BPJ-315_1140矿用隔爆兼本质安全型交流变频器使用说明书

1、使用说明书 青岛天信电气有限公司BPJ-315/1140矿用隔爆兼本质安全型交流变频器（天玛版）使 用 说 明 书青 岛 天 信 电 气 有 限 公 司Qingdao Tianxin Electric Co.,Ltd.2目录1 概述12 使用注意事项33 技术特性44 尺寸、重量55 结构特征与散热66 软件介绍117 安装、调试188 典型应用与操作229 故障分析与排除2410 保养维护2611 运输、储存2712 开箱及检查2713 质量保证及订货需知27附录A：变频器故障代码表28附录B：原理图29附录C：对外端口定义图34附录D：电动阀方案水路图35附录E：水箱方案水路图.361概述

2、1.1主要用途及适用范围BPJ-315/1140矿用隔爆兼本质安全型交流变频器（以下简称变频器）适用于交流50 Hz、电压1140V 供电系统、315KW及以下三相交流异步电动机的调速控制。变频器为二象限运行变频器，适用于刮板运输机、皮带输送机、乳化液泵站等类似场合，不能用于绞车提升等四象限运行场合,北京天玛本产品用于乳化液泵站。1.2产品特点该变频器具有过载、过电压、欠电压、缺相、过热、漏电、接地、短路等保护功能，且配有10.4寸液晶显示屏实时显示各工作状态。本产品具有启动转矩大、启停平稳等特点，能实现交流电机在各种负载情况下的平滑启动、调速、停车等功能，彻底消除机械及电气冲击，延长设备使用

3、寿命。使用多台变频器拖动同一带式负载时，各变频器之间自动调节，实现多台之间的动态功率平衡。当变频器应用于乳化液泵站等类似场合，通过直接转矩控制及恒压供液专用算法，实时调整变频器输出转速，实现被控液压系统的压力恒定，节约电能，降低对液压管道的冲击。1.3防爆型式矿用隔爆兼本质安全型 标志：Exdib。1.4型号的组成及其代表意义B P J 315 / 1140 额定电压（V） 额定功率（kW） 隔爆兼本质安全型变频器1.5使用环境条件 1）海拔高度不超过2000m； 2）周围环境温度不超过0+40； 3）空气相对湿度不大于95%（+25）； 4）具有甲烷和煤尘等爆炸性气体混合物的煤矿井下； 5）

4、无蒸汽或破坏金属和绝缘材料的腐蚀性气体的场所； 6）无显著摇动和剧烈冲击振动的环境； 7）无滴水的场所。1.6对外干扰本变频器通过了国家安全生产上海矿用设备检测检验中心的检验，传导干扰及辐射干扰程度都符合国家标准，但其干扰程度还是大于传统的简单矿用电气设备。若发现本变频器影响到了周边的其它设备的正常运行，请按照第9章提供的方法来优化系统，并及时联系我们以求更好的解决方案。1.7安全本设备不同于普通的电气设备，输出不是靠接触器类设备的空间分离与闭合来控制，而是靠功率器件的开与断，另外内部安装了较大容量的电容，盲目操作是有危险的。所以在各项操作上必须遵照本说明书的相关内容。2使用注意事项1）非专职

5、人员不得擅自操作本设备。2）变频器防爆及电气性能，出厂前均已检验合格，严禁用户改动变频器壳体的结构和电气参数，并做好隔爆面的防护，避免磕碰划伤。3）设备外壳必须良好接地。4）接线时请注意输入接线柱标志R、S、T(电源)和输出接线柱标志U、V、W（电机）,不得接错；U、V、W端子一旦接入电源会造成变频器严重损坏。备用端子不得接任何线缆。5）设备在带电情况下，严禁松动隔爆壳紧固件，在检修或处理故障时，请注意“严禁带电开盖”、“断电后20分钟开盖”。6）断电后20分钟，并确认DC指示灯（LED指示窗）灭，才允许打开前门。7）在变频器隔爆室内进行操作前，必须停上级电源（确认R、S、T电源指示灯灭），且

