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    什么是西門子變頻器?
    西門子變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。

    SINAMICS V20——經(jīng)濟(jì)、可靠、易用的基本型變頻器


    基本型變頻器SINAMICS V20向小型OEM客戶提供最適合的經(jīng)濟(jì)型解決方案。SINAMICS V20有四種外形尺寸可供選擇(FSA~FSD),提供三相400V和單相230V進(jìn)線兩種規(guī)格,分別可覆蓋0.12~3kW,0.37~15kW的功率范圍。高可靠性設(shè)計(jì),創(chuàng)新的冷卻設(shè)計(jì),經(jīng)久耐用。


    無(wú)需調(diào)試軟件,通過(guò)簡(jiǎn)單參數(shù)設(shè)定即可實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能。內(nèi)置常見的連接宏與應(yīng)用宏,簡(jiǎn)化操作,開箱即用。豐富的I/O接口,直觀的LED面板顯示,完善的集成功能,可以方便地應(yīng)用在風(fēng)機(jī)、泵、傳送裝置及攪拌機(jī)、混料機(jī)等設(shè)備中。同時(shí),創(chuàng)新的節(jié)能方式及節(jié)能結(jié)果顯示,真正意義上節(jié)省費(fèi)用。

    由于電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展,變頻器改型換代速度也比較快,不斷推出新型產(chǎn)品,性能不斷提高,功能不斷充實(shí)、增強(qiáng)?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售的變多,如Danfoss、ABB、SIEMENS、GE、Schneider等等,雖然種類繁多,但功能及使用上卻基本類似。總的來(lái)講,其使用、維護(hù)保養(yǎng)及故障處理方法是基本相同的。在實(shí)際應(yīng)用中,變頻器受周圍的溫度、濕度、振動(dòng)、粉塵、腐蝕性氣體等環(huán)境條件的影響,其性能會(huì)有一些變化。如使用合理、維護(hù)得當(dāng),則能延長(zhǎng)使用壽命,并減少因突然故障造成的生產(chǎn)損失。如果使用不當(dāng),維護(hù)保養(yǎng)工作跟不上去,就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障,導(dǎo)致變頻器不能正常工作,甚至造成變頻器過(guò)早的損壞,而影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。因此日常維護(hù)與定期檢查是必不可少的。
    定期對(duì)變頻器進(jìn)行巡視檢查,檢查變頻器運(yùn)行時(shí)是否有異?,F(xiàn)象。通常應(yīng)作如下檢查:
    (1)環(huán)境溫度是否正常,要求在-10℃~+40℃范圍內(nèi),以25℃左右為好;
    (2)變頻器在顯示面板上顯示的輸出電流、電壓、頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常;
    (3)顯示面板上顯示的字符是否清楚,是否缺少字符;
    (4)用測(cè)溫儀器檢測(cè)變頻器是否過(guò)熱,是否有異味;
    (5)變頻器風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,有無(wú)異常,散熱風(fēng)道是否通暢;
    (6)變頻器運(yùn)行中是否有故障報(bào)警顯示;
    (7)檢查交流輸入電壓是否超過(guò)最大值。極限是418V(380V1.1),如果主電路外加輸入電壓超過(guò)極限,即使變頻器沒運(yùn)行,也會(huì)對(duì)變頻器線路板造成損壞。
    西門子變頻器能用來(lái)驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)嗎?可以使用單相電源嗎?
    單相電機(jī)基本上不能用。對(duì)于調(diào)速器開關(guān)起動(dòng)式的單相電機(jī),在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時(shí)將燒毀輔助繞組;對(duì)于電容起動(dòng)或電容運(yùn)轉(zhuǎn)方式的,將誘發(fā)電容器爆炸。西門子變頻器的電源通常為3相,但對(duì)于小容量的,也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。

    變頻器的故障調(diào)試方法步驟有哪些?下面跟大家分享四個(gè)簡(jiǎn)單的變頻器調(diào)試步驟。
    一、變頻器的空載通電檢驗(yàn):
    1.將變頻器的接地端子接地。
    2.將變頻器的電源輸入端子經(jīng)過(guò)漏電保護(hù)開關(guān)接到電源上。
    3.檢查變頻器顯示窗的出廠顯示是否正常,如果不正確應(yīng)改復(fù)位操作試試,如果還是不正確就應(yīng)該要求退換。
    4.熟悉變頻器的操作鍵:

