东方日立高压变频用户使用手册

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date东方日立高压变频用户使用手册操作手册（HI系列6KV） 东方日立（成都）电控设备有限公司高压大功率变频器HI系列用户使用说明书( Ver.A )目 录1简述32变频装置和外部的接口信号列表43变频操作63.1互锁63.2电机速度控制63.3启/停变频器的操作流程64显示界面144.1条形图144.2故障显示154.3互锁纪录显示174.4DIO（输入和输出接触点显示）

2、界面18附：常见故障及处理201、简述 日本日立公司生产的High Voltage Inverter产品是一种交流电机的速度调节控制装置。变频器的控制方式采用多级PWM叠加技术，结构采用多个变频器单元串联叠加输出的方式。日立公司的6KV（10KV）系列变频器每相5（8）级单元，变频器输出电压由所有单元输出叠加而成，波形非常接近于正弦波，谐波含量很低，极大的减小了对交流电机的谐波污染。整套变频装置由旁通柜，变压器柜，功率单元柜和控制柜四部分组成。在旁通柜内，装有高压断路器和隔离刀闸等，可实现变频和工频的切换，当变频器在运行中发生重故障时，变频器发出变频切换到工频的指令，也可根据需要，人为的切换到

3、工频。在变压器柜内，装有多重移相变压器，原边绕组采用星形接法，副边绕组采用延边三角形接法和星形接法，可有效的抵消电网中的偶次谐波，并可有效的滤除某些奇次谐波，尽量减少变频器电源的谐波污染，变压器能承受系统过电压和变频装置产生的共模电压以及谐波的影响。在功率单元柜内装有功率单元，变频器的输出电压为每个单元输出的PWM波形叠加后的输出。在控制柜内，装有控制各个回路启停的开关和控制各个功率单元协调工作的控制板，以及整套变频装置同外部系统的接口等。对变频器的启停操作，通过切换开关，既可以通过就地的按钮控制，又可通过远方的DCS控制来完成。变频装置根据DCS给出的速度调节信号自动的控制电机的转速，并且在

4、就地和远方都可以监视变频装置的状态。 图1.1 变频器一次回路图2.变频装置和外部的接口信号列表 变频装置的启动，需要外部的DCS对变频装置进行操作，变频装置运行后，需要将运行状态信号反馈给DCS，以便运行人员监视变频器的状态。表1.1 为从外部到变频装置的输入信号(DI) 表1.2 为从变频装置到外部的输出信号(DO)表1.1外部到变频装置的输入信号序号名称信号含义说明1紧急停机变频器立即停止输出（AC100V，0.1A的脉冲信号）ON：停止状态3变频器运行命令变频器启动（AC100V，0.1A的脉冲信号）ON：表示启动4变频器停机命令变频器停止（AC100V，0.1A的脉冲信号）ON：表示

5、停止5A电机选择选择A电机变频器（DC24V，0.1A的状态信号）。ON：表示允许6B电机选择选择B电机变频器（DC24V，0.1A的状态信号）。ON：表示允许7工切变指令把工频旋转电机转到变频旋转（DC24V，0.1A的状态信号）。ON：表示允许852IP合闸响应变频输入真空开关52IP开通响应（AC100V，0.1A的状态信号）。ON：表示允许注意: 表1.1中从外部到变频装置的输入信号为无源干接点信号,系统本身有AC100V和DC24V的电源，不需要外部电源。表1.2 变频装置到外部的输出信号序号名称信号含义说明1变频器轻故障变频器轻故障发生时该继电器的常开触点闭合（状态信号）ON：轻故

6、障状态2变频器重故障变频器重故障发生该继电器的常开触点闭合（状态信号）ON：重故障状态3变频器运行正在运行状态该继电器的常开触点闭合（状态信号）ON：运行状态4预充电变频器正在充电该继电器的常开触点闭合（状态信号）ON：预充电5允许真空开关52IP合闸52IP合闸允许该继电器的常开触点闭合（脉冲信号）ON：允许合闸6真空开关52IP断开命令 该继电器的常开触点闭合真空开关52IP断开该继电器的常开触点闭合（状态信号）ON：断开注意: 表2.1中从变频装置到外部的输出信号为无源干接点。表1.3 模拟I/O信号序号名 称信号表示内容1速度给定速度给定输入(4-20mA)2速度反馈速度反馈输出(4-

