SIEMENS变频器，西门子结构简介

SIEMENS变频器，西门子结构简介
西门子变频器接线规范： 信号线与动力线必须分开走线：使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。距离应在30cm以上。即使在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线zui长不得超过50m。
信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部：连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，极易受到变频器和外部设备的干扰；同时由于变频器无内置的电抗器，所以变频器的输入和输出动力线对外部会产生*的干扰，因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处，以信号线与动力线的*分开。
模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.75mm2。在接线时一定要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），同时对剥线以后的屏蔽层要用缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。 　　

SIEMENS变频器，西门子结构简介
2） 为了提高接线的简易性和可靠性，推荐信号线上使用压线棒端子。
变频器的运行和相关参数的设置
变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。 　　控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。　 　　zui低运行频率：即电机运行的zui小转速，电机在低转速下运行时，其散热很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。 　　zui高运行频率：一般的变频器zui大频率到60Hz，有的甚到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。 　　载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。 　　电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、zui大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。 　　跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。
西门子变频器MicroMaster440
西门子变频器MicroMa
ster440是一代可以广泛应用的多功能标准变频器。 　　它采用高的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备*的过载能力，以满足广泛的应用场合。创新的BiCo（内部功能互联）功能有*的灵活性。 　　主要特征 　　200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW； 　　矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制； 　　高过载能力，内置制动单元； 　　三组参数切换功能。控制功能： 线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式； 　　标准参数结构，标准调试软件； 　　数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个； 　　独立I/O端子板，方便维护； 　　采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接； 　　内置PID控制器，参数自整定； 　　集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块； 　　具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程； 　　可实现主/从控制及力矩控制方式； 　　在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能； 　　灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性； 　　快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸； 　　有直流制动和复合制动方式提高制动。 　　保护功能 　　过载能力为200％额定负载电流，持续时间3秒和150％额定负载电流，持续时间60秒； 　　过电压、欠电压保护； 　　变频器、电机过热保护； 　　接地故障保护，短路保护； 　　闭锁电机保护，防止失速保护； 　　采用PIN编号实现参数连锁。
西门子变频器MicroMaster430
西门子变频器MicroMaster430是一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家。功率范围7.5kW250kW。它按照要求设计，并使用内部功能互联（BiCo）技术，具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。 　　