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西門(mén)子直流調(diào)速裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1 西門(mén)子應(yīng)用較廣的直流調(diào)速裝置是6RA70系列與6RA24系列。
2 流調(diào)裝置6RA70與6RA24的區(qū)別
（1）6RA24單機(jī)額定電流最大1200安培，6RA70單機(jī)額定電流最大2000安培。
（2） 6RA24單機(jī)勵(lì)磁電流最大30安培，6RA70單機(jī)勵(lì)磁電流最大40安培，
（3）6RA24基本裝置具有8個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入口， 8個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出口，4個(gè)模擬量入口， 4個(gè)模擬量輸出口。
6RA70基本裝置具有4個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入口， 4個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出口， 2個(gè)模擬量輸入口，2個(gè)模擬量輸出口。但6RA70裝置可選擇CUD2、EB1、EB2端子擴(kuò)展板。
（4）一般來(lái)講，6RA70基本裝置即不加CUD2，S00等件）比6RA24基本裝置價(jià)低。
（5） 6RA70裝置的通訊板、工業(yè)板及端子擴(kuò)展板與6SE70系列可以通用。
（6） 6RA70基本裝置可選用OP1S舒適型操作面板，可存貯多套參數(shù)。
3 西門(mén)子6RA70系列與6RA24系列直流調(diào)速裝置是全數(shù)字直流調(diào)速產(chǎn)品
4 應(yīng)用-6RA70 SIMOREG DC MASTER系列整流器為全數(shù)字緊湊型整流器，輸入為三相電源，可為變速直流驅(qū)動(dòng)提供電樞和勵(lì)磁供電，額定電樞電流從15A至2000A。緊湊型整流器可以并聯(lián)連接，提供高至10000A的電流，勵(lì)磁電路可以提供最大40A的電流（此電流取決于電樞額定電流）。
5 設(shè)計(jì)
我們選用6RA7081型裝置整流器以其緊湊和節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)為特色，由于獨(dú)立的部件容易拿在手中，其緊湊式設(shè)計(jì)使它們特別容易保養(yǎng)與維護(hù)，電子板箱包含基本電子電路和任何附加板。
所有SIMOREG DC MASTER裝置均配備一個(gè)安裝在整流器門(mén)上的簡(jiǎn)易操作面板PMU，面板由一個(gè)5位，7段顯示，作為狀態(tài)顯示LED和三個(gè)參數(shù)化鍵組成。PMU也具有根據(jù)RS232或RS485標(biāo)準(zhǔn)同USS接口的連接器X300。
操作面板提供了為了啟動(dòng)整流器所需進(jìn)行的調(diào)整和設(shè)定及測(cè)量值顯示的所有手段。
OP1S整流器選件操作面板既可以安裝在整流器上，又可外部安裝，例如在柜門(mén)上。因此，它可以通過(guò)一根5米長(zhǎng)電纜連接。如果有一個(gè)獨(dú)立的5V電源可以使用，則電纜可長(zhǎng)至200米。OP1S通過(guò)X300連接到SIMOREG。PO1S可以作為一個(gè)經(jīng)濟(jì)的測(cè)量?jī)x器安裝在控制柜，用來(lái)顯示一定數(shù)量的物理測(cè)量值。
OP1S提供一個(gè)4×16字符的LCD以簡(jiǎn)單文字顯示參數(shù)名稱，可以選擇德語(yǔ)，英語(yǔ)，法語(yǔ)，西班牙語(yǔ)和意大利語(yǔ)作為顯示語(yǔ)種。為了容易的下載參數(shù)到其它裝置，OP1S可以存儲(chǔ)參數(shù)設(shè)定值。
通過(guò)基本單元上的串行接口，應(yīng)用適當(dāng)?shù)能浖?，?biāo)準(zhǔn)的PC機(jī)也可以對(duì)整流器進(jìn)行參數(shù)化。這個(gè)PC接口可用在啟動(dòng)過(guò)程中，停機(jī)維護(hù)和運(yùn)行診斷過(guò)程之中。單象限工作的整流器，電樞由三相全控橋B6C供電，四象限工作的整流器通過(guò)兩個(gè)三相全控橋（B6）A（B6）C無(wú)環(huán)流直接反并聯(lián)。
勵(lì)磁供電采用2脈沖單相半控橋方案。
電樞和勵(lì)磁的供電頻率可以不相同（45-65HZ），電樞回路的供電相序不要求。
