西門子變頻器接線規(guī)范: 信號線與動力線必須分開走線:使用模擬量信號進(jìn)行遠(yuǎn)程控制變頻器時,為了減少模擬量受來自變頻器和其它設(shè)備的干擾,請將控制變頻器的信號線與強(qiáng)電回路(主回路及順控回路)分開走線。距離應(yīng)在30cm以上。即使在控制柜內(nèi),同樣要保持這樣的接線規(guī)范。該信號與變頻器之間的控制回路線最長不得超過50m。
西門子變頻器英文名:SIEMENS 有以下常用型號:
矢量型 MicroMastMM440 節(jié)能型 MicroMastMM430 基本型 MicroMastMM420 緊湊型 MicroMastMM410 工程型 6SE70 經(jīng)濟(jì)型SINAMICS V10系列 |
信號線與動力線必須分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內(nèi)部:連接PLC和變頻器的信號線如果不放置在金屬管道內(nèi),極易受到變頻器和外部設(shè)備的干擾;同時由于變頻器無內(nèi)置的電抗器,所以變頻器的輸入和輸出級動力線對外部會產(chǎn)生極強(qiáng)的干擾,因此放置信號線的金屬管或金屬軟管一直要延伸到變頻器的控制端子處,以保證信號線與動力線的徹底分開。
1) 模擬量控制信號線應(yīng)使用雙股絞合屏蔽線,電線規(guī)格為0.75mm2。在接線時一定要注意,電纜剝線要盡可能的短(5-7mm左右),同時對剝線以后的屏蔽層要用絕緣膠布包起來,以防止屏蔽線與其它設(shè)備接觸引入干擾。
2) 為了提高接線的簡易性和可靠性,推薦信號線上使用壓線棒端子。
變頻器的設(shè)定參數(shù)多,每個參數(shù)均有一定的選擇范圍,使用中常常遇到因個別參數(shù)設(shè)置不當(dāng),導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。
控制方式:即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根據(jù)控制精度,需要進(jìn)行靜態(tài)或動態(tài)辨識。
最低運(yùn)行頻率:即電機(jī)運(yùn)行的最小轉(zhuǎn)速,電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時,其散熱性能很差,電機(jī)長時間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下,會導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時,其電纜中的電流也會增大,也會導(dǎo)致電纜發(fā)熱。
最高運(yùn)行頻率:一般的變頻器最大頻率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),這對普通電機(jī)來說,其軸承不能長時間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。
載波頻率:載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大,這和電纜的長度,電機(jī)發(fā)熱,電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。
電機(jī)參數(shù):變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率,這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。
跳頻:在某個頻率點(diǎn)上,有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象,特別在整個裝置比較高時;在控制壓縮機(jī)時,要避免壓縮機(jī)的喘振點(diǎn)。
西門子變頻器MicroMaster440
西門子變頻器MicroMaster440是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。
它采用高性能的矢量控制技術(shù),提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性,同時具備超強(qiáng)的過載能力,以滿足廣泛的應(yīng)用場合。創(chuàng)新的BiCo(內(nèi)部功能互聯(lián))功能有無可比擬的靈活性。
主要特征
200V-240V ±10%,單相/三相,交流,0.12kW-45kW; 380V-480V±10%,三相,交流,0.37kW-250kW;
矢量控制方式,可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制,閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制;
高過載能力,內(nèi)置制動單元;
三組參數(shù)切換功能。控制功能: 線性v/f控制,平方v/f控制,可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制,磁通電流控制免測速矢量控制,閉環(huán)矢量控制,閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制,節(jié)能控制模式;
標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu),標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試軟件;
數(shù)字量輸入6個,模擬量輸入2個,模擬量輸出2個,繼電器輸出3個;
獨(dú)立I/O端子板,方便維護(hù);
