超过电机最大额定允许电流（软件检测）
2
OVERCURRENT（HARD）
过流（硬件检测）
同上
3
OVERLOAD
过载
电机电流过载时间超过1分钟
4
MAINCIRCUITPOWERDROP
掉高压
高压失电2秒以上（*1）
5
MPUABNORMAL
MPU异常
MPU异常
6
INVCUBCOOLINGFANABNORMAL
变频器柜体冷却风扇异常
变频运行时，风扇停止工作
7
CONNECTORNOTINSERTED
接线端子插头未插好
控制板上有未接好的接线端子插头
8
PRECHARGINGBUSY
预充电忙
预充电未完成
9
ACVOLTAGEABNORMAL
电压异常
电压检测功能异常
10
ACCURRENTABNORMAL
电流异常
电流检测功能异常
11
GROUNDFAULT
接地故障
三相任意一相电缆接地
12
CUBICLEOVERHEAT
单元过热
检测到变频器内部单元温度过高
13
CTLPOWERDROP
控制柜掉电
控制电源电压掉电
14
TRANSFORMEROVERHEAT
变压器过热
变压器的温度超过设定值
15
OVERVOLTAGE（SOFT）
过压（软件检测）
电机电压超过额定电压水平
16
DOOROPEN
柜门打开
在变频运行时，变频柜体上的门被打开
17
**CELLINVFAULT**
单元故障
任何一个单元报单元故障显示
*1）假如检测到电源故障，变频停止输出，电机自由停车。
如果电压在2秒内恢复，则电机驱动重新开始，电机转速逐渐上升到正常状态。
表4.4单元故障
序号
英文描述
故障纪录
内容
1
DRIVERPOWERDROP
驱动电源掉电
指驱动PCB的电源掉电
2
FUSEBLOWN（TPHASE）
熔断器烧掉（R相）
R相的熔断器烧掉
3
FUSEBLOWN（RPHASE）
熔断器烧掉（T相）
T相的熔断器烧掉
4
DCOVERVOLTAGE
直流过压
电路电压（DC）超过检测电压范围
5
DIPSWSETTINGABNORMAL
DIP开关设定异常
DIP开关设置不正确
6
OPTICALCOMMUNICATIONABNORMAL
光纤通讯异常
控制PCB板与变频器单元之间的光纤传输异常。
表4.5轻故障
序号
英文描述
故障因素
内容
1
OVERLOADRUNNING
过载运行
负载超过变频器额定值
2
SPEEDREFABNORMAL
速度参考值异常
模拟给定值超过了最大或最小限定值
4.3互锁纪录显示
启动互锁异常中断纪录被显示在屏幕上。
启动互锁异常中断纪录如表4.6所示：
表4.6互锁故障说明
序号
互锁故障纪录
内容
1
HEAVYFAULT
重故障
重故障未排除
2
MAINCIRCUITBREAKEROFF
主回路断开
主回路断路器（52）断开
3
LIGHTFAULT
轻故障
轻故障未消除
4
PRECHARGENOTFINISH
预充电未完成
预充电没有完成
5
DOOROPEN
柜门打开
设备的门处于未关上状态
6
CONNECTORNOTINSERTED
接线端子插头未插好
控制板上有未接好的接线端子插头
7
INTERLOCKFAILURE
互锁故障
操作互锁信号（来自于DCS）无效
图4.4互锁纪录显示
4.4DIO（输入和输出接触点显示）界面
控制PCB板上的输入和继电器输出（灯亮/灯灭）ON/OFF状态会显示在DIO界面上。
图4.5DIO界面
4.5软件版本显示
屏幕上会显示加载于控制板PCB上的软件版本号
界面上分三类显示包括：
系统;标准；版本号及软件创建的时间。
附：
常见故障及处理
变频器重故障原因表
序号
信号称
内容
故障序号
1
过流（软件检测）
电流超过电机最大额
定允许电流（软件检测）
H1
2
过流（硬件检测）
同上
H1
3
过载
电机电流过载时间超过1分钟
H2
4
主回路掉高压
高压失电2秒以上（*1）
H3
5
MPU异常
MPU异常
※1
6
变频器柜体冷却风扇异常
变频运行时，风扇停止工作
H4
7
接线端子插头未插好
控制板上有未接好的接线端子插头
H5
8
预充电忙
预充电未完成
H6
9
输出电压异常
电压检测功能异常
H7
10
输出电流异常
电流检测功能异常
H8
11
接地故障
三相任意一相电缆接地
H9
12
单元过热
检测到变频器内部单元温度过高
H10
13
控制柜掉电
控制电源电压掉电
※2
14
电机冷却风扇停止TD