對(duì)于額定直流電流為15-850A的整流器，電樞和勵(lì)磁的功率單元為獨(dú)立晶閘管模塊結(jié)構(gòu)，散熱器是絕緣的。
機(jī)箱和電源連接處的端子蓋為在附近工作的操作人員提供以外觸電保護(hù)，所有的接線均位于正面。
功率單元的冷卻系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器來(lái)監(jiān)控。
三 西門(mén)子直流調(diào)速裝置推薦的連接框圖
見(jiàn)附圖1
四 西門(mén)子直流調(diào)速裝置6RA70系列綜述
（一） 簡(jiǎn)易操作控制面板（PMU）
簡(jiǎn)易操作控制面板安裝在整流器門(mén)上，它由5位7段顯示板和三個(gè)參數(shù)鍵組 成。
所有為啟動(dòng)整流器所要采用的調(diào)整,設(shè)置均可通過(guò)簡(jiǎn)易操作控制面板來(lái)實(shí)現(xiàn)。
P鍵
- 在變址參數(shù)方式下時(shí)，完成參數(shù)號(hào)（參數(shù)方式），參數(shù)值（數(shù)值方式）和變址號(hào)（變 址方式）之間的轉(zhuǎn)換。
- 應(yīng)答現(xiàn)有故障信息。
- P鍵和上升鍵將故障和報(bào)警信息切換到背景。
P鍵和下升鍵將故障和報(bào)警信息從背景切換到PMU前景顯示板上。
上升鍵
- 在參數(shù)方式時(shí)，選擇一個(gè)更高的參數(shù)號(hào)，當(dāng)已顯示最高的參數(shù)號(hào)時(shí)，再次 按下此鍵， 將返回到參數(shù)區(qū)域的另一端。
- 在數(shù)值方式，增加所有設(shè)備參數(shù)的數(shù)值。
- 在變址方式，增加變址值。
- 與下降鍵同時(shí)作用，可加速一個(gè)調(diào)整過(guò)程。
下降鍵
- 在參數(shù)方式時(shí)，選擇一個(gè)較低的參數(shù)，當(dāng)已顯示最低的參數(shù)號(hào)時(shí)，再次按下此鍵，將返回參數(shù)區(qū)域的另一端。
- 在數(shù)值方式，減小所設(shè)置參數(shù)的數(shù)值。
- 在變址方式，減小變址值。
- 與上升鍵同時(shí)作用，可加速一個(gè)調(diào)整過(guò)程。
LED 顯示
RUN 綠色 LED
LED 亮表示 “轉(zhuǎn)矩方向激活”狀態(tài)（MI，MII，MO）。
READY 黃色 LED
LED 亮表示“準(zhǔn)備好”狀態(tài)。
FAULT 紅色 LED
LED 亮顯示出現(xiàn)故障， LED閃爍出現(xiàn)報(bào)警。

（二）參數(shù)表分類（僅列出主要的類型）
1一般只讀參數(shù)
一般用r xxx表示時(shí)不可修改。
范圍 r001-r049
舉例 如 r019 電樞電流實(shí)際值顯示。
r002 端子103、104測(cè)速機(jī)反饋。
r038 實(shí)際電樞電壓值顯示。
2訪問(wèn)權(quán)等級(jí)
范圍P051-r065
舉例 P051=21 恢復(fù)工廠設(shè)置 。
P051=40 授權(quán)訪問(wèn)權(quán)。
P051=25 對(duì)于預(yù)控制和電流調(diào)節(jié)器的優(yōu)化。
P051=26 速度調(diào)節(jié)器優(yōu)化。
3功率部件的定義
范圍P067- P079
舉例 P076 整流器額定直流電流減少。
可設(shè)置以下得值：10%、20%、33.3%
40%、70%、100%
用于整流器額定直流與負(fù)載的匹配。
4 整流器控制的設(shè)定值
范圍P080- P096
舉例 P083 速度實(shí)際值的選擇。
0 速度實(shí)際值尚未選擇
1 速度實(shí)際值由主實(shí)際值通道提供。
2 速度實(shí)際值來(lái)自脈沖編碼器 。
3 速度實(shí)際值由實(shí)際EMF通道提供。
沖壓車間A,B線裝置 P083 =1
5電動(dòng)機(jī)的定義
范圍P100- P119

舉例 P100額定電動(dòng)機(jī)電樞電流(根據(jù)銘牌)。
P101額定電動(dòng)機(jī)電樞電壓(根據(jù)銘牌)。
P102額定電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流(根據(jù)銘牌)。
P108額定電動(dòng)機(jī)最大運(yùn)行速度(根據(jù)銘牌)。
6電樞電流閉環(huán)控制、自動(dòng)換相部分、電樞觸發(fā)部分
以及調(diào)節(jié)器部分等
范圍P150- P485
舉例 P303 10S 斜坡上升時(shí)間
P304 10S斜坡下升時(shí)間
