1、1.4M皮带机电气系统皮带机电气系统 一、主电路电控系统一、主电路电控系统 二、保护电控系统二、保护电控系统 三、电气控制及三、电气控制及PLC控制控制 四、变频软启动器四、变频软启动器 五、故障处理五、故障处理变频器的基本原理 异步电动机用变频器传动时如下图所示。整流器将交流电变为直流电，平波电路将直流电平滑，逆变器将直流电逆变为频率可调的交流电。作为主电路方式有电压型变频器和电流型变频器。电压型的将电压源的直流电变换为交流电的变频器，电流型是指将电流源的直流电变换为交流电的方式。整流器整流器平波电路平波电路逆变器逆变器控制电路控制电路M 在控制方式上同样分为电压控制和电流控制两种。这两种控
2、制方式，不管主电路方式是电压型还是电流型都可以用。变频器的主电路 我们生产的变频器是电压型交直交变频器，下面是变频器的主电路的基本结构图：RSTRLR1R2CF1CF2MWUVSLVD1VD 2VD3VD4VD5VD6V4V6V2VD7VD8C01C02VD14R02VD13V3V5V1R01 一、交直部分 1、整流电路：整流电路由VD1VD6组成三相不可控的整流桥，将电源的三相交流电全波整流成直流。电源的线电压为UL，三相全波整流后平均直流电压UD的大小是：UD=1.35UL 1140V1.35=1539V 2、滤波电容器CF：整流电路输出的整流电压是脉动的直流电压，加滤波电容器CF的作用是
3、，除了滤除整流后的电压纹波外，还在整流电路与逆变器之间起去耦作用，以消除相互干扰，这就给作为感性负载的电动机提供必要的无功功率。因而，中间直流电容器的容量较大，起储能作用。可称为储能电容器。3、限流电阻RL与开关SL：由于储能电容大，加之在接入电源时电容器两端的电压为零，故当变频器刚合上电的瞬间，滤波电容器CF的充电电流是很大的。过大的冲击电流能使三相整流桥的二极管损坏。为此，在电路内串入限流电阻RL，其作用是将电容器的充电电流限制到允许的范围内。开关SL的功能是：当CF充电到一定程度时，令SL接通，将限流电阻短路掉。由于CF的容量较大，在变频停电时放电的时间可长达数分钟。又由于电容上的电压较
4、高，所以必须当放电完成后方可检查。二、直交部分 1、逆变管V1-V6；V1-V6组成逆变桥，把整流后的直流电再”逆变“成频率、幅值都可以调的交流电。这是变频器实现变频的执行环节，因而是变频器的核心部分。逆变管用的是绝缘栅双极晶体管（IGBT）。2、续流二极管VD7VD12，主要功能有；电动机的绕组是电感性的，其电流有无功分量。VD7VD12为无功电流返回直流电源提供”通道“。当频率下降、电动机处于再生制动状态时，再生电流将通过VD7VD12返回直流电路。V1V6进行逆变的基本工作过程是，同一桥臂的两个逆变管，处于不停的交换导通和截止的状态。在这交替导通和截止的换相过程中，也不时地需要VD7VD
5、12提供通路。3、缓冲电路，其功能如下：逆变管V1V6每次由导通状态切换成截止状态的关断瞬间，集电极（C极）和发射极（E极）间的电压ZCE将极为迅速地由近乎0V上升至直流电压值UD。这过高的电压增长率将导致IGBT管的损坏。因此，C01C06的功能就是降低V1V6在每次关断时的电压增长率。V1V6每次由截止状态切换成导通状态的接通瞬间，C01C06上所充的电压（等于UD）将向V1V6放电。此放电电流的初始值将是很大的，并且叠加到负载电流上，导致V1V6的损坏。因此，R01R06的功能是限制IGBT管在接通瞬间C01C06的放电电流。R01R06的接入，又会影响C01C06在V1V6关断时降低电
6、压增长率的效果。VD01VD06接入后，在VIV6的关断过程中，使R01R06不起作用；而在V1V6的接通过程中，又迫使C01C06的放电电流流经R01R06。从而对逆变管（IGBT起到了保护和有效的工作。三、制动电阻和制动单元 制动电阻RB：电动机在工作频率下降过程中，异步电动机的转子转速超过此时的同步转速处于再生制动状态，拖动系统的动能要反馈到直流电路中，使直流电压UD不断上升，甚至可能达到危险值（击穿电压）。因此，必须将再生到直流电路的能量消耗掉，使UD保持在允许范围内。制动电阻RB就是用来消耗这部分能量的。制动单元VB：制动单元VB是由逆变管IGBT及驱动电路构成，是控制流经RB的放电
