Проблемы с преобразователем частоты Procrane General Electric Опции

[Ayaal]

Добрый день! Имеется преобразователь частоты типа ProCrane производства фирмы General Electric. Раньше эти преобразователи выпускались под маркой Convertime, если я не ошибаюсь.
Преобразователь четырехквадрантный, то есть с активным транзисторным выпрямителем. Работает в системе электропривода шахтной подъемной машины.
Имеется две проблемы:
1) С периодичностью раз в два месяца выходил из строя конденсатор входного фильтро-компенсирующего устройства. Местные умельцы сделали принудительное житкостное охлаждение на конденсаторе и он уже полгода не выходит из строя. Параллельно ведём переговоры с заводом-изготовителем, просим сделать перерасчет конденсаторов, но те пока молчат. Кроме ФКУ, на входе преобразователя имеется сетевой дроссель.
2) При интенсивной работе подъемной машины фиксируются отказы в работе из-за перенапряжения в звене постоянного тока. Отказ происходит в момент выхода из кривой разгона на заданную скорость. На графиках скорости было видно не значительное перерегулирование, попытались настроить регулятор скорости, не помогло...
Преобразователь частоты на 690 В. Напряжение на звене постоянного тока 1070 В. Уставка 1175 В. В моменты отказа напряжение может достигать 1200 В.
Коллеги, прошу поделиться опытом может кому доводилось проводить расчёт фильтров для активного выпрямителя поделитесь литературой пожалуйста.
Ещё есть вопрос может ли вторая проблема быть связана с первой? Такое ощущение, что при интенсивной работе изменяются характеристики какого-нибудь элемента в ПЧ и это приводит к большему нарастанию напряжения на звене постоянного тока.
PS: Завтра закину более подробную информацию по схемотехнике и имеющимся измерениям. На входе преобразователя наблюдаются гармоники, особенно завышенны гармоники 17 и 19 порядков.

[Ayaal]

Добрый день! Имеется преобразователь частоты типа ProCrane производства фирмы General Electric. Раньше эти преобразователи выпускались под маркой Convertime, если я не ошибаюсь.
Преобразователь четырехквадрантный, то есть с активным транзисторным выпрямителем. Работает в системе электропривода шахтной подъемной машины.
Имеется две проблемы:
1) С периодичностью раз в два месяца выходил из строя конденсатор входного фильтро-компенсирующего устройства. Местные умельцы сделали принудительное житкостное охлаждение на конденсаторе и он уже полгода не выходит из строя. Параллельно ведём переговоры с заводом-изготовителем, просим сделать перерасчет конденсаторов, но те пока молчат. Кроме ФКУ, на входе преобразователя имеется сетевой дроссель.
2) При интенсивной работе подъемной машины фиксируются отказы в работе из-за перенапряжения в звене постоянного тока. Отказ происходит в момент выхода из кривой разгона на заданную скорость. На графиках скорости было видно не значительное перерегулирование, попытались настроить регулятор скорости, не помогло...
Преобразователь частоты на 690 В. Напряжение на звене постоянного тока 1070 В. Уставка 1175 В. В моменты отказа напряжение может достигать 1200 В.
Коллеги, прошу поделиться опытом может кому доводилось проводить расчёт фильтров для активного выпрямителя поделитесь литературой пожалуйста.
Ещё есть вопрос может ли вторая проблема быть связана с первой? Такое ощущение, что при интенсивной работе изменяются характеристики какого-нибудь элемента в ПЧ и это приводит к большему нарастанию напряжения на звене постоянного тока.
PS: Завтра закину более подробную информацию по схемотехнике и имеющимся измерениям. На входе преобразователя наблюдаются гармоники, особенно завышенны гармоники 17 и 19 порядков.

[Pawel]

Объясните , как вы понимаете в вашем случае четырехквадрантный? Это значит с рекуперацией или нет?

[По самые по...]

Преобразователь четырехквадрантный, то есть с активным транзисторным выпрямителем.
...
на входе преобразователя имеется сетевой дроссель.
...
Преобразователь частоты на 690 В. Напряжение на звене постоянного тока 1070 В. Уставка 1175 В. В моменты отказа напряжение может достигать 1200 В.
...
Ещё есть вопрос может ли вторая проблема быть связана с первой? Такое ощущение, что при интенсивной работе изменяются характеристики какого-нибудь элемента в ПЧ и это приводит к большему нарастанию напряжения на звене постоянного тока.
...
На входе преобразователя наблюдаются гармоники, особенно завышенны гармоники 17 и 19 порядков.

