西門子6RA70直流調(diào)速器在機(jī)械壓力機(jī)上的應(yīng)用及維護(hù)

張金龍，王永杰

（陜西重型汽車公司車身廠，陜西 西安 710200）

西門子6RA70直流調(diào)速器在機(jī)械壓力機(jī)上的應(yīng)用及維護(hù)

張金龍，王永杰

（陜西重型汽車公司車身廠，陜西 西安 710200）

結(jié)合在大型機(jī)械壓力機(jī)上的應(yīng)用，簡(jiǎn)要介紹了西門子6RA70直流調(diào)速裝置的安裝接線、參數(shù)設(shè)置，以及在運(yùn)行過(guò)程中的常見故障，并著重介紹了裝置在使用時(shí)的注意事項(xiàng)和后期的維護(hù)。

直流調(diào)速裝置；直流電動(dòng)機(jī)；機(jī)械壓力機(jī)；晶閘管

CLC NO.:U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)15-64-03

引言

汽車的普及促進(jìn)了汽車制造業(yè)，汽車的整車生產(chǎn)中金屬板材沖壓件占40%以上，由此可見沖壓設(shè)備在汽車工業(yè)中的重要性。在目前沖壓設(shè)備行業(yè)，大型沖壓設(shè)備主電機(jī)大部分使用直流電動(dòng)機(jī)，直流電機(jī)以其較好的低速特性、較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較大的調(diào)速范圍等優(yōu)勢(shì)應(yīng)用愈加廣泛，通過(guò)直流調(diào)速裝置進(jìn)行調(diào)速，滿足不同沖次的沖壓需求。對(duì)比交流變頻器，直流調(diào)速系統(tǒng)在控制系統(tǒng)體積、對(duì)工廠電源的諧波干擾、高精度、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求的領(lǐng)域是交流調(diào)速系統(tǒng)無(wú)法替代的。因此，在要求低速高轉(zhuǎn)矩的大型沖壓沖裁設(shè)備上，直流調(diào)速系統(tǒng)依然占據(jù)著主導(dǎo)地位。本文主要介紹西門子6RA70直流調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)的z4系列直流電動(dòng)機(jī)在機(jī)械壓力機(jī)中的運(yùn)用、在運(yùn)行過(guò)程中的常見故障，以及在使用時(shí)的注意事項(xiàng)和后期的維護(hù)。

1 直流調(diào)速裝置應(yīng)用說(shuō)明

1.1 裝置安裝接線

圖1

圖1為西門子6RA70系列直流調(diào)速裝置的一個(gè)外部銘牌（輸入電壓等級(jí)為400V，輸出電樞電流為600A），直流調(diào)速裝置的容量在選取時(shí)，以裝置的額定電流大約為1.5倍的電機(jī)電樞額定電流為參考。

圖2為該裝置在機(jī)械壓力機(jī)應(yīng)用中的外部接線圖，另外需在電樞電源前端加裝快速熔斷器、電抗器及濾波器，以起到保護(hù)直流調(diào)速裝置、穩(wěn)定電網(wǎng)、減少電磁干擾等作用，在直流電源輸出和電機(jī)之間也要加裝快速熔斷器，電機(jī)一側(cè)短路時(shí)可以快速熔斷以保護(hù)直流調(diào)速裝置。

圖2

直流調(diào)速裝置上的1U、1V、lW端子為電樞可控整流電路三相交流電源引入端，KMl為主接觸器，5U1、5W1端子是裝置電子板供電電源輸入端，4U1、4V1、4W1端子為裝置散熱風(fēng)扇， 3Ul、3Wl為電機(jī)勵(lì)磁可控整流電路交流電源引入端，為了限制電源系統(tǒng)中的換相電壓降，加裝三相進(jìn)線電抗器L2及勵(lì)磁進(jìn)線單相電抗器L1，直流電機(jī)電樞短路保護(hù)采用快速熔斷器FU4、FU5，v1為電樞電壓表，裝置3C、3D端子為輸出至電機(jī)勵(lì)磁繞組，1C1、lD1端子為輸出至電機(jī)電樞繞組，裝置4、5端子為模擬量輸入端子，用作給定輸入， 103、104端子是直流測(cè)速機(jī)反饋電壓輸入端，109、110端子是進(jìn)線接觸器合閘信號(hào)，裝置的46和47，48和54端子都是可設(shè)置的輸出開關(guān)量， 46和47控制繼電器K1，檢測(cè)裝置正常；48和54控制繼電器K2，檢測(cè)主電機(jī)零速，裝置的14和15，16和17都是可選擇的模擬量輸出端子， 14和15實(shí)際編程為電樞電流，16和17實(shí)際編程為磁場(chǎng)電流，都引至主操作面板電流表，作現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視用。