P180 150% 正轉(zhuǎn)矩限幅
P181 150% 正轉(zhuǎn)矩限幅

（三）故障和報(bào)警(FXXX表示)
1 當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)故障報(bào)警信息時(shí)，將在簡(jiǎn)易操作控制面 板（PMU）顯示觸發(fā)。
2 在故障原因消除后,必須按下PMU上的P鍵來(lái)消除
故障信息。
3 當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)故障信息,系統(tǒng)做出如下響應(yīng):
- 電樞回路電流減少。
- 觸發(fā)脈沖被封鎖。
- 操作面板（PMU）顯示故障信息。
- 修改下列參數(shù)
r047 (故障診斷存貯器)
r049 (故障時(shí)間)
r947 (故障存貯器)
r949(故障值)
r952(故障數(shù)量)
如果在電子板電源斷開(kāi)前故障沒(méi)有應(yīng)答,則故障信息F040
在電源恢復(fù)后又顯示。
4 報(bào)警信息(AXXX表示)
報(bào)警信息不能被復(fù)位,當(dāng)報(bào)警原因消除后,它們自動(dòng)消失。
5故障和報(bào)警舉例
F004 電樞電源中的相電壓故障
可能的原因:
- 參數(shù)P353設(shè)置不正確。
- 電樞相電壓故障。
- 運(yùn)行中進(jìn)線接觸器斷開(kāi)。
- 在電樞回路中的交流側(cè)的熔斷器已斷。
- 功率部件的熔斷器已斷。
- 晶閘管觸發(fā)脈沖電纜斷路。
A031 速度調(diào)節(jié)器監(jiān)控
可能的原因:
- 控制環(huán)開(kāi)環(huán)。
- 調(diào)節(jié)器沒(méi)有優(yōu)化。
- P590和P591 沒(méi)有正確參數(shù)化。
五、西門(mén)子6RA7081直流調(diào)速裝置的應(yīng)用——
德國(guó)壓力機(jī)主電機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)改造
采用西門(mén)子6RA7081直流調(diào)速裝置，改造部分電氣原理圖見(jiàn)附圖2
端子1L1、1L2、1L3為電網(wǎng)電源引入，KM1為主接觸器。
為了限制電源系統(tǒng)中的換相電壓降，加裝進(jìn)線電抗器L1。
電樞短路保護(hù)采用快速熔斷器FU3。
1U1、1V1、1W1為直流調(diào)速裝置電樞可控整流電路三相交流電源引入端。
3U1、3W1為電機(jī)勵(lì)磁可控整流電路交流電源引入 端。
直流調(diào)速裝置3C、3D端子輸出至電機(jī)勵(lì)磁繞組。
直流調(diào)速裝置1C、1D端子輸出至電機(jī)電樞繞組。
直流調(diào)速裝置1、4端子為給定電壓輸入端。
直流調(diào)速裝置5U1、5W1端子是電子板供電電源輸入端。
直流調(diào)速裝置103、104端子是測(cè)速機(jī)反饋電壓輸入端。
直流調(diào)速裝置輸出開(kāi)關(guān)量的46、47端子控制繼電器KA1，作為檢測(cè)主電機(jī)故障報(bào)警。
直流調(diào)速裝置輸出開(kāi)關(guān)量的48、54端子控制繼電器KA2，作為檢測(cè)主電機(jī)零速。
五 用西門(mén)子6RA7081直流調(diào)速裝置電氣 改造后，出現(xiàn)的問(wèn)題及 處理
電氣改造后，德國(guó)壓力機(jī)投入運(yùn)行，頻頻發(fā)生電樞回路快速熔斷器熔斷，有時(shí)甚至燒壞晶閘管模塊。檢查直流調(diào)速裝置以外線路未發(fā)
現(xiàn)異常。說(shuō)明問(wèn)題出在直流調(diào)速裝置控制方面。
由于我公司所處地區(qū)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，電壓諧波較雜。
我們從EMC方面著手，EMC代表電磁兼容性，并且定義一件設(shè)備在電磁環(huán)境 中不產(chǎn)生令其它電氣設(shè)備不可接受的電磁干擾的情況下，令人滿意的工作能力。因此，電氣設(shè)備不應(yīng)相互干擾。
EMC安裝規(guī)則
規(guī)則1
所有的 柜體金屬部件，彼此之間必須利用最大可能的表面電氣連接（無(wú)漆 層）。如需要的話，使用爪墊。柜門(mén)與柜體間應(yīng)用接地金屬線連接（上，中，下），連接鏈盡可能短些。
規(guī)則2
在柜體內(nèi)或相鄰柜內(nèi)（如需要的話）的接觸器、繼電器、閥、電磁計(jì)數(shù)器等等應(yīng)配有抑制單元。例如RC元件，壓敏電阻，二極管等。這些元件應(yīng)直接與線圈連接。
規(guī)則3
