ACS6000sd傳動系統故障分析與維護

曹洪同　王磊

摘 要：ACS6000sd傳動系統對故障具有自診斷功能，通過CDP312控制面板顯示故障的名稱。查閱故障分析表可查出產生故障的原因，對故障的進一步分析可借助調試軟件DriveWindows。文章就ABB公司ACS6000sd傳動系統現在維護時簡單的故障分析與維護進行具體的闡述，具有一定借鑒意義。

關鍵詞：ABB；ACS6000sd；直接轉矩控制（DTC）

我礦主井提升機電力傳動方案采用ABB公司的ACS6000sd交-直-交變頻同步電動機直接轉矩控制系統。傳動系統采用ABB公司生產的ACS6000sd交-直-交同步電動機變頻調整系統，ACS6000sd是基于直接轉矩控制（DTC）技術的新一代交-直-交電壓型中壓變頻器；功率范圍從3MW到27MW。采用ACS6000sd的提升機傳動系統，具有低諧波、低損耗的優點，無需濾波器來抑制諧波，無需無功補償裝置。無需熔斷器、無需直流斷路器，變壓器功率減小，動力電纜截面減小，矩控制性能優越，設備占地面積小。

1 故障分析

ACS6000sd傳動系統的AMC板中設置故障處理器FH（Fault Handle），由FH控制主狀態機MSM和傳動系統（亦稱驅動器）的相關動作。FH根據采集的各種參數和設定的限幅值判斷是否有故障發生，并將故障發生的內容和時間存入故障顯示器，通過CDP312控制面板和DriveWindows讀取和顯示記錄器的內容和發生時間。

2 故障分類（FAULT CLASS）

ACS6000sd的故障分為兩大類FC1、FC2，允許用戶區分不同的故障性質及響應。如果故障發生，相應的故障類型被發送至主狀態機MSM，MSM去處理相應的故障響應。

2.1 INU逆變器故障

（1）Fault Class1（FC1）：

直流回路的相關故障；脈沖被封鎖、MCB立即分閘、DC回路放電。

（2）Fault Class2（FC2）：

傳動系統內部故障，傳動系統停止工作；MCB維持合閘狀態，DC回路電壓維持在充電狀態。

2.2 ARU整流器故障

（1）ARU Fault Class1（FC1）：

DC電壓失去控制；脈沖被封鎖，MC立即斷開。

（2）ARU Fault Class2（FC2）：

DC電壓放電到零；MCB分閘。

如果ARU發生保護動作，連接在DC母線上的逆變器也同樣發生保護動作。

3 故障內容

3.1 ACS6000的故障內容：

過電流；DC電壓過高、過低，DC電壓不對稱，充電失敗；接地故障；制動斬波故障；輔助電壓故障；通信故障；冷卻水電導率高，壓力過高、過低，溫度過高、過低。

3.2 逆變器對同步電動機提供的保護：

過電流；過電壓；過速保護；失速保護；過熱保護。

4 故障保護動作分類

4.1 DTC交流電源回路

主斷路器MCB立即打開；主斷路器MCB延時打開。

4.2 CBU柜

VLU/RBU高壓側的開關動作；VLU/RBU低壓側的開關動作。

4.3 INU柜

在短路時觸發三相橋的所有開關器件，直流回路電容強迫短路。

5 故障記錄工具

ACS6000故障記錄工具有三種：

Drive Windows；Drive Debug；CDP312面板。

可記錄最近發生的64級故障（可顯示故障名稱和故障發生的日期）。

6 故障分析舉例

如果ACS6000內部發生故障，將在控制面板上顯示相應的故障報警信息（參見故障信息表）。

例1 當逆變器的控制面板CDP上顯示報警和故障信息時，可以通過查找“故障信息表”來分析和查找故障。如果控制面板顯示“1stEarthFaultMCirc”通過查故障信息表，得到下列結果：

第1列：1stEarthFaultMCirc，面板顯示的故障文本信息。

第2列：Par.9.45-AW1，故障信息對應的參數項地址， Par.9.54表示第9組參數項54，報警字AW1。

第3列：b12，報警字AW1的位12，b12=1，則激活面板顯示“1stEarthFaultMCirc”

第4列：NP-voltage based main circuit earth fault monitoring. 故障顯示的文本解釋，表示主回路直流中點（NP）對地電壓監視存在故障。

第5列：The DC-Voltage between NP（neutral point）and earth exceeds the limit value. 可能引起故障和報警的原因分析。即主回路直流中點（NP）對地電壓超過了限定值。

第6列：32.06 & 161.11，引起故障的相關參數項。即參數項Par.32.06和Par.161.11。由于Par.161.11不對用戶開放，查參數表可知，Par.32.06可以定義主回路直流中點（NP）對地電壓監視，當Par.32.06=1，該項故障監示被屏蔽；當Par.32.06=2，出現該故障時只報警；當Par.32.06=3，出現該故障時進行故障處理和報警。

第7列：CVMI - Board，可能引起故障的硬件電路，即電壓電流測量板CVMI。

例2 如果控制面板顯示“CBU ChargeOverload”通過查故障信息表，得到下列結果：

第1列：CBU ChargeOverload，面板顯示的故障文本信息。

第2列：Par.9.10-FW2 FC1，故障信息對應的參數項地址， Par.9.10表示第9組參數項10，FW2 FC1表示故障類型1的第2故障字。

第3列：b06，Par.9.10的位6，b06=1，則激活面板顯示“CBU ChargeOverload”。

第4列：Thermal protection relay of charging unit （protects the charging transformer from overheating） has detected an overload in the charging circuit and opened. 故障顯示的文本解釋：CBU充電變壓器過熱保護，當檢測到充電變壓器過負荷時，充電單元的熱保護繼電器打開。

第5列：Too frequent charging Protection relay setting

可能引起故障的原因分析：太頻繁的充電，或者熱保護繼電器整定不合適。

第6列：Group 17，引起故障的相關參數組。即參數組Par.17，該組參數主要用來對DC充電控制進行設置。

第7列：C1P3 DI5，可能引起故障的硬件電路，即AMC3板外部擴展的S800模塊C1P3（模塊的位置號）。DI5表示該模塊為數字輸入，第5通道，CBU充電過負荷監測。

參考文獻

[1]王京亮，周運華.淺談ACS6000傳動系統主要電路及故障分析處理[J].工業計量，2013（11）：26.

[2]劉進，周渝，孟繁剛.基于DriveWindows的穿孔機主傳動系統的故障診斷[J].變頻器世界，2012（11）：15.

作者簡介：曹洪同（1981，09-），男，本科學歷，現任淮滬煤電公司丁集煤礦電氣工程師。