电机冷却风扇停止，经过了5分钟
H11
15
电机异常（选用）
检出了电机过热
H12
16
高压柜异常（选用）
在高压柜内检出了重故障
H13
17
变压器过热
变压器的温度超过设定值
H14
18
柜门打开
在变频运行时，变
频柜体上的门被打开
H15
19
过压（软件检测）
电机电压超过额定电压水平
H16
20
单元故障
任何一个单元报单元故障显示
H17
变频器单元的故障原因表
序号
故障名称
内容
故障序号
1
驱动器电源低
驱动器基板的电源低
H18
2
R相保险丝熔断
R相保险丝烧断
H19
3
T相保险丝熔断
T相保险丝烧断
H19
4
主回路电压高
功率单元主回路电压过高
H20
5
主回路电压低
功率单元主回路电压过低
H20
6
短路门脉冲
PN短路的门脉冲被输出了
H21
7
DIP开关设定异常
DIP开关没正确设置
H22
8
传送异常
控制基板到变频器单元的光纤传输异常
H23
下面介绍故障的分析和排除方法；
NO.H1
显示面板显示为：
出力过电流（软件检测），出力过电流（硬件检测）
输出过电流：
是将变频器与电动机之间连接的电流检测器的输出电压与由控制基板内的软件电路和硬件电路的变换器产生的过电流电平进行比较。
主要故障原因：
✓变频器单元的IGBT故障；
✓交流电流传感器发生故障；
✓过电流电平的误设定；
✓故障检测回路发生故障；
✓机械故障，负载造成的；
主要检查项目：
✓调查发生故障时的情况；
✓电流传感器输出电压是否为正弦波，有无偏离误差；
✓过电流的设定值调查；
✓检查IGBT是否完好。
NO.H2
显示面板显示为：
过负荷
过负荷：
将由电流检测器检出的变频器交流电流AI在控制基板内的软件回路的求和与积分演算过负载特性，检测出过负载。
主要故障原因：
✓电机负载增大；
✓检测电平设定异常；
✓交流电流传感器发生故障。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓检查电流传感器；
✓故障检测电平设定值的调查。
NO.H3
显示面板显示为：
主回路停电
主回路停电：
是将多重变压器的三次绕组的电压与控制基板内的硬件回路的变换器产生的停电检出电平进行比较检出。
复电，由软件回路与复电检出电平进行比较。
主要故障原因：
✓送电电源的停电；
✓瞬停检测用变压器的故障；
✓故障检测会路的故障；
✓停电设定电平的误设定。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓检查瞬停用的电压传感器；
✓停电/复电检测电平的设定值调查。
NO.H4
显示面板显示为：
冷却风扇异常
冷却风扇异常：
由于保护变频器柜顶的冷却风扇的热继电器的动作或是检查出冷却风扇的电压低，用冷却风扇运转用的电磁接触器与电源正常检测继电器的接点串联检测。
主要故障原因：
✓冷却风扇的电机故障；
✓冷却风扇物理锁住；
✓冷却风扇电源降低了；
✓热继电器解扣电平的错误设定；
✓DI回路的故障。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓冷却风扇用电流断路器的通/断确认；
✓热继电器解扣及设设定值调查；
✓DI回路检查；
✓冷却风扇的故障。
NO.H5
显示面板显示为：
连接器异常
连接器插入异常，在控制基板内的硬件回路中DI，由软件回路检测。
主要故障原因：
✓连接器没插入；
✓控制基板故障。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓检查连接器连接是否正确，如果连接器正常插入时，交换控制基板。
NO.H6
显示面板显示为：
初充电迟滞
初充电迟滞：
是在初充电中，从各个变频器单元的主回路电压在驱动器接口基板上进行DI电压确立，由软件回路检测出，驱动器接口基板上的DIP开关没设定时，也可能发生这种情况。
主要故障原因：
✓初充电电源断；
✓初充电回路的异常；
✓驱动器接口基板上的故障，DIP开关没设定；
✓驱动器及驱动器接口电源的降低；
✓光钎断线；
✓变频器单元的故障。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓检查控制柜内的初充电电源FFB及电压调查；
✓初充电电路的热继电器解扣及设定值的调查；
✓驱动器接口的调查；
✓驱动器接口的电源电压调查及连接器CN1插入确认；
✓光纤断线检查。
NO.H7