7、20mA)3电流反馈电流反馈输出(4-20mA)3.变频操作由DCS控制变频器驱动电机的运转情况。详细的操作步骤请参见操作流程图3.3.1图3.5.13.1 互锁(1) 变频器无轻故障（变频器轻故障仅涉及起动互锁，即变频器起动前,不允许有任何故障,关于轻故障的信息参见本文第四部分）(2) 变频器无重故障（关于重故障的信息参见本文第四部分）电机停转（变频器进行停机操作后，经规定时间延时）3.2 电机速度控制(1) 电机起动DCS给出“变频运行命令”后电机将起动，并自动加速到速度给定值。(2) 电机加速/减速电机根据速度给定进行加/减速。(3) 电机停止 DCS给出“变频器停止命令”后电机将自由停

8、车。警告：当电机仍在旋转时，不允许再起动，应经过规定时间延时后方可再起动。3.3 启/停变频器的操作流程图3.3.1变频器启动、停止操作流程变频器启动时序图3.3.2 变频器起动操作时序图变频器停机时序图3.3.3 变频器停机操作时序图4.显示界面 显示器嵌在控制柜门板上，面板显示的内容及功能表述如下：表4.1屏显种类和功能序号屏显项目 功能说明1BAR GRAPH显示速度和电流的条形图及操作信号的状态2FAULT显示发生故障的信息3INTERLOCK显示操作互锁异常信息4DIO显示控制板上输入/输出点的状态5Software Rev.显示在控制板上的软件版本4.1条形图在屏幕上变频器状态如：

9、准备、起/停机、预充电等，均有相对应的指示灯指示界面转换如图显示的条形图，显示电机的速度给定和电机的输出电流电机运行速度速度电机电流状态指示灯界面切换开关图4.1条形图(1) 状态显示灯表4.2状态显示序号显示灯名称显示条件1REDAY（准备阶段）既没有重故障也没有轻故障2RUN/STOP(启动、停机)“RUN”信号灯显示表明变频运行“STOP”信号灯显示变频停止3PRECHARG预充电时的灯亮和熄灭表示“PRECHARG”的状态指示。452IP在预充电完成和开关52合闸后，显示屏上的“52”将指示“52IP/IS”并且指示灯亮。(2) 切换按键，将屏幕切换到指示灯所显示的界面。如果要从其他界

10、面切换到操作界面，请按屏幕下方的“BAR GRAPH”按键。(3) 柱状图标速度及电机电流以数字形式显示在柱状图标上。4.2 故障显示故障显示界面可以显示出变频器在故障发生的记录当发生重故障时，此界面将自动显示。（当有轻故障时，画面不会自动切换）此外，重故障记录可以保存，即使故障消除以后，仍然可作为历史记录显示。重故障和轻故障的显示可通过按屏幕左上角的“Reset”按钮清除。重故障复位开关重故障信息显示轻故障信息显示上下翻页键故障数量屏幕切换开关图4.2 重故障显示相位及单元编号单元选择按钮相位选择图4.3 单元故障显示表4.3 重故障纪录序号原描述中文简称内容1OVERCURRENT(SOF

11、T)过流(软件检测)电流超过电机最大额定允许电流(软件检测)2OVERCURRENT(HARD)过流(硬件检测)同上3OVERLOAD过载电机电流过载时间超过1分钟 4MAIN CIRCUIT POWER DROP掉高压高压失电2秒以上（*1）5MPU ABNORMALMPU异常MPU异常6INV CUB COOLING FAN ABNORMAL变频器柜体冷却风扇异常变频运行时，风扇停止工作7CONNECTOR NOT INSERTED接线端子插头未插好控制板上有未接好的接线端子插头8PRECHARGING BUSY预充电忙预充电未完成9AC VOLTAGE ABNORMAL电压异常电压检测功

12、能异常10AC CURRENT ABNORMAL电流异常电流检测功能异常11GROUND FAULT接地故障三相任意一相电缆接地12CUBICLE OVERHEAT单元过热检测到变频器内部单元温度过高13CTL POWER DROP控制柜掉电控制电源电压掉电14TRANSFORMER OVERHEAT变压器过热变压器的温度超过设定值15OVERVOLTAGE (SOFT)过压（软件检测）电机电压超过额定电压水平16DOOR OPEN柜门打开在变频运行时，变频柜体上的门被打开17*CELL INV FAULT *单元故障任何一个单元报单元故障显示*1)假如检测到电源故障，变频停止输出，电机自由停