如可能的話，進(jìn)入柜內(nèi)的信號(hào)電纜1）應(yīng)為同一電壓等級(jí)。
規(guī)則4
為防止耦合干擾，屬于同一電路的非屏蔽電纜（輸入與輸出導(dǎo)體）應(yīng)絞接，或者兩導(dǎo)體間表面應(yīng)盡可能低些。
規(guī)則5
將備用導(dǎo)線的兩端與柜體連接接地，這可以起到附加的屏蔽作用。
規(guī)則6
減少電纜/導(dǎo)體的無(wú)用長(zhǎng)度，這可降低耦合電容和電感。
規(guī)則7
電纜布線接近接地件時(shí)相互干擾較小。因此不應(yīng)隨意布線，而應(yīng)盡可能靠近柜殼和安裝板，對(duì)備用導(dǎo)線也應(yīng)如此。
規(guī)則8
功率電纜與信號(hào)電纜應(yīng)分開(kāi)布線（以避免耦合干擾）其間應(yīng)保持最少20cm的間距。電機(jī)電纜與編碼器電纜在空間上無(wú)法分開(kāi)，因此編碼器帶年藍(lán)應(yīng)使用金屬隔離物或置于金屬管道內(nèi)。在其走線長(zhǎng)度內(nèi)，金屬隔離物或管道應(yīng)多次接地。
規(guī)則9
數(shù)字信號(hào)電纜的屏蔽層必須用盡可能大的表面雙端接地（信號(hào)源與信號(hào)接收側(cè)）。如果屏蔽層間的電勢(shì)差較大，為了減少屏蔽電流，應(yīng)使用截面不小于10mm2的與屏蔽平行的接地電纜。屏蔽層可在柜體上多點(diǎn)連接（接地），即使在柜體外，屏蔽層也可以多點(diǎn)接地。
如可能應(yīng)避免使用箔屏蔽層，這種屏蔽層不如金屬網(wǎng)屏蔽層，效果至少相差5%。
規(guī)則10
如果電勢(shì)平衡良好（即使用了最大可用表面）模擬信號(hào)電纜可以雙端接地。如果所有的金屬部件連接良好，并且所有相關(guān)的電氣元件使用同一電源，即可認(rèn)為電勢(shì)平衡良好。
屏蔽單端接地可防止由耦合引起的低頻容性干擾（例如50Hz）。屏蔽接地應(yīng)在柜內(nèi)，因此屏蔽接地可用導(dǎo)線完成。
規(guī)則11
將無(wú)線電干擾濾波器安裝在干擾源近處，濾波器必須用最大可用表面安裝在柜體或安裝板上。輸入輸出電纜必須空間上隔離。
規(guī)則12
無(wú)線電干擾濾波器必須用與維持A1限定值。其它負(fù)載必須安裝在濾波器前邊（電源側(cè)）。盡管安裝了一臺(tái)附加的進(jìn)線電抗器，其布線仍同控制方式及開(kāi)關(guān)柜有關(guān)。
規(guī)則13
對(duì)于勵(lì)磁供電電路，應(yīng)加電抗器。
規(guī)則14
傳動(dòng)裝置電樞電路，應(yīng)加電抗器。
規(guī)則15
對(duì)于SIMOREG傳動(dòng)裝置，電機(jī)電纜可以不加屏蔽。電源電纜必須與電機(jī)電纜（磁場(chǎng)，電樞）之間保持至少20cm距離。
如果需要的話，使用金屬隔離物。
我們對(duì)直流調(diào)速電氣柜嚴(yán)格按EMC規(guī)則檢查，特別是把電子板的供電電源A、C與功率部分電源1L1、1L2、1L3分開(kāi)。
原來(lái)電子板的供電電源A、C直接在直流調(diào)速電氣柜內(nèi)，從功率部分電源1L1、1L2、1L3引入。根據(jù)“功率電纜與信號(hào)電纜應(yīng)分開(kāi)布線（以避免耦合干擾）其間應(yīng)保持最少20cm的距離”的規(guī)則，從車間低壓配電室重新敷設(shè)一路三相四線制380伏電源專直流調(diào)速電氣柜直流調(diào)速裝置電子板的供電電源（這里僅用A相和C相）。

經(jīng)過(guò)這一番整改后，德國(guó)壓力機(jī)主電機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)重新投入運(yùn)行，到目前為止已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行幾個(gè)月，無(wú)故障發(fā)生。
從以上實(shí)際工作中總結(jié)出在西門(mén)子全數(shù)字直流調(diào)速產(chǎn)品應(yīng)用中，再滿足工程技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)，不要忘記“EMC規(guī)則”，避免因違反“EMC規(guī)則”而使直流調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)一些復(fù)雜故障。
六 功率單元 晶閘管模塊
1 晶閘管電器符號(hào):
西門(mén)子全數(shù)字直流調(diào)速裝置功率單元中每?jī)蓚€(gè)晶閘管是封裝在一起的模塊，下圖分別是它的外型示意和模塊內(nèi)部連接圖：


2 判斷晶閘管的好壞?