显示面板显示为：
输出电压异常
在控制基板上AI输出电压FB，在软件回路上，对电压指令与电压FB的差与输出电压异常电平进行比较检测。
主要故障原因：
✓电压FB线及输出电缆的断线；
✓连接器或FB松动；
✓电压检测器的故障；
✓变频器单元的故障；
✓输出电压异常电平的误设定。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓检查输出电压检测器的输出电压；
✓连接器及FB松动，调查断线情况；
✓检查IGBT是否完好；
✓检查输出电压异常检测电平的设定值。
NO.H8
显示面板显示为：
输出电流异常
在控制基板上，将检测到的电流在软件电路与输出电流异常电平进行比较检测。
主要故障原因：
✓电流FB线，输出电缆及电动机断线；
✓连接器或TB松动；
✓电流检测器的故障；
✓输出电流异常电平的误设定。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓检查输出电流检测器的输出电压；
✓连接器及TB松动，调查断线情况；
✓检查输出电流异常检测电平的设定值。
NO.H9
显示面板显示为：
接地
接地检查，是在控制基板上将接地电压模拟输入，由软件电路与接地检出电平进行比较检测。
主要故障原因：
✓变频器和电动机间的电缆接地；
✓电动机的接地；
✓接地检测器回路的故障；
✓接地检测电平的误设定。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓检查变频器和电动机间的电缆对地的绝缘状况调查；
✓检查电机对地绝缘状况调查；
✓检查接地检测电平设定。
NO.H10
显示面板显示为：
柜内温度上升
柜内温度检查，是将在变频器柜设定的温度开（95℃时打开）在控制板上数字输入，由软件电路检测。
主要故障原因：
✓周围温度的上升；
✓过负载时长期运转；
✓空气过滤器的堵塞；
✓冷却风扇电源故障；
✓DI回路的故障。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓检查周围的温度；
✓检查空气过滤器；
✓冷却风扇的动作检查；
✓回路的健全性检查。
NO.H11
显示面板显示为：
电机冷却风扇停止TD
将电机冷却风扇运转回应信号在控制板上数字输入，由软件电路检测，风机停止后，经过5分钟，变为重故障。
主要故障原因：
✓冷却风扇的电机故障；
✓冷却风扇的物理锁定；
✓冷却风扇的电源低了；
✓DI回路的故障。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓电机冷却风扇的动作检测；
✓DI回路的健全性检查。
NO.H12
显示面板显示为：
电机异常
电机故障是在控制板上将电机过热和电机轴承温度上升数字输入，由软件电路检测。
主要故障原因：
✓冷却风扇的电机停止；
✓在过负载的情况下长期运转；
✓电机周围温度的上升；
✓DI回路的故障。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓冷却风扇的动作检测；
✓电机和周围温度的确认；
✓DI回路的健全性检查。
NO.H13
显示面板显示为：
高压柜重故障
高压柜重故障由从高压柜内多重变压器一次侧的电流值进过负荷检测器或限时过电流检测器检测，在控制板上数字输入，由软件电路检测。
主要故障原因：
✓多重变压器一次侧（含受电部分）的故障或短路；
✓电流检测器的故障；
✓故障检测器的故障；
✓DI回路的故障。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓电流检测器的输出电压检查；
✓DI回路的健全性检查；
✓受电回路的确认
NO.H14
显示面板显示为：
多重变压器过热
多重变压器过热是在控制板上将变压器柜内设定的温度开关数字输入，由软件电路检测。
主要故障原因：
✓长时间过负荷运转；
✓周围温度升高；
✓温度计算异常；
✓DI回路的故障。
主要检查项目：
✓调查发生故障时的具体情况；
✓周围温度的检查；
✓DI回路的健全性检查。
NO.H15
显示面板显示为：
运行中柜门打开了
运行中柜门打开是在充电中（受电，断路器52投入中或停机后10分钟）打开变频器的柜门时检测，将门开关的状态由数字量输入，由软件电路检测。
主要故障原因：
✓门开关故障；
✓DI回路的故障。
主要检查项目：
升级会员 