浅谈ACS800变频器的应用

刘　坤

（大庆钻探工程公司机械修理厂，黑龙江大庆163413）

浅谈ACS800变频器的应用

刘坤*

（大庆钻探工程公司机械修理厂，黑龙江大庆163413）

电动钻机经历一段很长的发展历史，规模从小到大，功能从简单到复杂，实现了网络化和智能化的现代高级控制，变频器在钻机中的应用也越来越广泛，目前大庆油田使用最多的是ABB和西门子变频器。将对ABB生产的ASC800变频器进行简单介绍。

变频器；故障；制动

1　概述

ACS800是第一代采用直接转矩控制技术（DTC）的交流变频器，其稳定的性能使传动产品在传动系统中发挥最大的功效，它可以通过设置参数来选择不同的操作方式和各种功能，也可以由PLC系统的控制通过各种通讯协议与变频装置实现通讯，可以由此产生传动控制器所需的给定值，调取变频调速装置所有参数设定和运行参数。ACS800标准变频器模块从1.1～2800kW所有功率范围都是1GBT功率模块，并且在变频器内部设置了进线电抗器，从而有效地控制了高次谐波对电网的影响，还提供了全范围的制动能力。其内部还可安装3个可选模块：I/O扩展模块、现场总装适配器、脉冲编码器借口模块等。

2　ACS800变频器的优点

（1）电源断电时的运行——能利用正在旋转着的电机的动能继续运行，只要电机旋转并产生能量，其将继续运行。

（2）零速满转矩——由ACS800带动的电机能够获得在零速时电机的额定转矩，并且不需要光码盘或测速电机的反馈，而矢量控制变频器只能在接近零速时实现满力矩输出。

（3）起动转矩——DTC提供的精确的转矩控制使得ACS800能够提供可控且平稳的最大起动转矩，最大起动转矩能达到200%的电机额定转矩。

（4）自动启动——自动启动特性超过一般变频器的飞升起动和积分起动的性能，因为它能在几毫秒内测出电机的状态，任何条件下在0.48s内迅速起动。

（5）磁通制动——它能通过提高电机的磁场来提供足够快的减速，它能持续监视电机的状态，在磁通制动时也不停止监视。磁通制动也能用于停止电机和从一个转速变换到另一个转速。

（6）精确速度控制——动态转速误差在开环应用时为0.3%s，在闭环应用时为0.1%s。

（7）精确转矩控制——动态转矩阶跃响应时间在开环时能达到1～5ms。

（8）危险速度段设置——可使电机避免在某一速度或某一速度范围上运行的功能。

3　基本参数设置

3.1自动启动

由于传动单元在几毫秒内检测出电机的状态，因此在各种情况下电机都能立即启动，不存在起动延迟。设置参数21.01。

3.2磁通制动

传动单元可以用增加电机磁通量的方法使电机快速减速。通过增加电机磁通量，电机在制动过程中产生的电能可以转化为热能，该功能用于15kW以下电机。设置参数26.02。

3.3磁通优化

当传动单元在额定负载以下运行时，磁通优化能降低总能耗和电机的噪声水平。依负载转矩和速度的不同，电机传动单元的总效率可以提高1%～10%。设置参数26.01。

3.4危险速度

在由于机械共振等原因，而需要避开某些电机速度值或速度区域时，可以使用危险速度跨越功能。设置参数组25CRITICAL SPEEDS。

3.5恒定速度

可以预先设定15种恒定速度。恒定速度通过数字入口进行选择，启用恒定速度功能后不受外部速度给定的影响，此功能运行级别为6ms。设置参数组12CONSTANT SPEEDS。

3.6速度控制器的整定

在电机辨识期间，速度控制器进行自动调节。当然，也可以手动整定控制器的增益、积分时间和微分时间，或让传动单元单独执行一次速度控制器自动整定运行。在自动整定运行中，速度控制器根据负载和电机与机械的转动惯量进行调节。设置参数组23SOPEED CTRL和20LIMITS。

4　ACS800变频器故障分析及解决办法

在ACS800变频器的使用过程中，我们总结出了一些常见的故障，列出可能出现的原因及处理办法。

4.1系统显示PP OVERLOAD报警

是IGBT节温超过了报警值，可能是由于低频下过载引起的（例如过载和惯量的快速改变方向）。解决办法：检查冷却系统；检查该逆变器的容量；增加速度给定斜坡时间；减小负载。

4.2显示DC UNDERVOLT故障

中间直流回路电压不足。可能是由于主电源缺相、保险丝烧坏或整流桥内部损坏。解决办法：检查主电源和熔断器。

4.3显示EARTH FAULT故障

传动检测到负载不平衡。可能是由于外部故障（电机或电机电缆的接地故障）或内部故障（逆变器元件损坏）。解决办法：检查电机和电机电缆回路；检查在电机电缆接线中是否有功率因数补偿电容或者浪涌吸收装置；检查在电机电缆接线中有无接地故障。

4.4显示OVERCURRENT故障

过流。原因是输出电流超过跳闸极限值。解决办法：检查电机负载；检查加速时间；检查电机与电机电缆；检查脉冲编码及其接线；检查在电机电缆中是否有功率因数补偿电容或浪涌吸收装置。

4.5显示PPCC LINK故障

PPCC通讯故障。原因是AINT电路板电流测量电路或RMIO和ANIT之间的通讯故障。解决办法：检查RMIO和ANIT之间的光缆连接；检查IGBT；检查在主电路中是否有短路。

4.6显示SHORT CIRC故障

短路。原因为短路故障即输出电流过流。解决办法：检查电机和电机电缆；检查逆变模块中的IGBT。

5　结束语

ABB变频器以其稳定的性能，丰富的选件扩展功能，可灵活应用的编程环境，良好的力矩特性，在变频器市场占有者重要地位。ACS800作为最新一代全数字交流变频器，能达到控制交流电机的完美极限，因此，只有了解了ACS800变频器，才能使变频器发挥更大作用，从而使变频器能更好的为油田钻井生产服务。

［1］张伟.ABB变频器在石油钻机中的应用［J］.中国石油和化工标准与质量，2013（2）.

TE92

B

1004-5716（2016）01-0039-02

2015-01-13

刘坤（1979-），男（汉族），黑龙江肇源人，工程师，现从事钻井设备研发及维修工作。