13、车。如果电压在2秒内恢复，则电机驱动重新开始，电机转速逐渐上升到正常状态。表4.4单元故障序号英文描述故障纪录内容1DRIVER POWER DROP驱动电源掉电指驱动PCB的电源掉电2FUSE BLOWN(T PHASE)熔断器烧掉(R相)R相的熔断器烧掉3FUSE BLOWN(R PHASE)熔断器烧掉(T相)T相的熔断器烧掉4DC OVER VOLTAGE直流过压电路电压（DC）超过检测电压范围5DIP SW SETTING ABNORMALDIP 开关设定异常DIP开关设置不正确6OPTICAL COMMUNICATION ABNORMAL光纤通讯异常控制PCB板与变频器单元之间的光纤

14、传输异常。 表4.5轻故障序号英文描述故障因素内容1OVERLOAD RUNNING过载运行负载超过变频器额定值2SPEED REF ABNORMAL速度参考值异常模拟给定值超过了最大或最小限定值4.3 互锁纪录显示启动互锁异常中断纪录被显示在屏幕上。启动互锁异常中断纪录如表 4.6 所示：表4.6 互锁故障说明序号互锁故障纪录内容1HEAVY FAULT重故障重故障未排除2MAIN CIRCUIT BREAKER OFF主回路断开主回路断路器（52）断开3LIGHT FAULT轻故障轻故障未消除4PRECHARGE NOT FINISH预充电未完成预充电没有完成5DOOR OPEN柜门打开设

15、备的门处于未关上状态6CONNECTOR NOT INSERTED接线端子插头未插好控制板上有未接好的接线端子插头7INTERLOCK FAILURE互锁故障操作互锁信号（来自于DCS）无效上/下翻页按键纪录数目界面切换按键图4.4 互锁纪录显示4.4 DIO（输入和输出接触点显示）界面控制PCB板上的输入和继电器输出（灯亮/灯灭）ON/OFF状态会显示在DIO界面上。ON：点灯画面切换OFF：熄灯图4.5 DIO界面附：常见故障及处理变频器重故障原因表序号信号称内容故障序号1过流(软件检测)电流超过电机最大额定允许电流(软件检测)H12过流(硬件检测)同上H13过载电机电流过载时间超过1分钟

16、H24主回路掉高压高压失电2秒以上（*1）H35MPU异常MPU异常16变频器柜体冷却风扇异常变频运行时，风扇停止工作H47接线端子插头未插好控制板上有未接好的接线端子插头H58预充电忙预充电未完成H69输出电压异常电压检测功能异常H710输出电流异常电流检测功能异常H811接地故障三相任意一相电缆接地H912单元过热检测到变频器内部单元温度过高H1013控制柜掉电控制电源电压掉电214电机冷却风扇停止TD电机冷却风扇停止，经过了5分钟H1115电机异常（选用）检出了电机过热H1216高压柜异常（选用）在高压柜内检出了重故障H1317变压器过热变压器的温度超过设定值H1418柜门打开在变频运行

17、时，变频柜体上的门被打开H1519过压（软件检测）电机电压超过额定电压水平H1620单元故障任何一个单元报单元故障显示H17变频器单元的故障原因表序号故障名称内容故障序号 1驱动器电源低驱动器基板的电源低H18 2R相保险丝熔断R相保险丝烧断H19 3T相保险丝熔断T相保险丝烧断H19 4主回路电压高功率单元主回路电压过高H20 5主回路电压低功率单元主回路电压过低H20 6短路门脉冲PN短路的门脉冲被输出了H21 7DIP开关设定异常DIP开关没正确设置H22 8传送异常控制基板到变频器单元的光纤传输异常H23下面介绍故障的分析和排除方法；NO.H1 显示面板显示为：出力过电流（软件检测），

18、出力过电流（硬件检测）输出过电流：是将变频器与电动机之间连接的电流检测器的输出电压与由控制基板内的软件电路和硬件电路的变换器产生的过电流电平进行比较。主要故障原因： 变频器单元的IGBT故障； 交流电流传感器发生故障； 过电流电平的误设定； 故障检测回路发生故障； 机械故障，负载造成的；主要检查项目： 调查发生故障时的情况； 电流传感器输出电压是否为正弦波，有无偏离误差； 过电流的设定值调查； 检查IGBT是否完好。NO.H2 显示面板显示为：过负荷过负荷：将由电流检测器检出的变频器交流电流AI在控制基板内的软件回路的求和与积分演算过负载特性，检测出过负载。主要故障原因： 电机负载增大； 检测

19、电平设定异常； 交流电流传感器发生故障。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 检查电流传感器； 故障检测电平设定值的调查。NO.H3 显示面板显示为：主回路停电主回路停电：是将多重变压器的三次绕组的电压与控制基板内的硬件回路的变换器产生的停电检出电平进行比较检出。复电，由软件回路与复电检出电平进行比较。主要故障原因： 送电电源的停电； 瞬停检测用变压器的故障； 故障检测会路的故障； 停电设定电平的误设定。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 检查瞬停用的电压传感器； 停电/复电检测电平的设定值调查。NO.H4 显示面板显示为：冷却风扇异常冷却风扇异常：由于保护变频器柜顶的冷却风扇的