6、配带防静电环。8）禁止直接对连接到变频器上的电缆绝缘摇测。9）严格按照停送电顺序操作，重载运行过程中尽量避免瞬时停电。10）禁止无冷却水开机。11）水冷板进水口、出水口严禁接反；并确保出水口畅通，不得接阀门或其它设备。12）水冷板内水压不得大于1.5MPa，否则会造成设备损坏。13）电动阀应安装在无淋水的场所，且应将阀体向下安装，避免进水。14）使用中应避开有淋水的地方。15）将变频器从地面运至井下，第一次上电前，或长期存放之后再上电，应确认内部完好、无积露。16）变频器的输出相序不受输入相序的影响，改变输入相序并不能改变变频器的输出相序。17）安装使用中不得随意改变本说明书规定的配接设备。1

7、8）按照第10章要求，定期保养维护。3技术特性3.1主要特点1）配有10.4寸液晶显示屏，显示直观；2）水冷散热；3）具有直接转矩控制功能，可实现满转矩启动；4）强大的软件功能，通过内部参数的设定，能够满足多种用途；5）输出电缆允许长度550米；6）可实现距离1.5千米的多台变频器（不超过6台）组成一个系统，实现多台驱动时的功率平衡；7）具有过载、短路、过电压、欠电压、缺相、过热、漏电、接地等保护功能。3.2主要参数3.2.1输入参数额定功率：315kW额定输入电压：1140VAC±15%额定输入电流：186A额定输入频率：50Hz相数：3相工作制式：S13.2.2输出参数输出电压：

8、01140VAC输出电流：0186A输出频率范围：050Hz3.2.3本安参数U0：12.5VDC； I0：0.42A； C0：10F； L0：0.1mH。4尺寸、重量4.1外形尺寸图1外形尺寸图4.2重量重量：1800Kg5结构特征与散热5.1设备部件布置图图2设备部件布置图5.2 设备结构组成变频器的外形为直式长方体，上下分为接线腔和主腔两部分。主腔安放了所有的电气件，左侧安装有水冷散热板，右侧有隔离开关的操作把手。主腔内装有隔离开关、真空接触器、电抗器、滤波器、主控器等器件。接线腔分三个接线室：动力线进线接线室、动力线出线接线室和控制接线室。动力线进线接线室留有两套电缆引入装置，需要时可

9、以用来并接电缆；动力线出线接线室也留有两套电缆引入装置，另外还有一组电机温度检测端口；控制接线室设有八个九芯接线端子用来接外部控制信号，共配有10套电缆引入装置。变频器的主要发热元器件固定在侧面散热水腔的冷却板上，变频器运行过程中功率器件产生的热量传到冷却板上，由水将热量带走。为检修方便，各模块单元间控制连线采用快速接插方式。图3 变频器电气系统框图5.3电气系统组成变频器电气系统主要由主回路、主控器、逆变模块、电源箱、显示屏、风扇及外围电路组成。5.3.1主回路变频器为交直交、电压型变频器。1140V、50Hz三相交流电经隔离开关、快熔、真空接触器、电抗器送入变频器输入端，经二极管组成的桥式

10、整流电路整流成直流，然后再经过IGBT组成的逆变电路，将直流电逆变成频率可调的交流电（即VVVF电源）。5.3.2主控器主控器是变频器的心脏，各种信息的处理、控制以及指令的发送，都是由它来完成。它通过CAN通讯口与逆变模块光纤分配板完成数据交换，一方面产生IGBT的驱动信号，通过光纤传到逆变模块驱动IGBT工作；另一方面把变频器的各种信息处理后送到显示屏显示。该主控器内置PLC可编程控制器、本安电源、中间继电器、模拟量转换电路、通讯转换模块，以及输入信号电路和输出显示处理电路，实现变频器的各种控制功能。5.3.3逆变模块逆变模块内含光纤分配板、IGBT及驱动板、电流互感器及吸收电容，驱动板用来