主要特征： 　　380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW； 　　风机和泵类变转矩负载； 　　牢固的EMC（电磁兼容性）设计； 　　控制信号的快速响应； 　　控制功能： 　　线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点v/f控制； 　　内置PID控制器； 　　快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； 　　数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个； 　　具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程； 　　采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接； 　　集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块； 　　灵活的斜坡函数发生器，可选平滑功能； 　　三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换； 　　风机和泵类功能： 　　多泵切换 ； 　　旁路功能； 　　手动/自动切换； 　　断带及缺水检测 ； 　　节能方式； 　　保护功能： 　　过载能力为140％额定负载电流，持续时间3秒和110％额定负载电流，持续时间60秒; 　　过电压、欠电压保护； 　　变频器过温保护； 　　接地故障保护，短路保护； 　　I2t电动机过热保护； 　　PTC Y电机保护。
西门子变频器MicroMaster420
西门子变频器MicroMaster420是一代模块化设计的多功能标准变频器。它友好的用户界面，让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵活方便。的IGBT技术、的通讯能力、的控制、和高可靠性都让控制变成一种乐趣。 　　主要特征： 　　200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-5.5kW； 　
　380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW； 　　模块化结构设计，具有zui多的灵活性； 　　标准参数访问结构，操作方便。 　　控制功能： 　　线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制； 　　磁通电流控制（FCC），可以改善动态响应特性； 　　的IGBT技术，数字微处理器控制； 　　数字量输入3个，模拟量输入1个，模拟量输出1个，继电器输出1个； 　　集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块/Device-Net模板； 　　具有7个固定频率，4个跳转频率，可编程； 　　捕捉再起动"功能； 　　在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能； 　　灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性； 　　快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸； 　　有直流制动和复合制动方式提高制动； 　　采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接。 　　保护功能： 　　过载能力为150％额定负载电流，持续时间60秒； 　　过电压、欠电压保护； 　　变频器过温保护； 　　接地故障保护，短路保护； 　　I2t电动机过热保护； 　　采用PTC通过数字端接入的电机过热保护； 　　采用PIN编号实现参数连锁； 　　闭锁电机保护，防止失速保护。 　　西门子变频器G120系列模块化设计，可灵活扩展 　　面向未来的驱动理念，用户可以在同一变频器系统中实现不断的创新。出众的维护和维修友好性。 应用：灵活驱动，适用于各种应用*集成的安全保护功能，款具有SS1和SLS功能的产品。 基于集成化的安全保护技术，设备运行更安全，操作更简便。
由于集成了安全保护功能，使具有安全保护的自动化和驱动系统的购建费用大大降低。也有效的了人机安全。应用：生产机械（包装机、纺织机），材料运输机械等。 　　PROFIBUS和PROFINET总线标准——次将这两种总线通讯直接集成在变频器中。 　　更多节点，多种网络拓扑，具有更高的PROFIBUS和PROFINET的不见在于它是被众多用户广泛使用的总线，而且表现在其优化的工程和组态结构。它们使成熟的IT技术应用于工业域，并使办公工具应用在工业控制中。 　　应用：远程控制生产机线和传动设备（例如汽车工业）。 　　再生能量回馈能力：该输出功率范围内*。 　　节能，节省空间，无需制动电阻。采用创新的功率模块，可实现优化的能量回馈。全功率段都能实现换相整流，不产生任何系统干扰。而且所需线电流zui小，与常规变频器相比，降低到80%。 　　应用：适用于车辆运输、离心机以及其它具有高惯性矩的生产机器的驱动。 　　采用冷却概念，鲁棒性大大增强。 　　通过外部散热片冷却功率模块，散热效率高。 　　功率部分的散热全部由外部散热片来完成，电子部分的冷却则通过系统对流，这使其可用于更加苛刻的气候环境。电子部分增加了牢固的涂层。 　　应用：可用于气候条件苛刻、具有空气污染的应用场合（例如纺织工业） 　　提供690V可选型 　　应用：标准的输入电压适合基本工业和过程工业的应用
常见故障分析： 　　1） 过流故障：过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生
突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。　 　　2） 过载故障：过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。 　　3） 欠压：说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。 　　小结： 　　1） 总之，在设计、安装、使用变频器时一定要遵从变频器使用说明书的指导。 　　2） 各电气设计人员，现场电气调试人员可以在此基础上完善此变频器参考。 　　西门子变频器故障分析及处理方法 　　一般来说，当你遇到西门子变频器故障时，再上电之前要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧，线路板上有没有烧损的痕迹。 　　具体方法是：用万用表（是用模拟表）的电阻1K档，黑表棒接变频器的直流端（-）极，用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。然后，反过来将红表棒接变频器的直流端（+）极，黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。否则，说明模块损坏。这时候不能盲目上电，特别是整流桥损坏或线路板上有的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电，以免造成更大的损失。