采用BiCo技術(shù),實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接;
內(nèi)置PID控制器,參數(shù)自整定;
集成RS485通訊接口,可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊;
具有15個固定頻率,4個跳轉(zhuǎn)頻率,可編程;
可實(shí)現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式;
在電源消失或故障時具有"自動再起動"功能;
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器,帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性;
快速電流限制(FCL),防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘;
有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能。
保護(hù)功能
過載能力為200%額定負(fù)載電流,持續(xù)時間3秒和150%額定負(fù)載電流,持續(xù)時間60秒;
過電壓、欠電壓保護(hù);
變頻器、電機(jī)過熱保護(hù);
接地故障保護(hù),短路保護(hù);
閉鎖電機(jī)保護(hù),防止失速保護(hù);
采用PIN編號實(shí)現(xiàn)參數(shù)連鎖。
西門子變頻器MicroMaster430
西門子變頻器MicroMaster430是全新一代標(biāo)準(zhǔn)變頻器中的風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專家。功率范圍7.5kW至250kW。它按照專用要求設(shè)計(jì),并使用內(nèi)部功能互聯(lián)(BiCo)技術(shù),具有高度可靠性和靈活性。控制軟件可以實(shí)現(xiàn)專用功能:多泵切換、手動/自動切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測、節(jié)能運(yùn)行方式等。
主要特征:
380V-480V±10%,三相,交流,7.5kW-250kW;
風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專用;
牢固的EMC(電磁兼容性)設(shè)計(jì);
控制信號的快速響應(yīng);
控制功能:
線性v/f控制,并帶有增強(qiáng)電機(jī)動態(tài)響應(yīng)和控制特性的磁通電流控制(FCC),多點(diǎn)v/f控制;
內(nèi)置PID控制器;
快速電流限制,防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘;
數(shù)字量輸入6個,模擬量輸入2個,模擬量輸出2個,繼電器輸出3個;
具有15個固定頻率,4個跳轉(zhuǎn)頻率,可編程;
采用BiCo技術(shù),實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接;
集成RS485通訊接口,可選PROFIBUS-DP通訊模塊;
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器,可選平滑功能;
三組參數(shù)切換功能:電機(jī)數(shù)據(jù)切換,命令數(shù)據(jù)切換;
風(fēng)機(jī)和泵類專用功能:
多泵切換 ;
旁路功能;
手動/自動切換;
斷帶及缺水檢測 ;
節(jié)能方式;
保護(hù)功能:
過載能力為140%額定負(fù)載電流,持續(xù)時間3秒和110%額定負(fù)載電流,持續(xù)時間60秒;
過電壓、欠電壓保護(hù);
變頻器過溫保護(hù);
接地故障保護(hù),短路保護(hù);
I2t電動機(jī)過熱保護(hù);
PTC Y電機(jī)保護(hù)。
西門子變頻器MicroMaster420
西門子變頻器MicroMaster420是全新一代模塊化設(shè)計(jì)的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它友好的用戶界面,讓你的安裝、操作和控制象玩游戲一樣靈活方便。全新的IGBT技術(shù)、強(qiáng)大的通訊能力、精確的控制性能、和高可靠性都讓控制變成一種樂趣。
主要特征:
200V-240V ±10%,單相/三相,交流,0.12kW-5.5kW;
380V-480V±10%,三相,交流,0.37kW-11kW;
模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),具有最多的靈活性;
標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)訪問結(jié)構(gòu),操作方便。
控制功能:
線性v/f控制,平方v/f控制,可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制;
磁通電流控制(FCC),可以改善動態(tài)響應(yīng)特性;
最新的IGBT技術(shù),數(shù)字微處理器控制;
數(shù)字量輸入3個,模擬量輸入1個,模擬量輸出1個,繼電器輸出1個;
集成RS485通訊接口,可選PROFIBUS-DP通訊模塊/Device-Net模板;
具有7個固定頻率,4個跳轉(zhuǎn)頻率,可編程;
捕捉再起動"功能;
在電源消失或故障時具有"自動再起動"功能;
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器,帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性;
