近年来，跟着我国石油工业迅速发展，大庆油田钻探工程公司配备的国产沟通变频电驱动钻机数量逐年添加，这些电驱动钻机配备的变频器大部分为德国西门子公司出产的6se70系列变频器，不同类型钻机配备不同数量、不同功率的变频器。下面详细介绍石油钻机中广泛应用的西门子6se70系列变频器内部结构，剖析毛病的首要分类及原因，并给出了相应的修理办法和实例。

　　图1为zj50/4500db电驱动钻机原理图[1]，动力系统是由4台800kw柴油发电机组并机组成，电能会集输送到沟通母线上，钻机转盘由一台沟通变频电动机驱动，绞车由2台沟通变频电动机一起驱动，每台电机由独立变频器操控，变频器型号为6se7036-5hg62-3ba0、功率为630kw，三台泥浆泵由三台电动机别离驱动，由独立变频器操控，变频器型号为6se7141-2hj62-3ba0、功率为1200kw，送钻电机为45kw，其驱动变频器型号为：6se7090-0xx84-0ab0。

　　在钻机日常运转中，虽然变频器本身有完善的监测保护功用，但在实际运用中，仍是会由于各种原因产生毛病，不能正常运转而影响钻井出产。咱们在运用保护进程中逐渐把握了变频器的内部结构，依据变频器结构辅导保护与修理作业。图2为6se7036-5hg62-3ba0变频器结构原理图。

　　变频器由三台操控柜组合而成[2]，别离是开关柜、整流柜、逆变柜。图2给出了柜中首要部件的称号及操控板的规格型号。开关柜包含电抗器、阻隔开关、稳妥等部件。

　　在整流柜中有可控硅整流桥，3个6sy7010-0ab51为上部可控硅，3个6sy7010-0ab52为下部可控硅，型号为6se7041-8gk85-0ha0的操控板供给可控硅触发，电压、电流、可控硅温度检测等功用。cur为整流柜中心操控板，供给参数设置、保护、外部接口等功用，pmu参数设置单元供给参数显现、设置等功用。

　　制动单元及制动电阻的选取可依据负载特性要求决议，例如绞车在下放时分，电动机处于发电状况，则变频器有必要配备大功率制动单元及制动电阻，zj50/3150db钻机配备10台200kw制动单元及电阻，能够吸收下放钻具时产生的高能量。

　　逆变柜内含有igbt逆变桥，图3为原理图，在igbt逆变桥外是电容组，igbt触发板型号为6se7038-6gl84-1bg2，触发板与操控电路之间选用光纤通讯阻隔，接口板供给触发光纤接口电路，cuvc矢量操控板是逆变器中心操控板，有参数设置、矢量操控、保护、接口等功用，pmu参数设置单元供给参数显现、设置等功用。

　　是在变频器本身软硬件无缺的情况下，由于参数设置、电源电压频率、温度、负载、通讯、硬件衔接等要素形成的毛病，西门子变频器有完善的毛病及报警提示，能够很好的分辩这些毛病。详细如下：

　　(1)参数设置和外围部件毛病形成的变频毛病。这类毛病能够查看参数设置是否有过错，例如：p554的参数设置不正确形成变频器无法发动。别的查看外围器材是否正常，由于钻井设备常常搬家，操控线断线、插头损坏、操控开关损坏常常产生，应该仔细查看这些部件;

　　(2)欠压、过压、欠频、过频毛病。此类毛病首要是由于外部电源的毛病引起的，也有少量毛病是检测电路损坏引起的。大部分钻机运用自备发电机组供电，由于发电频率和电压低于变频器要求的上限或下限值而形成变频器毛病。应首要修理发电机组，假如是频率过低一般是由于柴油机毛病引起的，假如电压过低或过高则是由发电机毛病引起的。

　　(3)过载毛病。变频器过载是由于加快时刻太短、直流制动量过大或电网电压太低一级原因引起的。一般可通过延伸加快时刻、延伸制动时刻、处理电网电压等方法处理毛病。电机负载过重或许是由于卡钻、重载时提高过快等引起的。

　　(4)过流毛病。外部原因：电机负载骤变，引起的冲击过大形成过流;电机和电机电缆相间或每相对地的绝缘被损坏，形成匝间或相间对地短路，导致过流;假如变频器装有测速编码器时，速度反响信号丢掉或非正常时，也会引起过流，这时需求查看编码器和其电缆。变频器本身的原因：参数设定问题及变频器硬件问题。遇到过流毛病，先用钳型电流表丈量变频器输出的电流，看输出电流是否平衡，假如输出不平衡，阐明变频器内部器材有问题。