1. Рекуперация в сеть не работает должным образом. Проверяйте обратные транзисторы. Их работу, схему управления, питание схемы управления.
2. Проверьте ассиметрию питающей сети при работе под нагрузкой и без нагрузки. Проверять RDS-вольтметром между входным дросселем и частотником.

[Ayaal]

Да преобразователь рекуперативный. Спасибо за ответ. Попробуем на днях проверить ваши предложения. Установка находится в шахте, поэтому не так легко до неё добраться. Завтра должны поехать, надо к этому времени определить, что ещё следует проверить. По поводу рекуперации при спуске груза мы видим на анализаторе электрической энергии возврат энергии в сеть. Перенапряжение происходит только в одной точке - в конце разгона при подъеме груза. Поидее при поднятии груза привод работает в двигательном режиме. Видимо при интенсивном разгоне и резком обрывании ускорения происходит отдача запасенной избыточной кинетической энергии от механизма в преобразователь, а тот не рекуперирует эту энергию. Но тогда почему это происходит со временем?

[По самые по...]

...
По поводу рекуперации при спуске груза мы видим на анализаторе электрической энергии возврат энергии в сеть. Перенапряжение происходит только в одной точке - в конце разгона при подъеме груза. Поидее при поднятии груза привод работает в двигательном режиме. Видимо при интенсивном разгоне и резком обрывании ускорения происходит отдача запасенной избыточной кинетической энергии от механизма в преобразователь, а тот не рекуперирует эту энергию. Но тогда почему это происходит со временем?

1. Не успевает рекуперировать, ибо слишком резко тормозите!
2. Другой причиной может являться отсутствие рекуперации по цепи одной из фаз. Две другие цепи рекуперации (по второй и третьей фазе) рекуперируют. Еще раз - обратите внимание на цепи питания схем управления транзисторами рекуперации! Это могут быть электролитические конденсаторы, потерявшие емкость или теряющие емкость при нагревании (т.е. при работе). В свою очередь, это может являться условием неполного открывания транзисторных ключей рекуператоров.
3. Необходимо каким то образом измерить, а лучше еще и увидеть осциллографом, уровни напряжения на каждой из последовательно включенных накопительных емкостей DC-контура.
Отчего-то они греются! Попробуйте тепловизором определить наиболее горячую емкость и замените её!

Сообщение отредактировал По самые по... - 26.2.2019, 11:57

[Dude]

Уважаемый Ayaal. У вас кондеры горят на ФКУ который подключен по тому же фидеру питания, что и ЧРП? На 690В?

[Ayaal]

Добрый день!

Коллеги, прошу прощения, что вчера не смог закинуть графики. Сегодня загрузил. Там есть графики как успешного прохождения цикла спуск-подъем, так и неуспешного. Желтой линией показано напряжение звена постоянного тока.
Еще загрузил упрощенную схему преобразователя. На фото везде вместо одного транзистора три транзистора параллельно сидят.
ФКУ подключено параллельно преобразователю частоты, до сетевого дросселя. На дросселе всего 4 конденсатора, один трехфазный и три однофазных собранных в звезду. Однофазные не выходят из строя. Выходит из строя именно трехфазный (фото конденсатора приложил).
Учитывая, что преобразователь модульной конструкции, то есть на каждую фазу инвертора и выпрямителя предусмотрены съемные фазные модули. Сегодня решили начать менять местами модули выпрямителя и инвертора (они взаимозаменяемые). Надеемся, что если проблема в одном из фазных модулей, то она проявиться как-нибудь по другому, например перенапряжение начнет появляться при спуске скипа.
Проверяли температуру элементов фазного модуля тепловизоров, криминального нагрева не обнаружили, максимум 45-55 градусов.
Сегодня будем проверять на нагрев конденсаторы звена постоянного тока и сетевой дроссель. Кстати в звене постоянного тока стоят пленочные конденсаторы, все говорят, что они очень надежные и долговечные.



По питанию фазных модулей индикация в норме. Завтра попрошу проверить уровни напряжения питания на каждом модуле, сейчас машина в работе до первого останова, проверить не дадут.

Прикрепленные файлы

 flr_02.png ( 109,54 килобайт ) Кол-во скачиваний: 12
 flt1905.jpg ( 373,88 килобайт ) Кол-во скачиваний: 10
 norm1911.jpg ( 380,05 килобайт ) Кол-во скачиваний: 14
 flt1851.jpg ( 290,01 килобайт ) Кол-во скачиваний: 9
 _________________.jpg ( 392,4 килобайт ) Кол-во скачиваний: 9

 

[По самые по...]