快速電流限制(FCL),防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘;
有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能;
采用BiCo技術(shù),實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接。
保護(hù)功能:
過載能力為150%額定負(fù)載電流,持續(xù)時間60秒;
過電壓、欠電壓保護(hù);
變頻器過溫保護(hù);
接地故障保護(hù),短路保護(hù);
I2t電動機(jī)過熱保護(hù);
采用PTC通過數(shù)字端接入的電機(jī)過熱保護(hù);
采用PIN編號實(shí)現(xiàn)參數(shù)連鎖;
閉鎖電機(jī)保護(hù),防止失速保護(hù)。
西門子變頻器G120系列模塊化設(shè)計(jì),可靈活擴(kuò)展
面向未來的驅(qū)動理念,用戶可以在同一變頻器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)不斷的創(chuàng)新。出眾的維護(hù)和維修友好性。 應(yīng)用:靈活驅(qū)動,適用于各種應(yīng)用完全集成的安全保護(hù)功能,全球首款具有SS1和SLS功能的產(chǎn)品。 基于集成化的安全保護(hù)技術(shù),設(shè)備運(yùn)行更安全,操作更簡便。 由于集成了安全保護(hù)功能,使具有安全保護(hù)的自動化和驅(qū)動系統(tǒng)的購建費(fèi)用大大降低。也有效的保證了人機(jī)安全。應(yīng)用:生產(chǎn)機(jī)械(包裝機(jī)、紡織機(jī)),材料運(yùn)輸機(jī)械等。
PROFIBUS和PROFINET總線標(biāo)準(zhǔn)——全球首次將這兩種總線通訊直接集成在變頻器中。
更多節(jié)點(diǎn),多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,具有更高的性能PROFIBUS和PROFINET的優(yōu)點(diǎn)不見在于它是被眾多用戶廣泛使用的總線,而且表現(xiàn)在其優(yōu)化的工程和組態(tài)結(jié)構(gòu)。它們使成熟的IT技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,并使辦公工具應(yīng)用在工業(yè)控制中。
應(yīng)用:遠(yuǎn)程控制生產(chǎn)機(jī)線和傳動設(shè)備(例如汽車工業(yè))。
再生能量回饋能力:該輸出功率范圍內(nèi)全球獨(dú)一無二。
節(jié)能,節(jié)省空間,無需制動電阻。采用創(chuàng)新的功率模塊,可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的能量回饋。全功率段都能實(shí)現(xiàn)換相整流,不產(chǎn)生任何系統(tǒng)干擾。而且所需線電流最小,與常規(guī)變頻器相比,降低到80%。
應(yīng)用:適用于車輛運(yùn)輸、離心機(jī)以及其它具有高慣性矩的生產(chǎn)機(jī)器的驅(qū)動。
采用全新冷卻概念,魯棒性大大增強(qiáng)。
通過外部散熱片冷卻功率模塊,散熱效率高。
功率部分的散熱全部由外部散熱片來完成,電子部分的冷卻則通過系統(tǒng)對流,這使其可用于更加苛刻的氣候環(huán)境。電子部分增加了牢固的涂層。
應(yīng)用:可用于氣候條件苛刻、具有空氣污染的應(yīng)用場合(例如紡織工業(yè))
提供690V可選型
應(yīng)用:標(biāo)準(zhǔn)的輸入電壓適合基本工業(yè)和過程工業(yè)的應(yīng)用
西門子變頻器6SE70
西門子電氣傳動有限公司對于6SE70 書本型和裝機(jī)裝柜型裝置提供電壓等級為400V 的產(chǎn)品,對6SE71 變頻調(diào)速柜提供電壓等級為400V、500V、690V 全功率范圍的產(chǎn)品。
概述
應(yīng)用1
工程型傳動的最佳解決方案SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制的變頻器是具有IGBT 逆變器、全數(shù)字技術(shù)的有電壓中間回路的變頻器。它同西門子三相交流電動機(jī)一起為所有工業(yè)領(lǐng)域和所有應(yīng)用場合提供高性能、最經(jīng)濟(jì)的解決方案。
SIMOVERT MASTERDRIVES基于系統(tǒng)的傳動技術(shù),一種通用和模塊式的標(biāo)準(zhǔn)系列裝置
SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制系列變頻器是全系列通用和模塊化的產(chǎn)品:
· 標(biāo)準(zhǔn)裝置功率范圍從0.55 kW~ 2300 kW。
· 覆蓋全球的三相交流電網(wǎng)電壓,380 V~ 690 V。
· 按照使用場合及所需功率,可做成4 種結(jié)構(gòu),即增強(qiáng)書本型、書本型、裝機(jī)裝柜型及變頻調(diào)速柜。
· 模塊化的硬件、軟件使其能夠達(dá)到精確配合、最經(jīng)濟(jì)的解決方案。
同電機(jī)側(cè)最佳性能的閉環(huán)矢量控制相適應(yīng),SIMOVERTMASTERDRIVES AFE (ActiveFront End) 裝置通過一個主動的(active)面向電網(wǎng)角度的矢量控制確保最佳的電能供應(yīng)。
SIMOVERT MASTERDRIVESAFE裝置有如下特性:
· 控制系統(tǒng)對電網(wǎng)可以有任意的擾動,即有一個最佳的綜合功率因數(shù),