7、电流IB。变频器的控制简述主要有以下己方面控制：1、主控电路板：即实现变频器控制的微电脑处理系统。2、直流电源板：为控制系统提供控制电源。3、驱动控制板：控制逆变管（IGBT）导通、关断。4、变频器的接线与端子功能变频器的接线与端子功能一、一、接线接线 变频器的输入、输出端子，这些端子大体可分为主电路端子、控变频器的输入、输出端子，这些端子大体可分为主电路端子、控制电路端子。各端子的符号，名称及用途说明如下：制电路端子。各端子的符号，名称及用途说明如下：（一）（一）主电路的连接主电路的连接 主电路的端子和连接端子的功能见表主电路的端子和连接端子的功能见表1-2。进行主电路连接时应注。进行主电路
8、连接时应注意以下几点。意以下几点。1）主电路电源端子）主电路电源端子R、S、T端子经接触器和馈电开关与电源连接。端子经接触器和馈电开关与电源连接。无须考虑相序。无须考虑相序。2）变频器的保护功能动作时，继电器的常闭触点控制接触器电路，）变频器的保护功能动作时，继电器的常闭触点控制接触器电路，使接触器断开，从而切断变频器主电路的电源。使接触器断开，从而切断变频器主电路的电源。3）请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作。必须用）请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作。必须用控制面板上的运行键（控制面板上的运行键（RUN）和停止键（）和停止键（STOP）或以控制（）或以控制（FWD）
9、（REV）来操作。）来操作。4）变频器输出端子（）变频器输出端子（U、V、W）经真空接触器接至三相）经真空接触器接至三相电动机上，当旋转方向与设定不一致时，请调换电动机上，当旋转方向与设定不一致时，请调换U、V、W三相中任意两相。三相中任意两相。5）变频器的输出端子决不能连接电力电容器或浪涌吸收）变频器的输出端子决不能连接电力电容器或浪涌吸收器。器。6）直流电抗器连接端子）直流电抗器连接端子P1、P（+）是连接改善功率因是连接改善功率因数用直流电抗器的端子。数用直流电抗器的端子。7）连接外部制动电阻用端子）连接外部制动电阻用端子P、P（+），），DB。如需同。如需同时配置制动单元和制动电阻连接
10、时配置制动单元和制动电阻连接P（+）、）、N（-）端子。若端子。若不用制动单元，变频器的不用制动单元，变频器的P（+）、）、N（-）端子，则使其开端子，则使其开路。如果短路或直接接入制动电阻，则会损坏变频器，绝对路。如果短路或直接接入制动电阻，则会损坏变频器，绝对不要这样做。不要这样做。从安全及降低噪声的需要出发，必须接地，根据电气设从安全及降低噪声的需要出发，必须接地，根据电气设备技术标准规定，接地电阻应小于或等于国家标准规定值，备技术标准规定，接地电阻应小于或等于国家标准规定值，且用较粗的短线接到变频器的专用接地端子且用较粗的短线接到变频器的专用接地端子PE上。上。端端 子子 符符 号号
11、端端 子子 名名 称称 说说 明明 R、S、T 主电路电源端子主电路电源端子 连接三相电源连接三相电源 U、V、W 变频器输出端子变频器输出端子 连接三相电动机连接三相电动机 P1、P（+）直流电抗器连接端子直流电抗器连接端子 改善因数的电抗器改善因数的电抗器 P（+）、DB 外部制动电阻器连接端子外部制动电阻器连接端子 连接外部制动电阻连接外部制动电阻 P（+）、）、N（-）制动单元连接端子制动单元连接端子 连接外部制动单元连接外部制动单元 PE 变频器接地端子变频器接地端子 变频器机壳的接地端变频器机壳的接地端子子 表表1-2 主电路端子、接地端子的功能主电路端子、接地端子的功能分分 类类
12、 端端 子子 符符 号号 端端 子子 名名 称称 功功 能能 说说 明明 频频 率率 设设 定定 13可调电阻器用电可调电阻器用电源源 作为频率设定器（可调电阻：作为频率设定器（可调电阻：15k）用电源）用电源DC+10V，100mAmax 12设定用电压输入设定用电压输入 DC 0+10V，以，以+10V输出最高频率，输入电阻输出最高频率，输入电阻22k C1设定用电流输入设定用电流输入 DC 420mA，以，以20mA输出最高频率，输入电阻输出最高频率，输入电阻250 11频率设定公用端频率设定公用端 是对于频率设定信号（是对于频率设定信号（12、13、C1）的公用端子）的公用端子 控控
