SINAMICS S120变频器的堵转、接地故障分析

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1、SIEMENSS120变频器的堵转、接地故障分析周恩会方华（江苏沙钢集团有限公司钢板总厂江苏张家港215625）简要：SinamicsS120是西门子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，它不仅能控制普通的三相异步电动机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。其强大的定位功能将实现进给轴的绝对、相对定位。本文对S120控制同步电机产生的堵转、接地复杂故障进行处理及分析，希望对大家处理类似故障时有借鉴意义。关键词：S120变频器堵转故障磁极定位接地故障换相环流1系统介绍沙钢宽厚板二车间全套采用SIEMNES公司产品，其轧机区域操作侧，传动侧立轧电机、压下电机、立轧侧压

2、电机6台电机分别由两套siemensSinamicsS120控制。操作侧三台电机整流部分采用SLM两并联整流器，由一台CU320控制器实现整流控制及逻辑连锁，逆变部分采用共用直流母线结构，分别驱动立轧机，轧机压下，立轧操作侧3台电机，其中立轧电机分别由两台SimotionD435控制器一拖二控制，由于立轧电机为交流同步电机，励磁部分由380v交流电源经380v/220v变压器变压后，由一台西门子6RA70直流传动提供励磁电流，如图1。立轧主电机参数为：额定功率p=1200kw，额定电压u=600v，额定电流i=1197a，额定频率f=10hz，额定转速n=200r/min图11故障现象2011

3、年9月份，最初立轧机操作侧电机变频器报堵转故障，检查编码器等无问题，更换绝对值编码器接口模块smc30后，故障消失运行一个星期后故障又出现。更换控制器D443后，一合闸便出现接地故障，报警信息为：a5052、f30021。2故障处理3.1接地故障处理3.1.1绝缘测量首先，怀疑是电机和电缆有问题，从变频器端脱开电机电缆，然后在scout软件cotralpanel合闸，变频器可以合闸，不报接地故障。更加怀疑是电机和电缆问题，但是用高压绝缘表测量结果，绝缘状况良好。不存在短路，对地绝缘低的情况。3.1.2电流互感器检测设置p13000=0（线性v/f控制方式），还是报接地故障。通过P7001禁止其

4、中任何一个逆变单元，在v/f控制方式下，启动后都可以运行正常，更加说明电机和变频器输出电缆没有问题。于是怀疑两个并联的逆变单元中电流互感器存在问题，测量出来的某项电流不准确，从而产生过电流故障，进而报接地故障。在v/f控制方式下，两个逆变单元分别单独运行，用scouttrace功能进行每项的电流图形观察，发现在相同速度下，每相电流幅值是相等的。把变频器输出电缆脱开，在v/f控制方式下，变频器给定50%的转速，无论是两个逆变单元单独运行还是并联运行，在trace图形上测得的每相电流都是零，这样基本排除是电流互感器的问题。3.1.3接地故障最终解决由于两个逆变单元并联时没有接输出电抗器，并且单绕组

5、电机。查阅各种资料得知，在这种情况下必须要接输出电抗器，但是查阅西门子s120宣传资料介绍：逆变并联可无需平衡电抗器，无环流设计省去了输出侧笨重的电抗器，单元间电流不平衡和负荷不平衡通过DRIVE-CLiQ快速的通讯得以可靠的解决。这就说明s120可以用软件控制方式解决并联逆变单元间的电流不平衡和负荷不平衡现象。但是还是怀疑是两个逆变单元并联时负载分配不平衡造成其中一个逆变单元过流而触发接地故障，通过咨询某自动化公司，建议通过改变P0287参数值，可以解决这个故障，于是将P0287值由6%改到16%，并联合闸一运行还是报接地故障，将p0287改为0，屏蔽掉接地故障，合闸运行马上报过电流故障。看

6、来这个方法解决不了问题。由于将p0287改为0，屏蔽掉接地故障，合闸运行马上报过电流故障，更加怀疑两个逆变单元之间存在环流造成的接地故障。于是再次将两个逆变单元的输出电缆脱开，在v/f控制方式下，两个逆变单元并联运行。速度给定分别由5%升到50%，用万用表测量每个变频器每相输出电压见下表　Inveter1Inveter2unitspepdU-VU-WV-WU-VU-WV-WV5%240-260250-260250-360248-360249-361234-359V10%386-477375-473375-464380-470377-475383-473V15%493-559493-559492

7、-559493-559493-553493-555V20%588-627587-627586-626588-627587-627587-627V25%670-691671-690670-690670-690669-689669-692V30%730-752739-752738-751739-751738-750739-752V35%764764764768768766V40%76876876876