· 在電網(wǎng)電壓瞬時跌落或故障時,有防止傳動系統(tǒng)顛覆功能,
· 能進(jìn)行無功功率補(bǔ)償,
· 四象限工作方式。
MASTERDRIVES裝置做成:
· 接到交流三相電網(wǎng)上的變頻器,
· 接到直流母線上的逆變器,
· 向直流母線提供電源的整流單元。多種系統(tǒng)元件和附件擴(kuò)展了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。
SIMOVERT MASTERDRIVES合理的方案
SIMOVERT MASTERDRIVES一貫地共同遵守相同的設(shè)計(jì)原則。在所有功率范圍中的裝置(變頻器、逆變器)和系統(tǒng)元件(整流單元、制動單元)都有一個統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和相同的接線系統(tǒng)。它們能以任何方式組合并能并列安以滿足傳動系統(tǒng)各種要求。
做為系統(tǒng)模塊,該產(chǎn)品可用于建立單獨(dú)傳動、成組傳動或多電機(jī)傳動的最佳傳動系統(tǒng)。
用戶指定方案
功率范圍從0.55kW ~ 6000 kW的柜體和系統(tǒng)的配置能夠滿足用戶使用要求。
應(yīng)用舉例:
· 多電機(jī)傳動(鋼鐵廠和軋機(jī),造紙機(jī)和塑料薄膜工業(yè))和
· 單獨(dú)傳動
-匹配設(shè)計(jì)(如船傳動)
-用于試驗(yàn)臺(如具有低電網(wǎng)壓力的Active Front End)。
內(nèi)控參數(shù)設(shè)定
1 出廠參數(shù)設(shè)定
P053=7 允許CBP+PMU+PC 機(jī)修改參數(shù)
P60=2 固定設(shè)置,參數(shù)恢復(fù)到缺省
P366=0 PMU 控制
P970=0 啟動參數(shù)復(fù)位
執(zhí)行參數(shù)出廠設(shè)置,只是對變頻器的設(shè)定與命令源進(jìn)行設(shè)定,P366 參數(shù)選擇不同,變頻器的
設(shè)定和命令源可以來自端子,OP1S,PMU。電機(jī)和控制參數(shù)未進(jìn)行設(shè)定,不能實(shí)施電機(jī)調(diào)試。
2 簡單參數(shù)設(shè)定
P60=3 簡單應(yīng)用參數(shù)設(shè)置,在上述出廠參數(shù)設(shè)置的基礎(chǔ)上,本應(yīng)用設(shè)定電機(jī)控制參數(shù)
P071 進(jìn)線電壓(變頻器400V AC / 逆變器540V DC)
P95=10 IEC 電機(jī)
P100=1 V/F 開環(huán)控制
3 不帶編碼器的矢量控制
4 帶編碼器的矢量控制
P101 電機(jī)額定電壓
P102 電機(jī)額定電流
P107 電機(jī)額定頻率HZ
P108 電機(jī)額定速度RPM
P114=0
P368=0 設(shè)定和命令源為PMU+MOP
P370=1 啟動簡單應(yīng)用參數(shù)設(shè)置
P60=0 結(jié)束簡單應(yīng)用參數(shù)設(shè)置
執(zhí)行上述參數(shù)設(shè)定后,變頻器自動組合功能圖連接和參數(shù)設(shè)定。P368 選擇的功能圖見手
冊S0-S7,P100 選擇的功能圖見手冊R0-R5。電機(jī)控制效果非最優(yōu)。
3 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置
P60=5
P115=1 電機(jī)模型自動參數(shù)設(shè)置,根據(jù)電機(jī)參數(shù)設(shè)定自動計(jì)算
P130=10 無編碼器
11 有編碼器 (P151 編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù))
P350=電流量參考值A(chǔ)
P351=電壓量參考值V
P352=頻率量參考值HZ
P353=轉(zhuǎn)速量參考值1/MIN
P354=轉(zhuǎn)矩量參考值NM
P452=正向旋轉(zhuǎn)最大頻率或速度%(100%=P352,P353)
P453=反向旋轉(zhuǎn)最大頻率或速度%(100%=P352,P353)
P60=1 回到參數(shù)菜單,不合理的參數(shù)設(shè)置導(dǎo)致故障
4 補(bǔ)充參數(shù)設(shè)定如下
P128=最大輸出電流A
P571.1=6 PMU 正轉(zhuǎn)
P572.1=7 PMU 反轉(zhuǎn)
P462.1=2 從靜止加速到參考頻率的時間, P463=0(單位為秒S)
P464.1=2 從參考頻率減速到靜止的時間, P465=0(S)
P643.1=10V×電機(jī)最高頻率/頻率表最大指示
P643.2=10V×電機(jī)最大電流/電流表最大指示
P492=150% 電機(jī)轉(zhuǎn)矩正限幅
P498=-150% 電機(jī)轉(zhuǎn)矩負(fù)限幅
P602=1s 預(yù)勵磁時間
P278=100% 無編碼器速度控制中,所需最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩
P383=1000s 電機(jī)熱時間常數(shù)
P384.1=150,P384.2=200 電機(jī)過載報警和停機(jī)門檻值。
5 調(diào)試說明
先將P100=3, P130=11 電機(jī)旋轉(zhuǎn),校驗(yàn)編碼器的反饋波形是否正確
編碼器波形正確的前提下,設(shè)定P100=4,P130=11,P151=1024。進(jìn)行P115=2,4,5 的參數(shù)
優(yōu)化,保證編碼器矢量控制的穩(wěn)定運(yùn)行。
P115=2 靜止?fàn)顟B(tài)電機(jī)辨識