11、放大由光纤分配板产生的驱动信号，控制IGBT的导通和关断。同时逆变模块还进行电流、电压及温度等变量信息的预处理。5.3.4显示屏变频器前面装有10.4寸的液晶显示屏，通过CAN通讯接收主控器发送的信息并显示出来，主要显示变频器的运行频率、电压、电流等参数以及操作键盘功能指示，出现故障时显示故障信息以及各种操作信息等。5.3.5内部循环风扇变频器内部装有冷却风扇，以增强变频器内部循环风流，提高内部元件的散热效果。5.3.6 LED指示窗LED指示窗共六只LED，上面三只分别指示电源进线的R、S、T是否带电，设备带电则亮。最下方的LED备用，另两个（DC）指示直流母线是否带电，这两个LED任何一个

12、亮都表示母线是带电的。检修或调试中应注意，LED指示窗中任何一个亮，都不允许触及任何可能带电的部分。5.3.7 矩阵键盘矩阵键盘为本质安全型，通过矩阵扫描的方式检测某个按键是否被按下。矩阵键盘中各键的功能在显示屏主画面右下角有对应的显示，每一按键的具体功能如下：快 加速加速变频启动复位快 减速减速变频停止故章查询启动参数设置急停系统查询789上翻456下翻123返回*0.确认 矩阵键盘 矩阵键盘各键对应功能图4键盘分布及定义图快加速：以较快速度增加给定变频器输出频率（近控）快减速：以较快速度减小给定变频器输出频率（近控）加速：以较慢速度增加给定变频器输出频率（近控）减速：以较慢速度减小给定变频

13、器输出频率（近控）变频启动：启动变频器（近控，主接触器吸合才有效）变频停止：停止变频器（近控）复位：当急停引起停机时，清除急停状态，复位出现的故障故障查询：查询历史故障启动：首先闭合充电接触器，然后闭合主接触器（近控），0.5秒有效空键：未使用参数设置：进入参数设置画面，2秒有效急停：在任何情况下，停止变频器运行，断开接触器，0.5秒有效5.4冷却方式变频器采用水冷进行散热，冷却水由左水冷板进水口进，出水口出。在使用中需保证水道中的水流量不低于2.2L/s，变频器不运行时应停止水循环（若变频器停止后，较冷的水会导致内部结露，影响其绝缘性能）。本变频器有两种配置供用户选择（需在订货前选择），一种

14、为使用外部循环水泵、水箱等构成的闭环冷却系统，详见附录E；另外一种为用户不使用水箱时，直接由供水管路经过滤器和电动阀向变频器提供冷却水，出水采用开放式直接排出,参考附录D。关于电动阀的详细介绍，请参考电动阀说明书。6软件介绍注意：青岛天信对变频器的软件保留解释权，且对软件有升级的可能，恕不另行通知。6.1乳化液泵站控制程序变频器状态指示变频器输出参数泵电机接触器工作状态泵站压力指示状态指示当前模式矩阵键盘指示当前时间图5 显示屏主画面(乳化液泵控制)6.1.1显示页面及操作当系统选择了乳化液泵站控制程序，显示屏将显示图5所示的页面。所有信息一目了然，便于工人观察。屏幕中间的报警及故障指示，仅指

15、示当前存在的最后一条信息，要查看其它历史故障，需按住“故障查询”键，释放则再返回到主页面。若从此页面进入泵站参数设置页面，按住“参数设置”键3秒以上，则进入密码页面。6.1.2控制模式介绍1）自动、手动控制手动控制适用于最初调试阶段，这种模式下，上电后按“启动”键开始充电（母线电压上升），主接触器吸合后，再按“变频启动”、“变频停止”、“加速”、“减速”、“快加速”、“快减速”才能有效。此种模式下选择外部启停不起作用。自动控制模式下，可以选择外部启停或键盘启停，但无论在哪种启停方式下，充电都是自动完成的，且启动后，变频器的输出频率自动调节，而不受“加速”、“减速”、“快加速”、“快减速”等按键

