西門子6RA70直流調速器在機械壓力機上的應用及維護

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直流調速器在機械壓力機上的應用及維護

張金龍，王永杰

（陜西重型汽車公司車身廠，陜西 西安 710200）

結合在大型機械壓力機上的應用，簡要介紹了西門子6RA70直流調速裝置的安裝接線、參數設置，以及在運行過程中的常見故障，并著重介紹了裝置在使用時的注意事項和后期的維護。

直流調速裝置；直流電動機；機械壓力機；晶閘管

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

引言

汽車的普及促進了汽車制造業，汽車的整車生產中金屬板材沖壓件占40%以上，由此可見沖壓設備在汽車工業中的重要性。在目前沖壓設備行業，大型沖壓設備主電機大部分使用直流電動機，直流電機以其較好的低速特性、較高的啟動轉矩和較大的調速范圍等優勢應用愈加廣泛，通過直流調速裝置進行調速，滿足不同沖次的沖壓需求。對比交流變頻器，直流調速系統在控制系統體積、對工廠電源的諧波干擾、高精度、高啟動轉矩要求的領域是交流調速系統無法替代的。因此，在要求低速高轉矩的大型沖壓沖裁設備上，直流調速系統依然占據著主導地位。本文主要介紹西門子6RA70直流調速裝置驅動的z4系列直流電動機在機械壓力機中的運用、在運行過程中的常見故障，以及在使用時的注意事項和后期的維護。

1 直流調速裝置應用說明

1.1 裝置安裝接線

圖1

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

圖2為該裝置在機械壓力機應用中的外部接線圖，另外需在電樞電源前端加裝快速熔斷器、電抗器及濾波器，以起到保護直流調速裝置、穩定電網、減少電磁干擾等作用，在直流電源輸出和電機之間也要加裝快速熔斷器，電機一側短路時可以快速熔斷以保護直流調速裝置。

圖2

直流調速裝置上的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端子為裝置散熱風扇， 3Ul、3Wl為電機勵磁可控整流電路交流電源引入端，為了限制電源系統中的換相電壓降，加裝三相進線電抗器L2及勵磁進線單相電抗器L1，直流電機電樞短路保護采用快速熔斷器FU4、FU5，v1為電樞電壓表，裝置3C、3D端子為輸出至電機勵磁繞組，1C1、lD1端子為輸出至電機電樞繞組，裝置4、5端子為模擬量輸入端子，用作給定輸入， 103、104端子是直流測速機反饋電壓輸入端，109、110端子是進線接觸器合閘信號，裝置的46和47，48和54端子都是可設置的輸出開關量， 46和47控制繼電器K1，檢測裝置正常；48和54控制繼電器K2，檢測主電機零速，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實際編程為電樞電流，16和17實際編程為磁場電流，都引至主操作面板電流表，作現場監視用。

1.2 裝置參數設定

查看西門子直流調速使用說明書，通過裝置簡易操作控制面板，將P051設置為40，先將負載電機的基本參數(額定電壓、額定電流、勵磁電壓、勵磁電流等)輸入直流調速裝置內，然后根據速度反饋的信號類型選擇P083的數值，根據勵磁控制類型選擇P082的數值，根據基本工藝功能的選擇設置電流限幅、轉矩限幅、斜坡函數發生器等數據。

對于直流調速裝置首次使用或者電機首次使用或電機維保之后應該對裝置和電機匹配進行優化，在裝置運行狀態為07．0時，進行最優化運行：P051=25電樞和勵磁的預控制和電流調節器的優化（電機軸上無負載時進行，或將電機機械鎖死），持續大約40S；P051=26速度調節器的優化（在電機軸上必須接上最終有效的機械負載），持續大約6S；P051=27勵磁減弱的優化（此優化必須在無機械負載下執行），持續大約1分鐘；P051=28摩擦和轉動慣量補償的優化（根據需要），持續大約40S；P051=29具有擺動機構的傳動系統的速度調節器優化，持續大約10分鐘。優化過程完成后，每個優化過程所對應的參數將被自動設置。

首次手動設置裝置參數并優化成功后，可以通過DriveMonitor軟件連接PC和直流調速裝置，打開軟件所有參數將在軟件中顯示，然后即可在線進行參數查看、設置、調整。也可將參數下載保存到PC中備份，以后換了新的直流調速裝置可直接上傳參數，不必再手動一一設置。

2 直流調速裝置運行中常見故障

生產過程中，直流調速裝置通常會因為直流調速系統硬件故障、電機故障、操作使用不規范或參數設置不準確等原因，造成裝置報警無法正常運行，出現故障時，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系列直流調速裝置使用說明書中的故障信息進行故障排查，也可通過查看故障診斷存貯器r047中的內容對故障代碼做進一步判斷。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 勵磁回路故障

F030 換向故障或產生過電流

F040 在激活了的故障狀態下，電子板電源被切斷

F042 測速機故障

F050 優化運行不可能

3 直流調速裝置使用中的注意事項及后期維護

3.1 注意事項

在雷雨季節，如果整個車間電網防雷效果不好，強烈雷擊會造成電網不穩定，容易發生晶閘管模塊擊穿、熔斷器燒壞現象，這在大功率直流調速器上表現的尤為嚴重。因此保證供電電網的穩定是直流調速穩定運行的基礎條件，若遇到強烈雷雨天氣或電網不穩定時，最好暫時停止使用設備，待電網穩定后再重新投入使用。

由于壓力機的啟動為重載啟動，因此，電機不能頻繁啟動，次數限制在每小時不超過4次為宜，機床斷電時，必須首先停主電機，等主電機停穩后，再切斷電源。

只有經過審定合格的人員（具備有關整流器的知識，并理解所提供的資料的內容）才能從事整流器的安裝、啟動、操作、故障排除或修理工作。

在電源斷開后，吸收電容器上繼續攜帶危險電壓，出于這個原因，在整流器切斷至少2分鐘內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，整流器必須對塵埃入口做徹底的保護，根據污染等級，塵埃和外來物體，特別是通過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清掃，最大壓力1bar。

3.2 后期維護

3.2.1 風扇的更換

風扇軸承的設計工作壽命為30000小時，為了維護晶閘管設備的有效性，在使用期滿時應及時更換。

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，執行工作人員必須自己進行靜電放電，做到這一點最簡單的方法是觸摸一下一個導電接地導體，例如插座的接地線。

3.2.3 晶閘管模塊的更換

晶閘管模塊是通過自攻螺絲安裝的，當一個模塊更換時，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熱膏。使用和原來長度相同的公制螺釘和固定件去固定模塊。

4 結束語

如今西門子6RA70系列直流調速器在制造工業中應用的越來越廣泛，且采購價值較高，掌握調速器基本的應用知識，不僅可讓裝置更好的服務于我們，也可以降低企業的設備維護成本，對于設備管理維修人員來說是一項很好的技能。

[1] 趙發光.機械壓力機用直流調速裝置的配置與調整.1999.

[2] 交直流調速系統(第二版)史國生主編[M]北京:化學工業出版社. 2006.

[3] 西門子6RA70系列使用手冊．

[4] 壓力機電氣使用說明書．

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