P115=4 空載測試
P536=50% 速度環(huán)優(yōu)化快速響應(yīng)指標(biāo)
P115=5 速度調(diào)節(jié)器優(yōu)化
輸入三個參數(shù)后均需按合閘按鈕啟動優(yōu)化過程,該優(yōu)化只適用于100=3,4 的控制方式。
輔助功能設(shè)置
1 相關(guān)參數(shù)設(shè)定
P653.1=0 禁止開關(guān)量端子5 輸出功能,允許開關(guān)量輸入功能
P654.1=0 禁止開關(guān)量端子6 輸出功能,允許開關(guān)量輸入功能 ;
P651=B106 端子3 輸出故障信號
通訊字第三個字組成:
U952.91=2 起動自由功能塊91
U80.01=20 端子8 風(fēng)機(jī)就緒
U80.03=22 端子9 外控有效
U80.04=B18 端子7 抱閘準(zhǔn)備好
零速定義:
P795=KK148 選擇需要比較的實(shí)際值的源
P796=2% 轉(zhuǎn)速大于或等于2%時狀態(tài)字bit10 為1
P797=1% 回環(huán)寬度,比較頻率滯后值
P798=0.1s 延遲時間
2 抱閘功能參數(shù)設(shè)定
U953.48=2 使能制動功能塊
P605=2 帶抱閘反饋的控制功能使能
P561=278 逆變器使能控制
P564=277 設(shè)定值允許控制
P652=275 從端子4 輸出控制抱閘開閉
P613=17 抱閘閉合反饋
P612=16 抱閘打開反饋
P615=148 實(shí)際速度作為抱閘控制源2
P616=1.5 最高速度的1.5%作為抱閘門限值,此參數(shù)設(shè)定要大于P800 參數(shù)設(shè)定
P800=0.5 實(shí)際速度的0.5%作為裝置封鎖門限
P607=0.2 抱閘接觸器反饋動作延時
P617=0 抱閘信號延時
P801=0.2S
P610=184
P556.01=18 抱閘開閉準(zhǔn)備好作為電機(jī)啟動必要條件(端子101:7,0=OFF2)
P611=0 轉(zhuǎn)矩門檻值設(shè)定
外控參數(shù)設(shè)定
所有上述參數(shù)設(shè)定要在內(nèi)控狀態(tài)下設(shè)定完成。
P362=12 將第一個電機(jī)數(shù)據(jù)組MDS 拷貝到第二個電機(jī)數(shù)據(jù)組
P363=12 將第一個BICO 數(shù)據(jù)組拷貝到第二個BICO 數(shù)據(jù)組
P364=12 將第一個功能數(shù)據(jù)組拷貝到第二個功能數(shù)據(jù)組
功能數(shù)據(jù)組選擇
P576.01=P576.02=22 內(nèi)外控參數(shù)選擇
P578.01=P578.02=22 內(nèi)外控參數(shù)選擇
P590 =22 內(nèi)外控參數(shù)選擇
外控命令組參數(shù)設(shè)定
P443.B(01)=58 P443.B(02)=3002 內(nèi)外控速度設(shè)定
P554.B(01)=5 P554.B(02)=3100 控制字的源
P571.B(01)=6, P571.B(02)=1 正轉(zhuǎn)給定的源
P572.B(01)=7, P572.B(02)=1 反轉(zhuǎn)給定的源
P555.2=14 外部急停命令
P384.1=130%, P384.2=150%
通訊參數(shù)設(shè)定
P60=4 通訊板配置
P712=2 PPO TYPE(1,2,3,4,5) 2 : 4PKW+6PZD
P722=0 禁止通訊故障
P918 總線地址
P60=1 返回參數(shù)菜單
傳動反饋到PLC 的通訊字設(shè)定
P734.1=32 裝置狀態(tài)字1
P734.2=148 傳動的速度反饋
P734.3=433 端子狀態(tài)(風(fēng)機(jī)/內(nèi)外控)
操作人員必須熟悉西門子變頻器的基本工作原理、功能特點(diǎn),具有電工操作常識。在對變頻器日常維護(hù)之前,必須保證設(shè)備總電源全部切斷;并且在變頻器顯示完全消失的3-30分鐘(根據(jù)變頻器的功率)后再進(jìn)行。應(yīng)注意檢查電網(wǎng)電壓,改善變頻器、電機(jī)及線路的周邊環(huán)境,定期清除變頻器內(nèi)部灰塵,通過加強(qiáng)設(shè)備管理最大限度地降低變頻器的故障率。
(1)冷卻風(fēng)扇
變頻器的功率模塊是發(fā)熱最嚴(yán)重的器件,其連續(xù)工作所產(chǎn)生的熱量必須要及時排出,一般風(fēng)扇的壽命大約為20kh~40kh。按變頻器連續(xù)運(yùn)行折算為3~5年就要更換一次風(fēng)扇,避免因散熱不良引發(fā)故障。
(2)濾波電容
中間電路濾波電容:又稱電解電容,該電容的作用:濾除整流后的電壓紋波,還在整流與逆變器之間起去耦作用,以消除相互干擾,還為電動機(jī)提供必要的無功功率,要承受極大的脈沖電流,所以使用壽命短,因其要在工作中儲能,所以必須長期通電,它連續(xù)工作產(chǎn)生的熱量加上變頻器本身產(chǎn)生的熱量都會加速其電解液的干涸,直接影響其容量的大小。正常情況下電容的使用壽命為5年。建議每年定期檢查電容容量一次,一般其容量減少20%以上應(yīng)更換。
(3)防腐劑的使用
因一些公司的生產(chǎn)特性,各電氣mcc室的腐蝕氣體濃度過大,致使很多電氣設(shè)備因腐蝕損壞(包括變頻器)。
為了解決以上問題可安裝一套空調(diào)系統(tǒng),用正壓新鮮風(fēng)來改善環(huán)境條件。為減少腐蝕性氣體對電路板上元器件的腐蝕,還可要求變頻器生產(chǎn)廠家對線路板進(jìn)行防腐加工,維修后也要噴涂防腐劑,有效地降低了變頻器的故障率,提高了使用效率。
(4)給變頻器除塵:變頻器根據(jù)使用環(huán)境的不同,應(yīng)定期檢查散熱通道、及電路板中有無積累灰塵,一般每半年清理一次,至少也要一年清理一次,以確保變頻器散熱良好,使其避免因散熱不良而引發(fā)故障。