13、制制 输输 入入 FWD正转运转停止指正转运转停止指令令 FWD-CM之间接通，正转运之间接通，正转运转，断开后，减速停止转，断开后，减速停止 FWD-CM与与REV-CM同时接同时接通时，减速后停止（有运转通时，减速后停止（有运转指令，而且频率设定指令，而且频率设定0HZ）。）。但是，在选择模式运转（功但是，在选择模式运转（功能码：能码：33/133/3）中，则）中，则为暂停为暂停 RQ-CM之间接通，或之间接通，或 RTZ-CM之间接通，都与正转之间接通，都与正转/反反转运行相互组合使用转运行相互组合使用 REV反转运转停止指反转运转停止指令令 REV-CM之间接通，反转运之间接通，反转运
14、转，断开则减速停止转，断开则减速停止 RQ加速度用端子加速度用端子 RQ-CM之间接通，频率由之间接通，频率由0HZ升至设定的最高频率升至设定的最高频率 RTZ减速度用端子减速度用端子 RTZ-CM之间接通，频率由之间接通，频率由设定的最高频率降到设定的最高频率降到0HZ BX自由运转指令自由运转指令 BX-CM之间接通，立即切断之间接通，立即切断变频器输出，电机自由运转后变频器输出，电机自由运转后停止，不输出报警信号停止，不输出报警信号 BX信号不能自保持，在运信号不能自保持，在运转指令转指令FWD或或REV接通的状接通的状态中，若断开态中，若断开BX-CM，则从，则从0HZ启动启动（二）控
15、制电路端子（二）控制电路端子表表1-3示出控制电路端子的功能说明。示出控制电路端子的功能说明。接上表分类分类端子符号端子符号端子名称端子名称 功功 能能 说说 明明 控控 制制 输输 入入 THR外部报警外部报警输入输入在运转中若在运转中若THR-CM之间断开，变频之间断开，变频器的输出切断（电机自由运转），即器的输出切断（电机自由运转），即输出报警。输出报警。这个信号在内部自保持，这个信号在内部自保持，RST输入就输入就被复位，可用于制动电阻过热被复位，可用于制动电阻过热出厂时，出厂时，RST-CM之间用短之间用短路线连接，在使用时要拆掉。路线连接，在使用时要拆掉。平常连接常闭接点。平常连接
16、常闭接点。RST复位复位RST-CM之间接通，解除变频器跳闸之间接通，解除变频器跳闸后的保持状态。后的保持状态。没有消除故障原因时，不能没有消除故障原因时，不能解除跳闸状态解除跳闸状态30B，30C内部故障内部故障输出输出30B-30C之间断开，变频器的输出切之间断开，变频器的输出切断（电机自由运转），即输出报故障断（电机自由运转），即输出报故障这个点是内部继电器的常闭点这个点是内部继电器的常闭点30B-30C之间断开，输出变之间断开，输出变频器故障，经外部控制频器故障，经外部控制BX-CM之间接通，变频器输出切之间接通，变频器输出切断断RQA，RQC变频运行变频运行端子端子RQA-RQC之间
17、接通，变频器输出之间接通，变频器输出（电机启动运转），即使（电机启动运转），即使2KM接触器接触器吸合吸合RQA-RQC在变频器运转中在变频器运转中接通，接通，50HZ后断开。后断开。QHA，QHC工频运行工频运行端子端子QHA-QHC之间接通，变频器转如工之间接通，变频器转如工频运转，即使频运转，即使3KM接触器吸合接触器吸合QHA-QHC在变频器在变频器50HZ后后接通。接通。FA，FC运行输出运行输出端子端子FA-FC之间接通，变频器输出运转信之间接通，变频器输出运转信号（作为返回信号或控制端子）号（作为返回信号或控制端子）FA-FC之间接通，在这里作之间接通，在这里作为信号返回用于控制
18、电路中为信号返回用于控制电路中 CM接点输入接点输入公用端公用端接点输入信号的公用端子接点输入信号的公用端子 1）用接点输入时，使用接触器可靠性高的接点）用接点输入时，使用接触器可靠性高的接点 2）出厂时，）出厂时，FW-CM用短线连接，变频器的启动按钮即可用短线连接，变频器的启动按钮即可 3）控制电路端子上连接控制继电器时，在励磁线圈的两）控制电路端子上连接控制继电器时，在励磁线圈的两端连接吸收电涌的二极管端连接吸收电涌的二极管 4）控制电路端子连接的电线用）控制电路端子连接的电线用0.75mm2及以下规格的屏及以下规格的屏蔽线或绞合在一起的聚乙烯线蔽线或绞合在一起的聚乙烯线 5）屏蔽线的屏