    一般的變頻器都有運(yùn)行(RUN)、停止(STOP)、編程(PROG)、數(shù)據(jù)/確認(rèn)(DATA/ENTER)、增加(UP、▲)、減少(DOWN、▼)等6個(gè)鍵,不同變頻器操作鍵的定義基本都是相同的。此外有的變頻器還有監(jiān)視(MONTTOR/DISPLAY)、復(fù)位(RESET)、寸動(dòng)(JOG)、移位(SHIFT)等功能鍵。
    二、變頻器帶電機(jī)空載運(yùn)行
    1.設(shè)置電機(jī)的功率、極數(shù),要綜合考慮變頻器的工作電流。
    2.設(shè)定變頻器的輸出頻率、基頻、設(shè)置轉(zhuǎn)矩特性。V/f類型的選擇包括頻率、基本頻率和轉(zhuǎn)矩類型等項(xiàng)目。頻率是變頻器—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以運(yùn)行的頻率,由于變頻器自身的頻率可能較高,當(dāng)電動(dòng)機(jī)容許的頻率低于變頻器的頻率時(shí),應(yīng)按電動(dòng)機(jī)及其負(fù)載的要求進(jìn)行設(shè)定?;绢l率是變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行恒功率控制和恒轉(zhuǎn)矩控制的分界線,應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電壓進(jìn)行設(shè)定。轉(zhuǎn)矩類型指的是負(fù)載是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是變轉(zhuǎn)矩負(fù)載。用戶根據(jù)變頻器使用說(shuō)明書中的V/f類型圖和負(fù)載特點(diǎn),選擇其中的一種類型。通用變頻器均備有多條V/f曲線供用戶選擇,用戶在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)選擇合適的V/f曲線。如果是風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載,要將變頻器的轉(zhuǎn)矩運(yùn)行代碼設(shè)置成變轉(zhuǎn)矩和降轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性。為了改善變頻器啟動(dòng)時(shí)的低速性能,使電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩能滿足生產(chǎn)負(fù)載啟動(dòng)的要求,要調(diào)整啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)矩的控制較復(fù)雜。在低頻段,由于電阻、漏電抗的影響不容忽略,若仍保持V/f為常數(shù),則磁通將減小,進(jìn)而減小了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。為此,在低頻段要對(duì)電壓進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償以提升轉(zhuǎn)矩。一般變頻器均由用戶進(jìn)行人工設(shè)定補(bǔ)償。
    3.將變頻器設(shè)置為自帶的鍵盤操作模式,按運(yùn)行鍵、停止鍵,觀察電機(jī)是否能正常地啟動(dòng)、停止。
    4.熟悉變頻器運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)的保護(hù)代碼,觀察熱保護(hù)繼電器的出廠值,觀察過(guò)載保護(hù)的設(shè)定值,需要時(shí)可以修改。變頻器的使用人員可以按變頻器的使用說(shuō)明書對(duì)變頻器的電子熱繼電器功能進(jìn)行設(shè)定。電子熱繼電器的門限值定義為電動(dòng)機(jī)和變頻器兩者的額定電流的比值,通常用百分?jǐn)?shù)表示。當(dāng)變頻器的輸出電流超過(guò)其容許電流時(shí),變頻器的過(guò)電流保護(hù)將切斷變頻器的輸出。因此,變頻器電子熱繼電器的門限值不超過(guò)變頻器的容許輸出電流。
    三、帶載試運(yùn)行:
    1.手動(dòng)操作變頻器面板的運(yùn)行停止鍵,觀察電機(jī)運(yùn)行停止過(guò)程及變頻器的顯示窗,看是否有異?,F(xiàn)象。
    2.如果啟動(dòng)、停止電機(jī)過(guò)程中變頻器出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作,應(yīng)重新設(shè)定加速、減速時(shí)間。電機(jī)在加、減速時(shí)的加速度取決于加速轉(zhuǎn)矩,而變頻器在啟、制動(dòng)過(guò)程中的頻率變化率是用戶設(shè)定的。若電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量或電機(jī)負(fù)載變化,按預(yù)先設(shè)定的頻率變化率升速或減速時(shí),有可能出現(xiàn)加速轉(zhuǎn)矩不夠,從而造成電機(jī)失速,即電機(jī)轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào),從而造成過(guò)電流或過(guò)電壓。因此,需要根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和負(fù)載合理設(shè)定加、減速時(shí)間,使變頻器的頻率變化率能與電機(jī)轉(zhuǎn)速變化率相協(xié)調(diào)。