在保養(yǎng)的同時要仔細(xì)檢查變頻器,定期送電,帶電機(jī)工作在2hz 的低頻約10分鐘,以確保變頻器工作正常。
由于西門子變頻器在中國市場的一個龐大的銷售量,在使用中必然會碰到許多問題,以下我們就西門子變頻器的一些常見故障在這里和廣大使用者做一個探討:
西門子變頻器應(yīng)該是進(jìn)入中國市場較早的一個品牌,所以有些老的產(chǎn)品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用戶在使用,我們先就這兩個系列產(chǎn)品的常見故障做一分析。對于MICRO MASTER系列變頻器我們最常見的故障就是通電無顯示,該系列變頻器的開關(guān)電源采用了一塊UC2842芯片作為波形發(fā)生器,該芯片的損壞會導(dǎo)致開關(guān)電源無法工作,從而也無法正常顯示,此外該芯片的工作電源不正常也會使得開關(guān)電源無法正常工作。對于MIDI MASTER系列變頻器我們較常見的故障主要有驅(qū)動電路的損壞,以及IGBT模塊的損壞,MIDI MASTER的驅(qū)動電路是由一對對管去驅(qū)動IGBT模塊的,而這對管也是最容易損壞的元器件,損壞原因常由于IGBT模塊的損壞,而導(dǎo)致高壓大電流竄入驅(qū)動回路,導(dǎo)致驅(qū)動電路的元器件損壞。
對于6SE70系列變頻器,由于質(zhì)量較好,故障率明顯降低,我們經(jīng)常會碰到的故障現(xiàn)象有F008(直流電壓低),由于是直接通過電阻降壓來取得采樣信號,所以故障F008的出現(xiàn)主要是由于采樣電阻的損壞而導(dǎo)致的。此外我們還會碰到F025,F026,F027,關(guān)于輸入相缺失的報警,故障原因一是由于6SE70系列本身帶有輸入相檢測功能,輸入檢測電路的損壞會導(dǎo)致輸入缺相報警,如排除此故障原因,報警信號還不能消除,那故障很有可能就是CU板的損壞了。此外F011(過電流)故障也是一個常見的故障,電流傳感器的損壞是引起此故障的原因之一,此外我們在維修中經(jīng)常會碰到驅(qū)動電路和開關(guān)電源上的一些貼片的濾波電容的損壞也會引起F011報警. 我們要特別注意由于這種原因而引起的故障報警。
對于ECO的變頻器,我們碰到最多的就是電源板的燒壞以及功率模塊的損壞,引起的原因也主要是由于強(qiáng)電側(cè)(功率模塊)與弱電側(cè)(驅(qū)動電路)沒有隔離電路,導(dǎo)致強(qiáng)電進(jìn)入了控制電路,引起驅(qū)動電路及開關(guān)電源大面積燒壞,此外預(yù)充電回路損壞也是常見故障(30KW以上),由于限流回路設(shè)計(jì)在交流輸入側(cè),只要有三相交流電源任意一路送電時有時序上的超前和滯后,都有可能引起自身一路或其余兩路充電時電流過大,而使得限流電阻和切入繼電器燒毀。F231故障也是ECO變頻器的一種常見故障,引起原因就是因?yàn)椴蓸与娮璧膿p壞。
常見故障分析:
1) 過流故障:過流故障可分為加速、減速、恒速過電流。其可能是由于變頻器的加減速時間太短、負(fù)載發(fā)生突變、負(fù)荷分配不均,輸出短路等原因引起的。這時一般可通過延長加減速時間、減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)、對線路進(jìn)行檢查。如果斷開負(fù)載變頻器還是過流故障,說明變頻器逆變電路已環(huán),需要更換變頻器。
2) 過載故障:過載故障包括變頻過載和電機(jī)過載。其可能是加速時間太短,電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時間、延長制動時間、檢查電網(wǎng)電壓等。負(fù)載過重,所選的電機(jī)和變頻器不能拖動該負(fù)載,也可能是由于機(jī)械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機(jī)和變頻器;如后者則要對生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修。
3) 欠壓:說明變頻器電源輸入部分有問題,需檢查后才可以運(yùn)行。
小結(jié):
1) 總之,在設(shè)計(jì)、安裝、使用變頻器時一定要遵從變頻器使用說明書的指導(dǎo)。
2) 各電氣設(shè)計(jì)人員,現(xiàn)場電氣調(diào)試人員可以在此基礎(chǔ)上完善此變頻器參考。
西門子變頻器故障分析及處理方法
一般來說,當(dāng)你遇到西門子變頻器故障時,再上電之前首先要用萬用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒有燒,線路板上有沒有明顯燒損的痕跡。
具體方法是:用萬用表(最好是用模擬表)的電阻1K檔,黑表棒接變頻器的直流端(-)極,用紅表棒分別測量變頻器的三相輸入端和三相輸出端的電阻,其阻值應(yīng)該在5K-10K之間,三相阻值要一樣,輸出端的阻值比輸入端略小一些,并且沒有充放電現(xiàn)象。然后,反過來將紅表棒接變頻器的直流端(+)極,黑表棒分別測量變頻器三相輸入端和三相輸出端的電阻,其阻值應(yīng)該在5K-10K之間,三相阻值要一樣,輸出端的阻值比輸入端略小一些,并且沒有充放電現(xiàn)象。否則,說明模塊損壞。這時候不能盲目上電,特別是整流橋損壞或線路板上有明顯的燒損痕跡的情況下尤其禁止上電,以免造成更大的損失。
如果以上測量西門子變頻器故障結(jié)果表明模塊基本沒問題,可以上電觀察。
(1) 上電后面板顯示[F231]或[F002](MM3變頻器),這種故障一般有兩種可能。常見的是由于電源驅(qū)動板有問題,也有少部分是因?yàn)橹骺匕逶斐傻模梢韵葥Q一塊主控板試一試,否則問題肯定在電源驅(qū)動板部分了。