19、蔽层，如图）屏蔽线的屏蔽层，如图1-1所示。把一端连接到各自的所示。把一端连接到各自的共用端子（共用端子（11、CM）上，另一端不要连接。）上，另一端不要连接。屏蔽线屏蔽线屏蔽线屏蔽线图图1-1屏蔽接线示意图屏蔽接线示意图FWDCM111213（三）主电路电线选择（三）主电路电线选择 选择主电路电线的大小与一般的电力线一样，选择主电路电线的大小与一般的电力线一样，必须对电流、短路保护、电线压降等考虑充分。必须对电流、短路保护、电线压降等考虑充分。变频器输入电流的有效值，根据变频器的输入功率变频器输入电流的有效值，根据变频器的输入功率因数而定，往往比电动机电流大。因数而定，往往比电动机电流大。功
20、率因数直流电压功率因数直流电压直流电流直流电流/（3 交流有效电压交流有效电压交流有效电交流有效电流）流）波形因数有效值波形因数有效值/平均值平均值波顶因数最大值波顶因数最大值/有效值有效值 变频器与电动机间的电缆铺设距离长，则电压变频器与电动机间的电缆铺设距离长，则电压降大，有时产生电机转矩不足。特别是变频器输出降大，有时产生电机转矩不足。特别是变频器输出频率低时，其输出电压也低，电压降所占的比例也频率低时，其输出电压也低，电压降所占的比例也大。变频器与电机间的压降以额定电压的大。变频器与电机间的压降以额定电压的2%为允为允许值，可椐此选择电缆。主电路电缆的电阻值必须许值，可椐此选择电缆。主
21、电路电缆的电阻值必须满足下式；满足下式；R1000U/3 LILI 式中：式中：RR单位长度电缆的电阻值（单位长度电缆的电阻值（/km/km）U容许线间电压降（容许线间电压降（V V）LL电缆的铺设距离（电缆的铺设距离（M M）II电流（电流（A A）主电路的接地回路必须按电气设备技术标准规定接地。主电路的接地回路必须按电气设备技术标准规定接地。如图所示，主要目的是防止漏电及干扰侵入或辐射出去。如图所示，主要目的是防止漏电及干扰侵入或辐射出去。变频器接地方式图变频器接地方式图 a）专用地线（好）专用地线（好）b）共用地线（可）共用地线（可）c）共用地线（不可）共用地线（不可）变频器变频器其他机
22、器其他机器变频器变频器其他机器其他机器其他机器其他机器变频器变频器a）b）c）接地电线对于单元型与变频器的接地端子连接，接地电线对于单元型与变频器的接地端子连接，变频器安装在箱体内的接地线端子与外壳及接地母变频器安装在箱体内的接地线端子与外壳及接地母线连接。线连接。不管哪一种情况，都不能经过其他装置的接地端不管哪一种情况，都不能经过其他装置的接地端子或接地母线等连接，必须直接与接地极或接地母子或接地母线等连接，必须直接与接地极或接地母线连接。根据电气设备技术标准，接地电线必须用线连接。根据电气设备技术标准，接地电线必须用直径直径1.6mm1.6mm以上的软铜线。以上的软铜线。（四）控制电路电线
23、（四）控制电路电线 变频器的控制信号为微弱的电压、电流信号，所变频器的控制信号为微弱的电压、电流信号，所以与主电路不同，对于电线的选择和敷设要增加防以与主电路不同，对于电线的选择和敷设要增加防干扰对策和遵守规程，必须细心地加以注意。干扰对策和遵守规程，必须细心地加以注意。1 1、电线的种类，一般来说控制信号的使用聚氯乙电线的种类，一般来说控制信号的使用聚氯乙烯护套屏蔽电缆。烯护套屏蔽电缆。2 2、电线的粗细，控制线导体的粗细必须考虑机械强、电线的粗细，控制线导体的粗细必须考虑机械强度、电压降，通常使用导体截面度、电压降，通常使用导体截面1.25mm1.25mm2 2以上电线。以上电线。如敷设距
24、离短，可用如敷设距离短，可用0.75mm0.75mm2 2的电缆。的电缆。3、电缆的分开敷设，变频器的控制电缆与主电、电缆的分开敷设，变频器的控制电缆与主电路或其他电力电缆要分开敷设。相距一般为路或其他电力电缆要分开敷设。相距一般为500mm左右。左右。4、电缆的屏蔽电缆的屏蔽 1 1）电缆不能分开敷设或即使分开也不会有抗）电缆不能分开敷设或即使分开也不会有抗干扰的效果时要进行有效的屏蔽。干扰的效果时要进行有效的屏蔽。2 2）电缆的屏蔽利用已接地的金属管或穿在金）电缆的屏蔽利用已接地的金属管或穿在金属管内和带屏蔽的电缆。属管内和带屏蔽的电缆。3 3）屏蔽电缆的连接方法如图）屏蔽电缆的连接方法如