　　(1)操控系统毛病有操控板本身产生毛病，由于操控板上电子元器材失效形成毛病，常常损坏的有逆变柜主控板cuvc、整流柜主操控板cur板等，此类毛病能够通过替换法进行修理，别的外围器材形成的毛病，常见的有外部操控系统串入高压电，导致操控板接口电路损坏;

　　(2)功率西门子变频器关于大部分硬件毛病也有清晰的毛病显现，为用户修理作业供给了极大便当，本文将在实例中给出。

　　变频器通电后变频器pmu显现e，按p键后无反响，无法发动变频器，毛病无法复位。

　　首要查看电源，丈量cuvc板上x101端子排上1，2脚之间为24v，扫除操控系统电压毛病，把cuvc板取下来，仔细调查上面元件，在x101端子邻近发现有元件焚毁，怀疑是由外部操控线混入高电压形成的。通过仔细查看外部线路，发现有操控线由于绝缘破损而串入高电压，形成cuvc板焚毁，在扫除外部毛病后，替换cuvc板后变频器能够正常作业。从这起毛病能够看出，不能看到操控板焚毁就当即进行替换，必定要查清楚毛病原因，不然会形成不必要的丢失。

　　在钻井出产中，在负荷增大时，变频忽然停止作业，整流柜上报f005毛病代码，f005是电源频率大于65hz或小于45hz。

　　此类毛病一般产生在zj30/1700db钻机上，由于该钻机选用单台750kw发电机组，由于柴油机毛病形成在重负载下柴油机转速下降到1350转/分钟以下，此刻电源频率低于45hz，形成变频器无法正常运用，在修理好柴油机后，变频器作业康复正常。

　　整流柜报f031毛病，变频不能发动，查看后发现，整流柜左起第二个稳妥560a断，逆变柜500a四个稳妥全断。

　　f031毛病代码的意义是：可控硅支路熔断器损坏，首要做外观查看及用万用表丈量可控硅、igbt等部件，查看成果正常。替换稳妥后从头通电，发动变频器，电机运转在20hz后，逆变柜4个稳妥全断，整流柜稳妥左起第2个，第5个断，再次查看电机及变频器，丈量成果悉数正常，此刻修理作业陷入困境，之后持续替换稳妥进行调查，发动变频后，发现逆变柜与整流柜之间直流母线排衔接处有打火现象，查看后发现母线排衔接处螺栓松动，替换螺栓后，变频器正常作业。从这个毛病能够看出，由于钻机需求不断搬家，形成变频柜内紧固件松动，在变频柜日常保护中应加强对要点衔接部位查看作业。

　　逆变柜pmu上显现f011毛病代码，f011的意义是变频器因过电流而关机。正常情况下f011毛病能够通过复位操作扫除，可是此次无法进行复位，变频器上电后一向显现f011毛病，无法消除。

　　该毛病一般是由以下原因形成：一是变频器输出有短路或接地毛病;二是负载处于过载状况。首要断开变频器与电动机电缆，对电动机进行绝缘测验，测验成果正常，扫除了电动机毛病。其次查看变频器逆变柜igbt逆变电路，移走三块电容组，用万用表查看igbt，由于igbt内并联有续流二极管，用万用表丈量二极管功用丈量发射极与集电极，假如正反相参数正常，依据经历igbt没有损坏，假如有短路或开路现象，则igbt有必要替换，通过丈量u相上部2个igbt功率管悉数损坏，触发板损坏，在替换部件后变频器康复正常作业。

　　从这些年西门子变频器运用经历中总结出以下几点保护注意事项，首要，要给变频器一个杰出的外部环境，包含安稳的电源电压、频率，适宜的温度、湿度[3]。其次，应该对变频器恰当下降变频器负荷，设置参数时对最大转矩、最大电流等要留出必定余量，这样能够极大延伸变频器运用寿命。例如我公司zj30/1700db钻机有段时刻频频焚毁igbt等功率器材，igbt价格昂贵，形成很大丢失，咱们将变频器最大作业电流p128参数调整到600a后就杜绝了烧igbt现象。最终，应定时进行保护，铲除变频器内尘埃，紧固松动部件。总归，以上保护与修理作业都是为了发挥变频器更大效果，添加变频器运用年限，下降变频器的毛病率，从而使变频器能更好的为油田钻井出产服务。

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