(2) 上電后面板無顯示(MM4變頻器),面板下的指示燈[綠燈不亮,黃燈快閃],這種現(xiàn)象說明整流和開關(guān)電源工作基本正常,問題出在開關(guān)電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開路,可以用萬用表測量開關(guān)電源的幾路整流二極管,很容易發(fā)現(xiàn)問題。換一個相應(yīng)的整流二極管問題就解決了。這種問題一般是二極管的耐壓偏低,電源脈動沖擊造成的。
(3) 有時顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4),敲擊機(jī)殼或動一動面板和主板時而能正常,一般屬于接插件的問題,檢查一下各部位接插件。也發(fā)現(xiàn)有個別機(jī)器是因?yàn)榫€路板上的阻容元件質(zhì)量問題或焊接不良所致。
(4) 上電后顯示[-----](MM4),一般是主控板問題。多數(shù)情況下?lián)Q一塊主控板問題就解決了,一般是因?yàn)橥鈬刂凭€路有強(qiáng)電干擾造成主控板某些元件(如帖片電容、電阻等)損壞所至,我分析與主控板散熱不好也有一定的關(guān)系。但也有個別問題出在電源板上。
例如:重慶某水泥廠回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動用的一臺MM440-200kW變頻器,由于負(fù)載慣量較大,啟動轉(zhuǎn)距大,設(shè)備啟動時頻率只能上升到5Hz左右就再也上不去,并且報警[F0001]。客戶要求到現(xiàn)場服務(wù),我當(dāng)時考慮認(rèn)為:作為變頻器本身是沒有問題的,問題是客戶參數(shù)設(shè)置不當(dāng),用矢量控制方式,再正確設(shè)定電機(jī)的參數(shù)/模型就可以解決問題。又過了兩天客戶來電告訴我變頻器已經(jīng)壞了,故障現(xiàn)象是上電顯示[-----]。經(jīng)現(xiàn)場檢查分析,這種故障是因?yàn)橹骺匕宄鰡栴}造成的,因?yàn)橛脩粼诎惭b的過程中沒有嚴(yán)格遵循EMC規(guī)范,強(qiáng)弱電沒有分開布線、接地不良并且沒有使用屏蔽線,致使主控板的I/O口被燒毀。后來,我申請了維修服務(wù),SFAE的工程師去現(xiàn)場維修,更換了一塊主控板問題解決了。
(5) 上電后顯示正常,一運(yùn)行即顯示過流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣,一般這種現(xiàn)象說明IGBT模塊損壞或驅(qū)動板有問題,需更換IGBT模塊并仔細(xì)檢查驅(qū)動部分后才能再次上電,不然可能因?yàn)轵?qū)動板的問題造成IGBT模塊再次損壞!這種問題的出現(xiàn),一般是因?yàn)樽冾l器多次過載或電源電壓波動較大(特別是偏低)使得變頻器脈動電流過大主控板CPU來不及反映并采取保護(hù)措施所造成的。
還有一些特殊故障(不常見但有一些普遍意義,可以舉一反三,希望達(dá)到拋磚引玉的效果),例如:
(6) 有一臺變頻器(MM3-30KW),在使用的過程中經(jīng)常“無故”停機(jī)。再次開機(jī)可能又是正常的,機(jī)器拿到我這兒來以后,開始我也沒有發(fā)現(xiàn)問題所在。經(jīng)過較長時間的觀察,發(fā)現(xiàn)上電后主接觸器吸合不正常--有時會掉電,亂跳。查故障原因,結(jié)果發(fā)現(xiàn)是因?yàn)殚_關(guān)電源出來到接觸器線包的一路電源的濾波電容漏電造成電壓偏低,這時如果供電電源電壓偏高還問題不大,如果供電電壓偏低就會致使接觸器吸合不正常造成無故停機(jī)。
(7) 還有一臺西門子變頻器故障(MM4-22KW),上電顯示正常,一給運(yùn)行信號就出現(xiàn)[P----]或[-----],經(jīng)過仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速有些不正常,把風(fēng)扇拔掉又會顯示[F0030],在維修的過程中有時報警較亂,還出現(xiàn)過[F0021\F0001\A0501]等。在我先給了運(yùn)行信號然后再把風(fēng)扇接上去就不出現(xiàn)[P----],但是,接上一個風(fēng)扇時,風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是正常的,輸出三相也正常,第二個風(fēng)扇再接上時風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速明顯不正常。于是我分析問題在電源板上。結(jié)果是開關(guān)電源出來的一路供電濾波電容漏電造成的,換上一個同樣的電容問題就解決了。
(8)在某鋼鐵廠有一臺75kW的MM440變頻器,安裝好以后開始時運(yùn)行正常,半個多小時后電機(jī)停轉(zhuǎn),可是變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)信號并沒有丟失卻仍在保持,面板顯示[A0922]報警信息(變頻器沒有負(fù)載),測量變頻器三相輸出端無電壓輸出。將變頻器手動停止,再次運(yùn)行又回復(fù)正常。正常時面板顯示的輸出電流是40A-60A。過了二十多分鐘同樣的故障現(xiàn)象出現(xiàn),這時面板顯示的輸出電流只有0.6A左右。經(jīng)分析判斷是驅(qū)動板上的電流檢測單元出了問題,更換驅(qū)動板后問題解決。
總結(jié)以上,大的原器件如IGBT功率模塊出問題的比例倒是不多,正如我前面在西門子通用變頻器的特點(diǎn)里所說的,因?yàn)橐恍┑投说暮唵卧骷栴}和裝配問題引發(fā)的故障比例較多,如果有圖紙和零件,這些問題便不難解決而且費(fèi)用不高,否則解決這些問題還是不容易的。最簡單的辦法就是換整塊的線路板!