- 用萬(wàn)用表測(cè)試晶閘管各級(jí)間的阻值時(shí)其旋鈕應(yīng)放在同一擋測(cè)量為準(zhǔn)。
- 用萬(wàn)用表測(cè)試晶閘管門(mén)極與陰極正反向電阻,旋鈕放在 Rx10擋,一般正反向電 阻很接近,約為幾百歐姆,只要正向電阻比反向電阻值小一些就算正常。
- 測(cè)量陽(yáng)極A對(duì)陰極K的正反向電阻,都應(yīng)很大 。
- 用萬(wàn)用表測(cè)試晶閘管門(mén)極與陰極正反向電阻時(shí)不要用Rx10K擋以防損壞門(mén) 極。

七 德國(guó)壓力機(jī)主電機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)典型故障分析——
如何區(qū)分德國(guó)壓力機(jī)主電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)或偷停故障是裝置系 統(tǒng)問(wèn)題還是外部原因造成的？
故障分析：
首先應(yīng)明確“直流裝置系統(tǒng)”的概念，因主電機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)是 一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，正如前面所示的直流調(diào)速系統(tǒng)方框圖，所以裝置系統(tǒng)的概念不僅僅指西門(mén)子直流裝置本身，還包括直流電動(dòng)機(jī)、測(cè)速機(jī)、保護(hù)元件等參與閉環(huán)控制的元器件。
(1) 首先監(jiān)視西門(mén)子直流裝置操作面板的顯示,然后根據(jù)顯示的Fxxx提示對(duì)照手冊(cè)（參考故障和報(bào)警部分），進(jìn)行分析排出故障。
(2) 如果無(wú)法確定故障部位,可用筆記本電腦或手持編程器監(jiān)視PLC程序3K8點(diǎn)(主電機(jī)啟動(dòng)繼電器)。
(3) 這段PLC程序一般經(jīng)常出問(wèn)題的故障點(diǎn)是:
外部
23Q1 設(shè)備潤(rùn)滑泵。
3B1 主電機(jī)超速離心開(kāi)關(guān)。
3k4 (3S1、3S2) 飛輪制動(dòng)器打開(kāi)檢測(cè)限位。
3Q5 飛輪制動(dòng)器打開(kāi)控制閥。
這些外部易發(fā)故障點(diǎn)檢查比較方便塊捷，而且也是壓力機(jī)主電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)和偷停故障多發(fā)點(diǎn),這也是維修經(jīng)驗(yàn)所證明的.如果故障點(diǎn)是其中之一, 很快就能找到故障部位進(jìn)行排除。
(4) 如果監(jiān)視PLC程序時(shí),發(fā)現(xiàn)3A4K1(直流裝置系統(tǒng)故障繼電器)先斷電而造成3K8點(diǎn)失電,使主電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)或,偷停, 應(yīng)檢查“直流裝置系統(tǒng)”,結(jié)合裝置操作面板的提示, 針對(duì)性地檢查空氣開(kāi)關(guān)、熔斷器（對(duì)于主電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)），檢查直流電動(dòng)機(jī)、測(cè)速機(jī)、保護(hù)元件等參與閉環(huán)控制的元器件.這些如果沒(méi)有問(wèn)題,可檢查西門(mén)子直流裝置本身,如晶閘管 、電子板、以及觸發(fā)板晶閘管觸發(fā)信號(hào)的接插件等。
(5) 確定西門(mén)子直流裝置本身有問(wèn)題時(shí),不要輕易拆卸線路板,可與有關(guān)部門(mén)及時(shí)聯(lián)系。
(6) 此外造成故障的其它原因還有很多,如接線端子松動(dòng)等,
但與以上故障多發(fā)點(diǎn)相比不是應(yīng)最先考慮的。