近年来,随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交流变频 电驱动钻机 数量逐年增加,这些电驱动钻机配备的变频器大部分为德国西门子公司生产的系列变频器,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 门子系列变频器内部结构,分析故障的主要分类及原因,并给出了相应的维修方法和实例 。设备基本情况图为电驱动钻机原理图’,动力系统是由台柴油发电机组并机组成,电能集中输送到交流母线上,钻机转盘 由一台交流变频 电动机驱动,绞车由台交流变频电动机共同驱动,每台电机由独立变频器控制,变频器型号为一、功率为,三台泥桨泵由三台电动机分别驱动,由独立 变 频 器 控 制,变 频 器 型 号 为一一、

功率 为,送钻电机为,其驱动变频器型号 为一。在钻机 日常运行中,尽管变频器自身有完善的监测保护功能,但在实际使用中,还是会由于各种原因发生故 障,不能正 常运转而影响钻 井生产 。我们在使用维护过程 中逐步掌握了变频器的内部结构,根据变频器结构 指 导 维 护 与 维 修 工 作 。

图为一一变频器结构原理 图 。变频器由三台控制柜组合而成,分别是开关柜 、整流柜 、逆变柜 。图给出了柜 中主要部件的名称及控制板的规格型号 。开关柜包含电抗器 、隔离开关 、保险等部件 。在整流柜 中有可控硅整流桥,个一为上部可控硅,个一为下部可控硅,型号为一一的控制板提供可控硅触发,电压 、电流 、可控硅温度检测等功能 。为整流柜 中央控制板,提供参数设置 、保护 、外部接 口等功能,参数设置单元提供参数显示 、设置等功能 。

奋图电驱动钻机原理图侧日洲山,﹃︸侧日川恤二尸日日山一制动单元及制动电阻的选取可根据负载特性要求决定,例如绞车在下放时候,电动机处于发电状态,则变频器必须配备大功率制动单元及制动电阻,钻机配备台制动单元及电阻,可以吸收下放钻具时产生的高能量 。逆变柜内含有逆变桥,图为原理图,在逆变桥外是电容组,触发板型号 为一,触发板与控制 电路之间采用光纤通讯隔离,接 口板提供触发光纤接 口电路,矢量控制板是逆变器核心控制板,有参数设置 、矢量控制 、保护 、接 口等功能,参数设置单元提供参数显示 、设置等功能 。

变频器结构原理图西门子变频器的主要故障西门子变频器主要故障分两大类,在自身软 、硬件完好的情况下出现的故障是在变频器 自身软硬件完好的情况 下,由于参数设 置 、电源 电压频率 、温度 、负载 、通讯 、硬件连接等因素造成的故障,西门子变频器有完图日逆变电路原理图

故障及报警提示,可以很好的分辨这些故障 。

具体如下 二参 数设 置和 外 围部件故 障造成的变频故障 。这类故障可以检查参数设置是否有错误,例如的参数设置不正确造成变频器无法启动 。另外检查外围器件是否正常,由于钻井设备经常搬迁,控制线断线 、插头损坏 、控制开关损坏经常发生,应该仔细检查这些部件欠压 、过压 、欠频 、过频故障 。此类故障主要是因为外部电源的故障引起的,也有少数故障是检测电路损坏引起的 。大部分钻机使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造成变频器故障 。应首先维修发电机组,如果是频率过低一般是由于柴油机故障引起的,如果电压过低或过高则是由发电机故障引起的 。

过 载 故 障 。变 频 器 过 载 是由于加速时间太短 、直流制动量过大或电网电压太低等原因引起的 。一般可通过延长加速时间 、延长制动时间 、解决电网电压等方式解决故障 。电机负载过重可能是因为卡钻 、重载时提升过快等引起的 。过流故障 。外部原因电机负载突变,引起的冲击过大造成过流电机和电机电缆相间或每相对地的绝缘被破坏,造成匝间或相间对地短路,导致过流如果变频器装有测速编码器时,速度反馈信号丢失或非正常时,也会引起过流,这时需要检查编码器和其电缆 。变频器本身的原因参数设定 问题 及 变频器硬件 问题 。

遇到过流故障,先用钳型电流表测量变频器输出的电流,看输出电流是否平衡,如果输出不平衡,说 明变频器 内部器件有 问题 。变频器硬件故障变频器硬件故障,分为控制系统和功率部件故障 。控制系统故障有控 制板 自身发生故障,由于控制板上电子元器件失效造成故障,经常损坏的有逆变柜主控板、整流柜主控制板板等,此类故障可以通过替换法进行维修,另外外围器件造成的故障,常见的有外部控制系统串入高压电,导致控制板接口电路损坏功率 西 门子 变频器 对于大部分硬件故障也有明确的故障显示,为用户维修工作提供了极大便利,本文将在实例中给出 。西门子变频器维修实例逆变柜 尸