結(jié)束語:
西門子變頻器的設(shè)計(jì)水平同各品牌變頻器相比,功能強(qiáng)大,無可挑剔!如果再能從設(shè)計(jì)上就考慮到將來維修的方便性并在制造選材上提高一下零件的質(zhì)量是最為理想的了。
西門子變頻器整流單元的耐壓是1200V。若能使用耐壓1600V的整流單元,我認(rèn)為會大大提高穩(wěn)定性并降低故障率。
防干擾的措施有待加強(qiáng),西門子的變頻器有時會因?yàn)楦蓴_問題而把主控板或I/O端口燒了。在我擔(dān)任技術(shù)支持和維修的過程中,我感到只有不斷的學(xué)習(xí)豐富自己的業(yè)務(wù)技能,理論指導(dǎo)實(shí)踐,實(shí)踐再進(jìn)一步上升為理論,舉一反三不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),才能使自己的各方面知識不斷加強(qiáng),跟上快速發(fā)展的時代科技進(jìn)步的步伐。
所謂兵馬未動,糧草先行。開關(guān)電源電路提供變頻器的整機(jī)控制用電,是變頻器正常工作的先決條件。變頻器應(yīng)用的開關(guān)電源電路,為直一交一直型的逆變電路,是一種電壓和功率的變換器,將直流電壓和功率轉(zhuǎn)換為脈沖電壓,再整流成為另一種直流電壓。輸人、輸出電壓由開關(guān)變壓器相隔離,開關(guān)變壓器起到功率傳遞、電壓/電流變換的作用。開關(guān)變壓器為降壓變壓器。開關(guān)電源的特點(diǎn)如下:
1)開關(guān)電源的振蕩和調(diào)壓方式是利用改變脈沖寬度或周期來調(diào)整輸出電壓的,稱為時間比例控制,又分為PWM(調(diào)寬)和PFM(調(diào)頻)兩種控制方式。
2)從電路的能量轉(zhuǎn)換特性看,可分為正激和反激兩種工作方式。開關(guān)管飽和導(dǎo)通時, 二次繞組連接的整流器受反偏壓而截止,開關(guān)變壓器的一次繞組流入電流而儲能〈電磁轉(zhuǎn)換)。開關(guān)管截止時,二次繞組經(jīng)負(fù)載電路釋放電能(磁電轉(zhuǎn)換)。正激方式則與此相反, 實(shí)際應(yīng)用不多。
3)從開關(guān)變壓器的一次電路結(jié)構(gòu)來看,有分立元件構(gòu)成的和集成振蕩芯片構(gòu)成的兩種電路形式。因而從振蕩信號的來源看,又分為自激(分立零件)和他激式(IC電路)開關(guān)電源。兩種電路結(jié)構(gòu)都有應(yīng)用。
4)開關(guān)管有采用雙極型器件和采用場效應(yīng)晶體管的。
5)小功率變頻器采用單端正激式電路,大、中功率變頻器常采用雙端正激式電路。一般變頻器的開關(guān)電源,常提供以下幾種電壓輸出:CPU及附屬電路、控制電路、操作顯示面板的+5V供電;電流、電壓、溫度等故障檢測電路、控制電路的±15V供電;控制端子、工作繼電器線圈的24V供電。四路相互隔離的約為22V的驅(qū)動電路的供電,該四路供電往往又經(jīng)穩(wěn)壓電路處理成+15V、 -7.5V的正、負(fù)電源供驅(qū)動電路,為IGBT逆變輸出電路提供激勵電流。
任何電子設(shè)備,電源電路的故障率總是相當(dāng)高的一因其要提供整機(jī)的電源供應(yīng),負(fù)擔(dān)最重。變頻器的開關(guān)電源電路,形式上比較單一,結(jié)構(gòu)上也比較簡單。但是簡單電路也可能會產(chǎn)生疑難故障。開關(guān)電源的檢修不像線性電源那么直觀,電路的任一個小環(huán)節(jié)一振蕩、穩(wěn)壓、保護(hù)、負(fù)載等出現(xiàn)異常,都會使電路出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象。
上電后無反應(yīng),操作顯示面板無顯示,變頻器好像沒通電一樣。測量控制端子的控制電壓和10V頻率調(diào)整電壓都為0,測量變頻器主接線端子電阻正常,那么大致上可以斷定問題是出在開關(guān)電源電路了。
直流電動拖動和交流電動機(jī)拖動先后生于19世紀(jì),距今已有100多年的歷史,并已成為動力機(jī)械的主要驅(qū)動裝置。由于當(dāng)時的技術(shù)問題,在很長的一個時間內(nèi),需要進(jìn)行調(diào)速控制的拖動系統(tǒng)中則基本上采用的是直流電動機(jī)。
直流電動機(jī)存在以下缺點(diǎn)是由于結(jié)構(gòu)上的原因:
1、由于直流電動機(jī)存在換向火花,難以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境;
2、需要定期更換電刷和換向器,維護(hù)保養(yǎng)困難,壽命較短;
3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以制造大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動機(jī)。
而與直流電動機(jī)相比,交流電動機(jī)則具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、不存在換向火花,可以應(yīng)用于存在易燃易火暴氣體的惡劣環(huán)境;
2、容易制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的交流電動機(jī);
3、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,工作可靠,易于維護(hù)保養(yǎng)。
就是因?yàn)檫@樣,限制了交流高速系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。經(jīng)過20世紀(jì)70年代中期的第二次石油危機(jī)之后和電子技術(shù)的發(fā)展,交流高速系統(tǒng)的變頻器技術(shù)得到了高速的發(fā)展。