1.2 裝置參數(shù)設(shè)定

查看西門子直流調(diào)速使用說(shuō)明書，通過(guò)裝置簡(jiǎn)易操作控制面板，將P051設(shè)置為40，先將負(fù)載電機(jī)的基本參數(shù)(額定電壓、額定電流、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流等)輸入直流調(diào)速裝置內(nèi)，然后根據(jù)速度反饋的信號(hào)類型選擇P083的數(shù)值，根據(jù)勵(lì)磁控制類型選擇P082的數(shù)值，根據(jù)基本工藝功能的選擇設(shè)置電流限幅、轉(zhuǎn)矩限幅、斜坡函數(shù)發(fā)生器等數(shù)據(jù)。

對(duì)于直流調(diào)速裝置首次使用或者電機(jī)首次使用或電機(jī)維保之后應(yīng)該對(duì)裝置和電機(jī)匹配進(jìn)行優(yōu)化，在裝置運(yùn)行狀態(tài)為07．0時(shí)，進(jìn)行最優(yōu)化運(yùn)行：P051=25電樞和勵(lì)磁的預(yù)控制和電流調(diào)節(jié)器的優(yōu)化（電機(jī)軸上無(wú)負(fù)載時(shí)進(jìn)行，或?qū)㈦姍C(jī)機(jī)械鎖死），持續(xù)大約40S；P051=26速度調(diào)節(jié)器的優(yōu)化（在電機(jī)軸上必須接上最終有效的機(jī)械負(fù)載），持續(xù)大約6S；P051=27勵(lì)磁減弱的優(yōu)化（此優(yōu)化必須在無(wú)機(jī)械負(fù)載下執(zhí)行），持續(xù)大約1分鐘；P051=28摩擦和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化（根據(jù)需要），持續(xù)大約40S；P051=29具有擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)器優(yōu)化，持續(xù)大約10分鐘。優(yōu)化過(guò)程完成后，每個(gè)優(yōu)化過(guò)程所對(duì)應(yīng)的參數(shù)將被自動(dòng)設(shè)置。

首次手動(dòng)設(shè)置裝置參數(shù)并優(yōu)化成功后，可以通過(guò)DriveMonitor軟件連接PC和直流調(diào)速裝置，打開軟件所有參數(shù)將在軟件中顯示，然后即可在線進(jìn)行參數(shù)查看、設(shè)置、調(diào)整。也可將參數(shù)下載保存到PC中備份，以后換了新的直流調(diào)速裝置可直接上傳參數(shù)，不必再手動(dòng)一一設(shè)置。

2 直流調(diào)速裝置運(yùn)行中常見故障

生產(chǎn)過(guò)程中，直流調(diào)速裝置通常會(huì)因?yàn)橹绷髡{(diào)速系統(tǒng)硬件故障、電機(jī)故障、操作使用不規(guī)范或參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確等原因，造成裝置報(bào)警無(wú)法正常運(yùn)行，出現(xiàn)故障時(shí)，維修人員首先需要觀察裝置操作面板上顯示的故障代碼，用FXXX表示，參考西門子6RA70系列直流調(diào)速裝置使用說(shuō)明書中的故障信息進(jìn)行故障排查，也可通過(guò)查看故障診斷存貯器r047中的內(nèi)容對(duì)故障代碼做進(jìn)一步判斷。在故障原因消除后，必須按下PMU上的P鍵消除故障報(bào)警。

常見故障代碼如下：

F001 電子板電源故障

F004 電樞電源中的相電壓故障

F005 勵(lì)磁回路故障

F030 換向故障或產(chǎn)生過(guò)電流

F040 在激活了的故障狀態(tài)下，電子板電源被切斷

F042 測(cè)速機(jī)故障

F050 優(yōu)化運(yùn)行不可能

3 直流調(diào)速裝置使用中的注意事項(xiàng)及后期維護(hù)

3.1 注意事項(xiàng)