Судя по выходному напряжению, у вас частотник сваливается в режим с отключением выходов -свободный выбег. Это срабатывает защита по превышению температуры (розовый график).
Бороться можно по-разному:
1. Снизить нагрузку на подъем.
2. Посмотреть в кодах, где установлено пороговое значение температуры и поднять его, слегка!
3. Вполне возможно, что забито всё грязью-пылью и вентиляторы, или частично сдохли, или не крутятся.

[Ayaal]

А сообщение Udc_max это уже следствие? И нет ни одного сообщения о перегреве в журнале ошибок...

[mr_Frodo64]

Это срабатывает защита по превышению температуры (розовый график).

А то, что в нормальном графике температура такая - же (а может и выше) и ничего не происходит Вас не смущает?
И не думаю, чтобы в прошивке был такой "косяк" с отсутствием лога по работе температурной защиты...

Сообщение отредактировал mr_Frodo64 - 28.2.2019, 19:52

[mr_Frodo64]

То что проблема может быть в температуре я не отрицаю, но не напрямую, а скрыто, как и предполагал топикстартер в первом посте на уровне воздействия на железо преобразователя, когда характеристика какого-либо из элементов меняется под воздействием температуры и он не выполняет своей функции еще до срабатывания сообщения о температуре.

Сообщение отредактировал mr_Frodo64 - 28.2.2019, 20:17

[Ayaal]

Попробовали переставить фазные модули с инвертора на выпрямитель в надежде, что проблема как-то по другому проявиться, например, мигрирует с подъёма на спуск груза. Результат проявление проблемы никак не поменялось.
Вывод: причина перенапряжений не связана с работой фазных модулей.
Наблюдали тепловизором за температурой конденсаторов и сетевого дросселя критичных температур не обнаружили. Сердечник дросселя нагревается до 125 градусов. На шильдике указано, что разница температур между окружающей средой и сердечником может достигать +100 градусов.
В общем мы в тупике, остается попробовать следующее:
1) Всё таки попробовать поднастроить программу управления движением сосуда в стволе;
2) Ещё снизить напряжение на входе преобразователя(сейчас там 670 вместо 690);
2) Снизить напряжение на звене постоянного тока.
Тут рекомендовали померить асимметрию напряжений и токов на входе преобразователя. Можете пояснить как это влияет на перенапряжение в звене постоянного тока? Физику процесса. Спасибо.

Попробовали переставить фазные модули с инвертора на выпрямитель в надежде, что проблема как-то по другому проявиться, например, мигрирует с подъёма на спуск груза. Результат проявление проблемы никак не поменялось.
Вывод: причина перенапряжений не связана с работой фазных модулей.
Наблюдали тепловизором за температурой конденсаторов и сетевого дросселя критичных температур не обнаружили. Сердечник дросселя нагревается до 125 градусов. На шильдике указано, что разница температур между окружающей средой и сердечником может достигать +100 градусов.
В общем мы в тупике, остается попробовать следующее:
1) Всё таки попробовать поднастроить программу управления движением сосуда в стволе;
2) Ещё снизить напряжение на входе преобразователя(сейчас там 670 вместо 690);
2) Снизить напряжение на звене постоянного тока.
Тут рекомендовали померить асимметрию напряжений и токов на входе преобразователя. Можете пояснить как это влияет на перенапряжение в звене постоянного тока? Физику процесса. Спасибо.

[Ayaal]

Попробовали переставить фазные модули с инвертора на выпрямитель в надежде, что проблема как-то по другому проявиться, например, мигрирует с подъёма на спуск груза. Результат проявление проблемы никак не поменялось.
Вывод: причина перенапряжений не связана с работой фазных модулей.
Наблюдали тепловизором за температурой конденсаторов и сетевого дросселя критичных температур не обнаружили. Сердечник дросселя нагревается до 125 градусов. На шильдике указано, что разница температур между окружающей средой и сердечником может достигать +100 градусов.
В общем мы в тупике, остается попробовать следующее:
1) Всё таки попробовать поднастроить программу управления движением сосуда в стволе;
2) Ещё снизить напряжение на входе преобразователя(сейчас там 670 вместо 690);
2) Снизить напряжение на звене постоянного тока.
Тут рекомендовали померить асимметрию напряжений и токов на входе преобразователя. Можете пояснить как это влияет на перенапряжение в звене постоянного тока? Физику процесса. Спасибо.