16、的控制。2）外部启停、键盘启停键盘启停适用于调试阶段，正式投入使用后选择外部启停，其控制权在主控台。3）DTC和标量变频器输出模式的选择，在没有接电机而需要调试时应选择标量控制，连接电机后应选择DTC方式，但应在参数设置页面正确填写变频器各参数，并辨识。6.2参数设置控制软件能同时实现这两种控制宏程序，可在参数设置页面（图7或图8）中，通过修改“控制程序选择”参数来进行切换。本机用泵控制程序。6.2.1用于泵控制时的参数设置主板设置见附件。图7 泵控制程序参数设置页面在泵控制程序的主界面下，长按“参数设置”键，通过密码进入“泵控制程序参数设置”页面，如图6所示。按“上翻”、“下翻”键选择需设定

17、的参数，按“确定”键后，选中的参数状态条变为红色，此时在设定值框内输入正确的数值，再次按“确定”键，使状态条恢复为绿色。所有参数设置完毕后按“返回”键退出参数设置页面回到主页面。表2 泵控制程序参数序号参数名称设定范围出厂值说明1给定转矩01002变频器在增压时候的给定转矩2空载转矩010080变频器空载时的给定转矩3时间元素4电机额定功率0500400按照电机铭牌填写5电机额定电流03501866电机额定转速0180014807控制方式选择0/100对应标量控制，1对应DTC控制8最小速度值012009漏电闭锁功能0/100对应功能有效，每次上电后检测是否漏电1对应功能无效10使用压力传感器

18、0/110对应功能有效，没有冷却水不运行启动1对应功能无效11外部控制使能0/100对应键盘控制1对应外部控制12手动/自动0/100对应手动调节输出1对应PID控制有效，自动调整电机频率，以恒定泵压力13正转/反转0/100对应正转1对应反转14加减速时间10 120S60变频器加减速时间设定15控制程序选择0/100对应液压泵站控制程序1对应皮带控制程序7安装、调试7.1入井前调试设备应在地面通电测试后，再入井。一般采用标量、近控单机模式，变频器应输出无异常，另外所有对外控制端口应一一测试。7.2现场安装变频器的现场布置注意尽量缩短变频器到电机的距离，即变频器尽可能的靠近电机放置。变频器输

19、出电缆与输入电缆不能平行布置，并减少交叉的次数，防止对电网的干扰。本设备配有电抗器箱。对外控制电缆（包含通讯电缆）应单独布线，并使用屏蔽双绞电缆，以抑制干扰。7.3外部控制端口接线7.3.1 输入端口1）外部起停控制端口：X10-6、 X10-7。系统可提供中式先导、英式先导两种先导控制方式。系统默认使用简单逻辑先导方式，如图9-b所示，若需使用复杂逻辑先导方式（如图9-a所示），需将先导模块内部的两根导线短接。简单逻辑先导回路在控制端串接一只二极管（注意方向），防止电缆短路造成的误启动。复杂逻辑先导回路的操作时序为：启动时序：按下K1两秒，释放，1分钟内按下K2并释放，即可启动变频器。停止时

20、序：按下K1大于1秒。图9-a 复杂逻辑先导回路图9-b 简单逻辑先导回路2）X13-4、X13-6为外部急停端口：若断开两端口，系统立即进入急停状态。若不使用外部急停功能，此端口必须短接。3）X13-5、X13-6为验带控制端口：皮带控制模式下，闭合此端口，启动变频器后，变频器以验带速度运行（验带速度值可在参数设计页面进行设置）。4）压力传感器（应用于液压泵站时接压力传感器）端口：X12-2为压力传感器的正极，负极接X12-6。当用于调节泵时通过压力传感器检测的值与设定值进行比较，从而调节泵电机转速来调节压力大小。5）温度传感器端口：X12-3、 X12-4、 X12-5为PT100输入接口

21、，PT100放在水箱中用来检测水箱温度，从而控制补水电磁阀的开关状态。X12-3接PT100的一端，PT100的另一端和与它短接的线路补偿线分别接在X12-4和X12-5上。不用时用120欧姆电阻短接。6）电机温保接点: 输出接线腔X3-1和X3-2为电机温度保护接点，不用时短接。7.3.2 输出端口1）运行信息端口：X18-2（常闭），X18-3（公共），X18-4（常开），当变频器运行时吸合，不运行则释放。2）故障继电器输出：X16-2、 X16-3为常开接点，当发生故障后此接点闭合。3）风机控制端口：X16-4、X16-5为常开接点，在本产品中，此端口用于工频电机的启动信号输出。4）泵控