20、热继电器的动作或是检查出冷却风扇的电压低，用冷却风扇运转用的电磁接触器与电源正常检测继电器的接点串联检测。主要故障原因： 冷却风扇的电机故障； 冷却风扇物理锁住； 冷却风扇电源降低了； 热继电器解扣电平的错误设定； DI回路的故障。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 冷却风扇用电流断路器的通/断确认； 热继电器解扣及设设定值调查； DI回路检查； 冷却风扇的故障。NO.H5 显示面板显示为：连接器异常连接器插入异常，在控制基板内的硬件回路中DI，由软件回路检测。主要故障原因： 连接器没插入； 控制基板故障。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 检查连接器连接是否正确，如果连接器正

21、常插入时，交换控制基板。NO.H6 显示面板显示为：初充电迟滞初充电迟滞：是在初充电中，从各个变频器单元的主回路电压在驱动器接口基板上进行DI电压确立，由软件回路检测出，驱动器接口基板上的DIP开关没设定时，也可能发生这种情况。主要故障原因： 初充电电源断； 初充电回路的异常； 驱动器接口基板上的故障，DIP开关没设定； 驱动器及驱动器接口电源的降低； 光钎断线； 变频器单元的故障。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 检查控制柜内的初充电电源FFB及电压调查； 初充电电路的热继电器解扣及设定值的调查； 驱动器接口的调查； 驱动器接口的电源电压调查及连接器CN1插入确认； 光纤断线检查。

22、NO.H7 显示面板显示为：输出电压异常在控制基板上AI输出电压FB，在软件回路上，对电压指令与电压FB的差与输出电压异常电平进行比较检测。主要故障原因： 电压FB线及输出电缆的断线； 连接器或FB松动； 电压检测器的故障； 变频器单元的故障； 输出电压异常电平的误设定。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 检查输出电压检测器的输出电压； 连接器及FB松动，调查断线情况； 检查IGBT是否完好； 检查输出电压异常检测电平的设定值。NO.H8 显示面板显示为：输出电流异常在控制基板上，将检测到的电流在软件电路与输出电流异常电平进行比较检测。主要故障原因： 电流FB线，输出电缆及电动机断线；

23、 连接器或TB松动； 电流检测器的故障； 输出电流异常电平的误设定。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 检查输出电流检测器的输出电压； 连接器及TB松动，调查断线情况； 检查输出电流异常检测电平的设定值。NO.H9 显示面板显示为：接地接地检查，是在控制基板上将接地电压模拟输入，由软件电路与接地检出电平进行比较检测。主要故障原因： 变频器和电动机间的电缆接地； 电动机的接地； 接地检测器回路的故障； 接地检测电平的误设定。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 检查变频器和电动机间的电缆对地的绝缘状况调查； 检查电机对地绝缘状况调查； 检查接地检测电平设定。NO.H10 显示面板显

24、示为：柜内温度上升柜内温度检查，是将在变频器柜设定的温度开（95时打开）在控制板上数字输入，由软件电路检测。主要故障原因： 周围温度的上升； 过负载时长期运转； 空气过滤器的堵塞； 冷却风扇电源故障； DI回路的故障。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 检查周围的温度； 检查空气过滤器； 冷却风扇的动作检查； 回路的健全性检查。NO.H11 显示面板显示为：电机冷却风扇停止TD将电机冷却风扇运转回应信号在控制板上数字输入，由软件电路检测，风机停止后，经过5分钟，变为重故障。主要故障原因： 冷却风扇的电机故障； 冷却风扇的物理锁定； 冷却风扇的电源低了； DI回路的故障。主要检查项目：

25、调查发生故障时的具体情况； 电机冷却风扇的动作检测； DI回路的健全性检查。NO.H12显示面板显示为： 电机异常电机故障是在控制板上将电机过热和电机轴承温度上升数字输入，由软件电路检测。主要故障原因： 冷却风扇的电机停止； 在过负载的情况下长期运转； 电机周围温度的上升； DI回路的故障。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 冷却风扇的动作检测； 电机和周围温度的确认； DI回路的健全性检查。NO.H13显示面板显示为： 高压柜重故障高压柜重故障由从高压柜内多重变压器一次侧的电流值进过负荷检测器或限时过电流检测器检测，在控制板上数字输入，由软件电路检测。主要故障原因： 多重变压器一次侧

