ACS6000sd传动系统故障分析与维护

曹洪同　王磊

摘 要：ACS6000sd传动系统对故障具有自诊断功能，通过CDP312控制面板显示故障的名称。查阅故障分析表可查出产生故障的原因，对故障的进一步分析可借助调试软件DriveWindows。文章就ABB公司ACS6000sd传动系统现在维护时简单的故障分析与维护进行具体的阐述，具有一定借鉴意义。

关键词：ABB；ACS6000sd；直接转矩控制（DTC）

我矿主井提升机电力传动方案采用ABB公司的ACS6000sd交-直-交变频同步电动机直接转矩控制系统。传动系统采用ABB公司生产的ACS6000sd交-直-交同步电动机变频调整系统，ACS6000sd是基于直接转矩控制（DTC）技术的新一代交-直-交电压型中压变频器；功率范围从3MW到27MW。采用ACS6000sd的提升机传动系统，具有低谐波、低损耗的优点，无需滤波器来抑制谐波，无需无功补偿装置。无需熔断器、无需直流断路器，变压器功率减小，动力电缆截面减小，矩控制性能优越，设备占地面积小。

1 故障分析

ACS6000sd传动系统的AMC板中设置故障处理器FH（Fault Handle），由FH控制主状态机MSM和传动系统（亦称驱动器）的相关动作。FH根据采集的各种参数和设定的限幅值判断是否有故障发生，并将故障发生的内容和时间存入故障显示器，通过CDP312控制面板和DriveWindows读取和显示记录器的内容和发生时间。

2 故障分类（FAULT CLASS）

ACS6000sd的故障分为两大类FC1、FC2，允许用户区分不同的故障性质及响应。如果故障发生，相应的故障类型被发送至主状态机MSM，MSM去处理相应的故障响应。

2.1 INU逆变器故障

（1）Fault Class1（FC1）：

直流回路的相关故障；脉冲被封锁、MCB立即分闸、DC回路放电。

（2）Fault Class2（FC2）：

传动系统内部故障，传动系统停止工作；MCB维持合闸状态，DC回路电压维持在充电状态。

2.2 ARU整流器故障

（1）ARU Fault Class1（FC1）：

DC电压失去控制；脉冲被封锁，MC立即断开。

（2）ARU Fault Class2（FC2）：

DC电压放电到零；MCB分闸。

如果ARU发生保护动作，连接在DC母线上的逆变器也同样发生保护动作。

3 故障内容

3.1 ACS6000的故障内容：

过电流；DC电压过高、过低，DC电压不对称，充电失败；接地故障；制动斩波故障；辅助电压故障；通信故障；冷却水电导率高，压力过高、过低，温度过高、过低。

3.2 逆变器对同步电动机提供的保护：

过电流；过电压；过速保护；失速保护；过热保护。

4 故障保护动作分类

4.1 DTC交流电源回路

主断路器MCB立即打开；主断路器MCB延时打开。

4.2 CBU柜

VLU/RBU高压侧的开关动作；VLU/RBU低压侧的开关动作。

4.3 INU柜

在短路时触发三相桥的所有开关器件，直流回路电容强迫短路。

5 故障记录工具

ACS6000故障记录工具有三种：

Drive Windows；Drive Debug；CDP312面板。

可记录最近发生的64级故障（可显示故障名称和故障发生的日期）。

6 故障分析举例

如果ACS6000内部发生故障，将在控制面板上显示相应的故障报警信息（参见故障信息表）。

例1 当逆变器的控制面板CDP上显示报警和故障信息时，可以通过查找“故障信息表”来分析和查找故障。如果控制面板显示“1stEarthFaultMCirc”通过查故障信息表，得到下列结果：

第1列：1stEarthFaultMCirc，面板显示的故障文本信息。

第2列：Par.9.45-AW1，故障信息对应的参数项地址， Par.9.54表示第9组参数项54，报警字AW1。

第3列：b12，报警字AW1的位12，b12=1，则激活面板显示“1stEarthFaultMCirc”

第4列：NP-voltage based main circuit earth fault monitoring. 故障显示的文本解释，表示主回路直流中点（NP）对地电压监视存在故障。

第5列：The DC-Voltage between NP（neutral point）and earth exceeds the limit value. 可能引起故障和报警的原因分析。即主回路直流中点（NP）对地电压超过了限定值。

第6列：32.06 & 161.11，引起故障的相关参数项。即參数项Par.32.06和Par.161.11。由于Par.161.11不对用户开放，查参数表可知，Par.32.06可以定义主回路直流中点（NP）对地电压监视，当Par.32.06=1，该项故障监示被屏蔽；当Par.32.06=2，出现该故障时只报警；当Par.32.06=3，出现该故障时进行故障处理和报警。

第7列：CVMI - Board，可能引起故障的硬件电路，即电压电流测量板CVMI。

例2 如果控制面板显示“CBU ChargeOverload”通过查故障信息表，得到下列结果：

第1列：CBU ChargeOverload，面板显示的故障文本信息。

第2列：Par.9.10-FW2 FC1，故障信息对应的参数项地址， Par.9.10表示第9组参数项10，FW2 FC1表示故障类型1的第2故障字。

第3列：b06，Par.9.10的位6，b06=1，则激活面板显示“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. 故障显示的文本解释：CBU充电变压器过热保护，当检测到充电变压器过负荷时，充电单元的热保护继电器打开。

第5列：Too frequent charging Protection relay setting

可能引起故障的原因分析：太频繁的充电，或者热保护继电器整定不合适。

第6列：Group 17，引起故障的相关参数组。即参数组Par.17，该组参数主要用来对DC充电控制进行设置。

第7列：C1P3 DI5，可能引起故障的硬件电路，即AMC3板外部扩展的S800模块C1P3（模块的位置号）。DI5表示该模块为数字输入，第5通道，CBU充电过负荷监测。

参考文献

[1]王京亮，周运华.浅谈ACS6000传动系统主要电路及故障分析处理[J].工业计量，2013（11）：26.

[2]刘进，周渝，孟繁刚.基于DriveWindows的穿孔机主传动系统的故障诊断[J].变频器世界，2012（11）：15.

作者简介：曹洪同（1981，09-），男，本科学历，现任淮沪煤电公司丁集煤矿电气工程师。