22、制端口：X16-6、 X16-7为常开接点，用于控制循环水泵的启动与停止。5）换水继电器端口：X17-2（常闭），X17-3（公共），X17-5（常开），运行过程中当检测到水箱温度超过设定值后，此继电器吸合打开换水电动阀。图10 水箱方案换水电动阀接线图7.3.3通讯端口本产品配有标准modbu RTU通信接口： X18-7为485A，X18-6为485B;此接口连接北京天玛的控制器的modbus接口，主要功能是接受天玛控制器给定的增压值、泄压值以及为天玛控制器提供变频器的状态信息。7.4通电运行前的检查初次运行前，做如下检查：1）接线是否正确，切勿将电源接到变频器的输出端U、V、W上，检查接

23、地（包括控制线和通讯线）是否良好；2）检查端子接线及裸露部分，电气间距及爬电间距应满足要求；3）端子、接头及螺钉是否松动；4）电机与机械设备是否脱开；5）冷却水路管路连接是否正确（管路连接见附录D或E），水流是否正常。7.5试运行合上隔离开关，变频器控制部分有电，变频器显示屏画面点亮。系统自带两套应用程序，一套用于液压泵站的控制，另一套用于皮带的控制，若当前的程序与实际控制对象不符，可进入参数设置页面进行调整。若有特殊需求，可另行设计。当显示屏画面显示主画面（图5或图6）后，根据现场状况设定变频器参数，并选定“DTC”输出模式和“正转”。显示窗信号和显示屏画面显示正常后启动变频器，即自动进入辨

24、识阶段，等待辨识完成（大约1分钟）。再次启动变频器，观察电机运转方向与要求方向是否一致，若电机运行方向与要求方向不一致时，应调换变频器输出接线的任意两相使电机运行方向与正常工作方向一致。参数设置页面中的“正转”和“反转”代表设定的电机运行方向，当变频器调试完成后，严禁改变此设定值！ 试运行过程中，若发现异常振动、加减速异常或异常声音，应立即停机，查找原因。8北京天玛乳化液典型应用与操作请正确设置变频器电机参数等数据，并按照变频器提供的外部接口与天玛的控制器完成对接（外部起停控制端口、压力传感器接口、风机控制输出端口、modbus通信接口）。现场通过外部控制的方式由天玛控制器控制变频器的运行。变

25、频器会自动根据压力传感器所采集压力的数值，与系统设定的增压值和泄压值进行比较来调节变频器的输出转矩。如果modbus总线没有连接或者通信中断，变频器自动根据默认增压值（290bar）和泄压值（295bar）自动调节给定转矩，当压力值小于增压值时，变频器自动给定大转矩（给定转矩），电动机增速，当压力值大于泄压值时，变频器自动给定小转矩（2%额定转矩）。使电动机降速。如果modbus总线通信正常，天玛的控制器会通过总线给定变频器一个增压值与泄压值，变频器会根据总线给定的增压值与泄压值自动调节给定转矩，如果通信中断1min，变频器会自动恢复成默认的增压值与泄压值。具体给定地址以及通信协议见附件。此应

26、用的关键在于压力传感器的可靠性，所以应每班次都要检查压力传感器的准确性。9故障分析与排除9.1故障及排除运行过程中当变频器出现急停故障时，显示屏上对应的急停故障显示区将显示具体的故障原因。变频器运行故障可通过故障信息代码（附录A），查找具体故障及解决办法。除急停故障外，下表中还列出了变频器可能出现的几种故障及处理方法。表4 常见故障表序号故障现象故障原因及处理方法1温度传感器故障接线是否有误；温度传感器是否良好2压力传感器故障接线是否有误；压力传感器是否良好3电机绝缘故障检查电机绝缘；漏电闭锁模块是否良好4电机温保电机温度过高；温保线是否出现开路5按键粘联检查按键6键盘丢失内部总线出现问题，请