25、图1-21-2所示，屏蔽所示，屏蔽电缆端末的处理如图电缆端末的处理如图1-31-3所示。所示。5、绞合电线绞合电线 1 1）弱电压电流回路（）弱电压电流回路（4 420mA20mA，0 05V/15V/15V5V）用电线、特别是长距离的控制电路电线采用绞合用电线、特别是长距离的控制电路电线采用绞合线，而且全长都使用屏蔽的铠装电缆。线，而且全长都使用屏蔽的铠装电缆。2 2）绞合线的绞合间距最好尽可能的小。）绞合线的绞合间距最好尽可能的小。2DF3DFCOMCOM3DF2DF变频器变频器2DF3DFCOMCOM3DF2DF变频器变频器b）a）良例良例坏例坏例转速给定器转速给定器转速给定器转速给定器
26、装设屏蔽用端子连接错误连接错误不中继时中继时图1-2屏蔽电缆的连接方式 6、敷设路线、敷设路线 1 1）电磁感应干扰的大小与电线的长度成比例，所以尽可）电磁感应干扰的大小与电线的长度成比例，所以尽可能地以最短的路线敷设。能地以最短的路线敷设。2 2）与频率表接线端子连接的电线长度取）与频率表接线端子连接的电线长度取200M200M以下（电线以下（电线容许长度因机种而不同，可根据说明书等确认）。敷设距容许长度因机种而不同，可根据说明书等确认）。敷设距离长，频率表的指示误差将越大。离长，频率表的指示误差将越大。3 3）大容量变压器和电机的漏磁对控制电线直接产生感应）大容量变压器和电机的漏磁对控制电
27、线直接产生感应干扰，确定电线的路线一定要离开这些设备敷设。干扰，确定电线的路线一定要离开这些设备敷设。4 4）弱电压电流回路用电线的路线不要接近有很多断路器）弱电压电流回路用电线的路线不要接近有很多断路器和继电器的盘。这样易干扰。和继电器的盘。这样易干扰。7、电线的接地、电线的接地 1 1）弱电压电流回路（）弱电压电流回路（4 420mA20mA，0 05V/15V/15V5V）的电线取）的电线取一点接地，接地线不作为信号的电路使用。一点接地，接地线不作为信号的电路使用。2 2）使用屏蔽电线时要使用绝缘电线，以免屏蔽金属与被）使用屏蔽电线时要使用绝缘电线，以免屏蔽金属与被接地了的通道金属管接地
28、。接地了的通道金属管接地。3)3)电线的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不电线的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不与其他的接地端共用。与其他的接地端共用。4 4）屏蔽电线的屏蔽层连续到与电线导体同样长。电线在端）屏蔽电线的屏蔽层连续到与电线导体同样长。电线在端子箱等中继时，装设屏蔽端子进行互相连接。子箱等中继时，装设屏蔽端子进行互相连接。设 备 操 作 说 明 一、变频软启动器的操作 二、安全注意事项 三、故障排查 故障排查：故 障 现 象 排 查 处 理 按下启动按钮，变频器不启动1、变频器的急停（SB2）是否断开，拉出复位。2、按下控制箱的复位设置按钮。3、检查本安操作箱的
29、急停（SB5）是否复位。4、检查promos（8#、9#）线是否接好，有无信号返回。5、观察电控箱屏幕是否有闪动的不正常指示，根据指示查找原因处理。6、检查熔断器（FUI、FU2、FU4）是否损坏，要更换。故 障 现 象 排 查 处 理 变频器在启动过程中，低频时故障指示灯亮，变频器停止运行。1、保护系统动作发出BX停止信号关闭变频器输出，此时，观察显示窗口检查原因并处理。2、因前方或后方及本机的PROMOS急停或因故而停车。3、因干扰造成的停车，此时，按下“设置”按钮复位即可。4、检查变频器的接地线是否脱落、接触的是否松动。5、3KM接点11-12是否接触不良，检查处理。6、4KA继电器是否损坏或接触不良，检查处理。7、ABD8综合保护器动作，查明原因处理后，即可送电启动。故障现象排查处理软启动到50HZ时不切换，1、