　　如果以上测量西门子变频器故障结果表明模块基本没问题，可以上电观察。 　　（1） 上电后面板显示[F231]或[F002]（MM3变频器），这种故障一般有两种可能。常见的是由于电源驱动板有问题，也有少部分是因为主控板造成的，可以换一块主控板试一试，否则问题肯定在电源驱动板部分了。 　　（2） 上电后面板无显示（MM4变频器），面板下的指示灯[绿灯不亮，黄灯快闪]，这种现象说明整流和开关电源工作基本正常，问题出在开关电源的某一路不正常（整流二极管击穿或开路，可以用万用表测量开关电源的几路整流二极管，很容易发现问题。换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管的耐压偏低，电源脉动冲击造成的。 　　（3） 有时显示[F0022,F0001,A0501]不定（MM4），敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常，一般属于接插件的问题，检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件问题或焊接不良所致。 　　（4） 上电后显示[-----]（MM4），一般是主控板问题。多数情况下换一块主控板问题就解决了，一般是因为外围控制线路有强电干扰造成主控板某些元件（如帖片电容、电阻等）损坏所，我分析与主控板散热不好也有一定的关系。但也有个别问题出在电源板上。 　　例如:重庆某水泥厂回转窑驱动用的一台MM440-200kW变频器，由于负载惯量较大，启动转距大，设备启动时频率只能上升到5Hz左右就再也上不去，并且报警[F0001]。客户要求到现场，我当时考虑认为：作为变频器本身是没有问题的，问题是客户参数设置不当，用矢量控制方式，再正确设定电机的参数/模型就可以解决问题。又过了两天客户来电告诉我变频器已经坏了，故障现象是上电显示[-----]。经现场检查分析，这种故障是因为主控板出问题造成的，因为用户在安装的过程中没有严格遵循EMC规范，强弱电没有分开布线、接地不良并且没有使用屏蔽线，致使主控板的I/O口被烧毁。后来，我申请了维修，SFAE的工程师去现场维修，更换了一块主控板问题解决了。 　　（5） 上电后显示正常，一运行即显示过流。[F0001]（MM4）[F002]（MM3）即使空载也一样，一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题，需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电，不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏！这种问题的出现，一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大（特别是偏低）使得变频器脉动电流过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。 　　
还有一些特殊故障（不常见但有一些普遍意义，可以举一反三，希望达到抛砖引玉的效果），例如: 　　（6） 有一台变频器（MM3-30KW），在使用的过程中经常“无故"停机。再次开机可能又是正常的，机器拿到我这儿来以后，开始我也没有发现问题所在。经过较长时间的观察，发现上电后主接触器吸合不正常--有时会掉电，乱跳。查故障原因，结果发现是因为开关电源出来到接触器线包的一路电源的滤波电容漏电造成电压偏低，这时如果供电电源电压偏高还问题不大，如果供电电压偏低就会致使接触器吸合不正常造成无故停机。 　　（7） 还有一台西门子变频器故障（MM4-22KW），上电显示正常，一给运行信号就出现[P----]或[-----]，经过仔细观察，发现风扇的转速有些不正常，把风扇拔掉又会显示[F0030]，在维修的过程中有时报警较乱，还出现过[F0021F0001A0501]等。在我给了运行信号然后再把风扇接上去就不出现[P----]，但是，接上一个风扇时，风扇的转速是正常的，输出三相也正常，二个风扇再接上时风扇的转速不正常。于是我分析问题在电源板上。结果是开关电源出来的一路供电滤波电容漏电造成的，换上一个同样的电容问题就解决了。 　　（8）在某钢铁厂有一台75kW的MM440变频器，安装好以后开始时运行正常，半个多小时后电机停转，可是变频器的运转信号并没有丢失却仍在保持，面板显示[A0922]报警信息（变频器没有负载），测量变频器三相输出端无电压输出。将变频器手动停止，再次运行又回复正常。正常时面板显示的输出电流是40A-60A。过了二十多分钟同样的故障现象出现，这时面板显示的输出电流只有0.6A左右。经分析判断是驱动板上的电流检测单元出了问题，更换驱动板后问题解决。 　
　总结以上，大的原器件如IGBT功率模块出问题的比例倒是不多，正如我前面在西门子通用变频器的特点里所说的，因为一些低端的简单原器件问题和装配问题引发的故障比例较多，如果有图纸和零件，这些问题便不难解决而且费用不高，否则解决这些问题还是不容易的。zui简单的办法就是换整块的线路板！ 　　结束语： 　　西门子变频器的设计水平同各变频器相比，功能，无可挑剔！如果再能从设计上就考虑到将来维修的方便性并在制造选材上提高一下零件的是zui为的了。 　　西门子变频器整流单元的耐压是1200V。若能使用耐压1600V的整流单元，我认为会大大提高稳定性并降低故障率。 　　防干扰的措施有待加强，西门子的变频器有时会因为干扰问题而把主控板或I/O端口烧了。在我担任和维修的过程中，我感到只有不断的学习丰富自己的业务技能，理论指导实践，实践再进一步上升为理论，举一反三不断地总结经验，才能使自己的各方面知识不断加强，跟上快速发展的时代科技进步的步伐。