27、联系厂家7充电失败输入电压过低；充电电阻或充电接触器损坏8接点数量错误主从通讯时，参数设置的开关站点数量与实际不符9站号冲突主从连接的各站点，站号出现冲突变频器出现故障，应及时切断变频器进线电源，断电20分钟后打开变频器，根据故障类型检查可能出现故障的部位，查看导线连接是否正常，各电气元件、线路是否有损坏现象，故障处理后方可重新上电运行。如不能解决则应上井检修，必要时可通知厂家现场指导检修。9.2影响前级馈电保护单元误保护实践证明，由老式模拟电路实现的馈电保护单元抗干扰能力较差，在变频器启动或加速过程中导致误掉电，建议使用带PLC的数字式馈电设备，如泰安众诚生产的馈电设备。另外，为防止变频器输

28、出电缆对前级设备的干扰，应避免输出电缆与输入电缆交叉在一起。9.3导致其它通讯系统工作异常工作现场使用的通讯系统，根据厂家的不同，质量也参差不齐。个别的通讯系统抗干扰能力较差，甚至无法使用，我们给出以下建议：1） 变频器负荷电缆采用屏蔽电缆；2） 增加变频器输出电缆与通讯电缆的距离，避免平行布置；3） 优化通讯系统。10保养维护保养周期：1个月。若发现变频器运行异常（如拖动无力或中途停机等），应及时检查。维护保养具体内容如下：10.1检查接地是否良好按照煤矿安全规程执行。10.2冷却系统是否正常检查水冷系统是否良好。若出现水道堵塞应及时清理，通过出水口观察流量，判断水冷系统是否良好，还可以通过

29、检查历史故障中是否有超温故障或在运行过程中观察温度上升状况，来判断冷却系统的正常与否。10.3内部是否有积水，更换干燥剂安装变频器的隔爆箱体内必须放置干燥剂（在转轴面板上工具箱内部左侧）。潮湿性气体会导致变频器结露或金属部分生锈，而在结露或生锈的情况下运行变频器将会有炸机的危险。检查处理措施有：1）若发现有结露或积水现象，应清理干净并烘干；2）即使没有结露或积水现象，也应在保养的同时更换干燥剂。10.4内部是否有灰尘检查功率器件和电路板上是否有灰尘，若有应及时清理，同时应注意机械防护和静电防护。10.5检查主接线端子是否压接牢靠10.6故障记录对近期出现的警告及故障信息进行记录，用以判断此台变

30、频器的良好状态与否，同时这些信息应记录备案。11运输、贮存运输过程中木箱不得倒置、倒放，不得遭受强烈的颠簸、震动、碰撞及雪、雨的侵袭。变频器应放在空气流通、干燥、无破坏绝缘介质的仓库中。12开箱及检查1）检查包装箱标识产品和型号，是否与所购产品一致； 2）开箱前，检查家具包装是否完好发；3）对照内部附带的发货清单，检查所有物品是否齐全。13质量保证及订货须知13.1质量保证1）本产品到货10个月或开始使用8个月（以先到时间为准）为保质期，保质期内出现质量问题由厂方免费更换维修。2）由于用户保管使用不当，擅自拆卸造成损坏，不在免费更换范围内。3）售后服务：公司对用户提供免费技术培训；免费指导安装

31、调试及技术支持。13.2订货须知订货请注明额定参数、数量及技术要求，具体订货号请参考随机附带的备件清单。附录A：故障信息代码故障代码故障原因处理方法ACS 800 TEMP（4210）传动的IGBT温度过高。故障跳闸极限为100%。检查环境条件，检查通风状况和风机状况。检查散热器的散热片，进行灰尘清扫。COMM MODULE（7510）传动单元和主机之间通讯丢失。检查现场总线的通讯状态。检查参数设置、组52。检查主机是否能够通讯。CTRL B TEMP（4110）控制板温度高于88。检查环境条件。检查空气流向。检查主风机和附加冷却风扇。CURR MEAS（2211）输出电流测量回路出现的电流互感器故障。检查电流互感器到INT主回路接口板的连接。D