西门子6SL3220-1YD380UB0

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上海朕锌电气设备有限公司
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故障现象

2021年4月6日 14:14  3-1张力辊逆变器报F30021功率单元接地故障，不能复位；

2、处理经过

1）更换CIM和IPD板

由于**次3-1张力辊逆变器报F30021功率单元接地故障是在高压异常断电之后，之后是在正常过程中再次报F30021功率单元故障，通过将CU和逆变器控制电源下电重启故障可以复位，并可以再次运行；所以还是怀疑CIM和IPD检测有问题，逆变器的三相电流互感器信号接至IPD板，IPD板和CIM接口板将检测信号送至CU控制单元检测出来；

更换CIM和IPD板后，合闸使能后仍然报F30021功率单元故障；

2）更换U、W两相功率单元并进行预充电，并测试元器件特性；

由于F30021功率单元接地故障是通过检测三相电流偏差值检测的；

监控通过r69[3]、r69[4]、r69[5]电流偏差值，发现U、V、W三相电流偏差值较大(分别为-7.335%、-3.780%、-6.937%），其中U、W两相偏差值尤为明显，决定更换U、W两相功率单元；

更换完功率单元后U、V、W三相电流偏差值如下图，小于1%；

 由于两相功率单元备件存放时间较长，五年左右，根据西门子建议需要先对其进行预充电，充电时间不低于30分钟；

预充电有专门的电路（有两种电路，一是三相交流电经过开关灯泡串联接至逆变器的三相输出通过功率单元反并联二极管对电容组进行充电；二是经过进线380V变频器整流后直流母线正极串联三个灯泡对电容组进行充电，由于功率单元只有一相交流输出，功率单元本身没有PE接地线，两个功率单元备件不容易采用**种方式充电，采用*二种方式充电），接线较复杂，需要先确定电容组的正负极（备件母线电压为零，万用表不好确定，可测量在线功率单元电压），连接电路；对两个功率单元进行预充电；开始预充电时，灯泡很亮，随后灯泡变灭；

同时拆除U、W相功率单元，现将预充电完毕的两个备件放电，安装两个新的功率单元；

测量新旧功率单元直流正负母线及交流出线对地绝缘（大于兆欧级）及二极管特性（0.292V左右），没有发现问题；

合闸使能后仍然报F30021功率单元故障；

3）将电机出线拆除，传动本地启动测试，并测量电机电缆绝缘及相间阻值；

A.将电机出线拆除，整流柜不上电，传动本地启动测试，P1300改为0 VF控制，P1272改为ON开启模拟运行模式，夺取控制权，传动本地启动，改变给定速度，逆变器运行正常，说明CIM和IPD电路板控制检测没有问题；

B.将电机出线拆除，整流柜上电，传动本地启动测试，P1300改为0 VF控制，P1272改为OFF，夺取控制权，传动本地启动，改变给定速度，逆变器运行正常，说明功率单元基本本身没有问题（电机空载运行，只有励磁电流没有转矩电流）；

C.同时检查电机三相动力电缆对地绝缘（大于兆欧级）和电机相间阻值（用电桥测量，三相平衡）没有问题；

3）再次检查电流互感器接线

拆装两个功率单元时，已经对电流互感器插头用电子清洗剂进行了清洁；通过前面电流偏差值发现V相比较大-3.780%,正常0.004%-0.32左右，重点检查V相电流互感器的接线，发现电流互感器的插头松动，重新插入后上电试车运行正常；

3、分析总结

1）此次故障连续发生几次，前期可通过控制电重启复位，怀疑是电路板检测有问题，所以首先更换CIM和IPD板；

2）备件存放时间较长，需要对电容组进行预充电（充电时间不低于30分钟，需外接电路，并需要对其放电），注意正负母排严禁接错，功率单元前面为负极，侧面为正极；

3）用微欧计测量测量下线备件两个电流互感器其阻值都为0.598千欧；

4）功率单元测量手段有限，只能测量对地绝缘和二极管特性（旧功率单元正向为0.263V左右，新功率单元正向为0.326V左右，反向数值会逐步上升）

5）模拟运行可以模拟测试电路板的工作特性；可以将电机脱开，确定逆变器和电机有无问题；注意此时输出电流较小只有励磁电流没有转矩电流，无法反映真实的运行情况；

6）电机运行时，r69[0]、r69[1]、r69[2]三相输出电流有数值；电机不运行时，r69[0]、r69[1]、r69[2]三相输出电流没有数值，r69[3]、r69[4]、r69[5]为电流互感器的零点偏移量，不论电机是否运行都有数值，正常值在0.06-0.32，如果数值**值较大，则可能电流互感器有问题；

7、电流互感器和功率单元是一体的，不好拆卸；

8、拆卸过程注意点

1）网线做标记；

2）新备件的红色把手需要拆除，有两个；

3）功率单元上方八个螺丝，力矩12N，不要用力太大；

 4）电流互感器插头线下方有固定螺丝；

5）功率单元安装时上方有卡槽，要对正；

 6）F30021功率单元接地故障不能屏蔽，否则会炸机