26、（含受电部分）的故障或短路； 电流检测器的故障； 故障检测器的故障； DI回路的故障。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 电流检测器的输出电压检查； DI回路的健全性检查； 受电回路的确认NO.H14显示面板显示为： 多重变压器过热多重变压器过热是在控制板上将变压器柜内设定的温度开关数字输入，由软件电路检测。主要故障原因： 长时间过负荷运转； 周围温度升高； 温度计算异常； DI回路的故障。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 周围温度的检查； DI回路的健全性检查。NO.H15显示面板显示为：运行中柜门打开了运行中柜门打开是在充电中（受电，断路器52投入中或停机后10分钟）打开

27、变频器的柜门时检测，将门开关的状态由数字量输入，由软件电路检测。主要故障原因： 门开关故障； DI回路的故障。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 门开关的健全性检查； DI回路的健全性检查。NO.H16显示面板显示为：输出过电压输出过电压，是在控制基板上将输出电压采样，模拟输入，由软件电路演算的电机一次电压与输出过电压电平进行比较检测。主要故障原因： 输入电压的变动； 因再生旋转引起的直流电压上升； 电压检测器的故障； 变频器单元的故障； 输出过电压的误设定。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 电压检测器的输出电压确认； IGBT的健全性检查； 检查输出电压异常检测电平的设定值

28、。NO.H17显示面板显示为：变频器单元的故障变频器单元的故障，变频器的单元发生故障时，在驱动器接口的基板上，切断光信号的输出，并通知控制基板，光纤是每4个单元形成一个回路。由数字量输入，由软件电路检测。主要故障原因： 变频器单元的故障； 驱动器基板的故障； 驱动器接口基板的故障， 光纤断线；主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 变频器单元的检查； 驱动器接口基板的检查； 光纤断线的检查。NO.H18显示面板显示为：驱动器电源降低了驱动器电源降低，是在驱动器接口基板内检测出各个变频器单元的驱动器基板用电源的电压降低，在控制基板上进行DI，另外，驱动器基板的连接器插入异常也可能发生该故障。

29、主要故障原因： 驱动器电源的故障； 驱动器基板的故障； 驱动器接口基板的故障， IGBT的故障； 保险丝断线； 连接器或TB的松动。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 驱动电源的输出电压调查； 驱动基板的检查； 接口基板的检查； 连接器或TB的松动断线检查； IGBT 健全性检查； 保险丝断线的检查。NO.H19 显示面板显示为：R相保险丝烧断，T相保险丝烧断各变频器单元的保险丝烧断检测，是在接口基板上，用微动开关检测保险丝的状态，在控制基板上DI。主要故障原因： 二极管的故障； IGBT的故障； 保险微动开关的故障， 信号电缆的短； 驱动器接口基板的故障。主要检查项目： 调查发生故障

30、时的具体情况； 保险丝烧断调查； 微动开关的动作检查； IGBT 健全性的检查； 二极管的健全性检查； 驱动器接口基板的检查。NO.H20 显示面板显示为：主回路过电压 主回路不足电压将输入驱动接口基板上的直流电压与过电压检测电平相比较，检出直流过电压，在控制基板上进行DI，此外，同样的，与电压降低检测电平相比较，检测出直流电压降低。主要故障原因： 过电压； 运转状况为再生制动电压不足； 多重变压器的一次电压降低； 连接器没插入，电缆断线；主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 电解电容器的调查； 驱动接口基板的检查； 连接器的插入确认。NO.H21显示面板显示为：短路门脉冲在驱动接口基板

31、内部上检测出短路脉冲信号，在控制基板上DI。主要故障原因： 驱动接口基板的故障； 控制基板的故障。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； IGBT的健全性检查； 接口基板的检查。NO.H22显示面板显示为：DIP开关设定异常在驱动接口基板上检测出各个变频器单元的驱动接口基板的DIP开关的状态，在控制基板上DI，将该DI信号与使用的正常设定状态相比较，加以检查。主要故障原因： DIP开关在运转中偏移了； 驱动接口基板的故障； 光纤断线。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； DIP开关设定确认； 光纤断线确认； 接口基板的检查 。NO.H23显示面板显示为：传送异常传送异常是在每4个变频器单元形成的环路的光切断时发生，在光缆断线，驱动接口基板的故障时发生，在控制基板的软件回路上检出。主要故障原因： 光缆断线； 驱动接口基板的故障。主要检查项目： 调查发生故障时的具体情况； 光纤断线确认； 接口基板的检查。-