在雷雨季節(jié)，如果整個(gè)車間電網(wǎng)防雷效果不好，強(qiáng)烈雷擊會(huì)造成電網(wǎng)不穩(wěn)定，容易發(fā)生晶閘管模塊擊穿、熔斷器燒壞現(xiàn)象，這在大功率直流調(diào)速器上表現(xiàn)的尤為嚴(yán)重。因此保證供電電網(wǎng)的穩(wěn)定是直流調(diào)速穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)條件，若遇到強(qiáng)烈雷雨天氣或電網(wǎng)不穩(wěn)定時(shí)，最好暫時(shí)停止使用設(shè)備，待電網(wǎng)穩(wěn)定后再重新投入使用。

由于壓力機(jī)的啟動(dòng)為重載啟動(dòng)，因此，電機(jī)不能頻繁啟動(dòng)，次數(shù)限制在每小時(shí)不超過(guò)4次為宜，機(jī)床斷電時(shí)，必須首先停主電機(jī)，等主電機(jī)停穩(wěn)后，再切斷電源。

只有經(jīng)過(guò)審定合格的人員（具備有關(guān)整流器的知識(shí)，并理解所提供的資料的內(nèi)容）才能從事整流器的安裝、啟動(dòng)、操作、故障排除或修理工作。

在電源斷開后，吸收電容器上繼續(xù)攜帶危險(xiǎn)電壓，出于這個(gè)原因，在整流器切斷至少2分鐘內(nèi)一定不要打開整流器。

為了避免飛弧和由此引起的不可挽回的損失，整流器必須對(duì)塵埃入口做徹底的保護(hù)，根據(jù)污染等級(jí)，塵埃和外來(lái)物體，特別是通過(guò)冷卻氣流帶入的污染物必須定期清理，至少每年一次，整流器必須以干燥壓縮空氣來(lái)清掃，最大壓力1bar。

3.2 后期維護(hù)

3.2.1 風(fēng)扇的更換

風(fēng)扇軸承的設(shè)計(jì)工作壽命為30000小時(shí)，為了維護(hù)晶閘管設(shè)備的有效性，在使用期滿時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。

3.2.2 印刷電路板的更換

印刷電路板包含靜電敏感元件，在觸摸一塊印刷電路板之前，執(zhí)行工作人員必須自己進(jìn)行靜電放電，做到這一點(diǎn)最簡(jiǎn)單的方法是觸摸一下一個(gè)導(dǎo)電接地導(dǎo)體，例如插座的接地線。

3.2.3 晶閘管模塊的更換

晶閘管模塊是通過(guò)自攻螺絲安裝的，當(dāng)一個(gè)模塊更換時(shí)，散熱器支撐表面必須清掃并且在晶閘管模塊上涂上一層新的導(dǎo)熱膏。使用和原來(lái)長(zhǎng)度相同的公制螺釘和固定件去固定模塊。

4 結(jié)束語(yǔ)

如今西門子6RA70系列直流調(diào)速器在制造工業(yè)中應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，且采購(gòu)價(jià)值較高，掌握調(diào)速器基本的應(yīng)用知識(shí)，不僅可讓裝置更好的服務(wù)于我們，也可以降低企業(yè)的設(shè)備維護(hù)成本，對(duì)于設(shè)備管理維修人員來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)很好的技能。

[1] 趙發(fā)光.機(jī)械壓力機(jī)用直流調(diào)速裝置的配置與調(diào)整.1999.

[2] 交直流調(diào)速系統(tǒng)(第二版)史國(guó)生主編[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社. 2006.

[3] 西門子6RA70系列使用手冊(cè)．

[4] 壓力機(jī)電氣使用說(shuō)明書．

Application and Maintenance of SIEMENS 6RA70 DC Master in Mechanical Press

Zhang Jinlong, Wang Yongjie
( Shaanxi Heavy-duty Motor Company Limited Body Factory, Shaanxi Xian 710200 )

Combined with the application in mechanical presses, a brief introduction to SIEMENS 6RA70 DC Master installation wiring, parameter setting, as well as the common faults in the operation process, and emphatically introduced the device in the late when using the matters needing attention and maintenance.

DC master; DC motor; Mechanical press; Thyristor

U467

A

1671-7988 (2017)15-64-03

張金龍，就職于陜西重型汽車公司車身廠。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.15.023