    變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、再次整流(直流變交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成的。
    1、西門子通用型變頻器的特點(diǎn)

    西門子變頻器進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)較晚,但是其增長(zhǎng)速度最快。西門子變頻器主要分為通用型、工程型和專用型三類。西門子通用型變頻器快速增長(zhǎng)的原因主要有以下幾個(gè)方面:
    (1)不斷推出新產(chǎn)品,滿足不同用戶的特定要求。西門子產(chǎn)品一般的更新周期不超過(guò)5年。其產(chǎn)品能夠滿足不同用戶的特殊要求。

    (2)強(qiáng)大的通訊功能和全面的配套軟件,是西門子自動(dòng)化產(chǎn)品的一大特點(diǎn)。這在我國(guó)造紙、化工、鋼鐵、機(jī)械制造等諸多產(chǎn)業(yè)從技術(shù)改造向自動(dòng)化控制全面推進(jìn)的飛速發(fā)展過(guò)程中,尤顯其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

    (3)近兩年推出的MM4新一代變頻器,不僅具有西門子工程型變頻器MasterDrive的良好架構(gòu),還具有較高的性能價(jià)格比,雖然價(jià)格不高卻有著比同類產(chǎn)品更強(qiáng)大的功能。利用BiCo功能可以為更為復(fù)雜的功能進(jìn)行編程,它可以在輸入(數(shù)字的,模擬的,串行通訊的等等)和輸出(變頻器的電流,頻率,模擬輸出,繼電器節(jié)點(diǎn)輸出等等)之間建立布爾代數(shù)式和數(shù)學(xué)關(guān)系式。

    (4)MM4新一代變頻器不同于其他變頻器的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是:他給用戶提供的是一個(gè)完全開放的編程平臺(tái),使用戶可以根據(jù)自己的需要最大限度的合理利用有限的實(shí)現(xiàn)盡可能復(fù)雜的控制特性。它的幾十個(gè)自由功能塊可以代替PLC實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的編程操作。
    (5)由于價(jià)格低廉,變頻器在制造時(shí)不得已選用了一些底端的原器件,或者說(shuō)在選用原器件時(shí)考慮的量太小。比如:耐壓,耐溫,耐電壓、電流沖擊等。因此,在我國(guó)使用的實(shí)踐中出現(xiàn)問題相對(duì)較多,這是令我們感到非常遺憾的地方。

    2、常見故障現(xiàn)象分析及處理方法

    一般來(lái)說(shuō),當(dāng)你拿到一臺(tái)有故障的變頻器,再上電之前首先要用萬(wàn)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(wàn)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(cè)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(guò)來(lái)將紅表棒接變頻器的直流端(+)極,黑表棒分別測(cè)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(shuō)明模塊損壞。這時(shí)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(cè)量結(jié)果表明模塊基本沒問題,可以上電觀察。

    西門子變頻器制動(dòng)的有關(guān)問題
    制動(dòng)的概念:指電能從電機(jī)側(cè)流到西門子變頻器側(cè)(或供電電源側(cè)),這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速,負(fù)載的能量分為動(dòng)能和勢(shì)能. 動(dòng)能(由速度和重量確定其大?。╇S著物體的運(yùn)動(dòng)而累積。當(dāng)動(dòng)能減為零時(shí),該事物就處在停止?fàn)顟B(tài)。機(jī)械抱閘裝置的方法是用制動(dòng)裝置把物體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為摩擦和能消耗掉。對(duì)于西門子變頻器,如果輸出頻率降低,電機(jī)轉(zhuǎn)速將跟隨頻率同樣降低。這時(shí)會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)過(guò)程. 由制動(dòng)產(chǎn)生的功率將返回到西門子變頻器側(cè)。這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。在用于提升類負(fù)載,在下降時(shí), 能量(勢(shì)能)也要返回到西門子變頻器(或電源)側(cè),進(jìn)行制動(dòng).這種操作方法被稱作“再生制動(dòng)”,而該方法可應(yīng)用于西門子變頻器制動(dòng)。在減速期間,產(chǎn)生的功率如果不通過(guò)熱消耗的方法消耗掉,而是把能量返回送到西門子變頻器電源側(cè)的方法叫做“功率返回再生方法”。在實(shí)際中,這種應(yīng)用需要“能量回饋單元”選件。

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