西門子6ES73146EH044AB2可編程控制器
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(kāi)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資源實(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)考慮的富裕量太小。
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(wèn)題相對(duì)較多，這是令我們感到非常遺
憾的地方。
2常見(jiàn)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(méi)有燒，線路
板上有沒(méi)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(méi)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(méi)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(méi)問(wèn)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(jiàn)的是由于電源驅(qū)動(dòng)板有問(wèn)題，
也有少部分是因?yàn)橹骺匕逶斐傻?，可以先換一塊主控板試一試，否則問(wèn)題肯定在電源驅(qū)動(dòng)板部分了。
(2) 上電后面板無(wú)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(shuō)明整流和開(kāi)關(guān)電源工作
基本正常，問(wèn)題出在開(kāi)關(guān)電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開(kāi)路，可以用萬(wàn)用表測(cè)量開(kāi)關(guān)電源的幾路整流二
極管，很容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。換一個(gè)相應(yīng)的整流二極管問(wèn)題就解決了。這種問(wèn)題一般是二極管的耐壓偏低，電源脈動(dòng)沖
擊造成的。
(3) 有時(shí)顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲擊機(jī)殼或動(dòng)一動(dòng)面板和主板時(shí)而能正常，一般屬于接插件的問(wèn)
題，檢查一下各部位接插件。也發(fā)現(xiàn)有個(gè)別機(jī)器是因?yàn)榫€路板上的阻容元件質(zhì)量問(wèn)題或焊接不良所致。
(4) 上電后顯示[-----](MM4)，一般是主控板問(wèn)題。多數(shù)情況下?lián)Q一塊主控板問(wèn)題就解決了，一般是因?yàn)橥鈬刂?br />
線路有強(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(gè)別問(wèn)題出在電源板上。
例如:重慶某水泥廠回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動(dòng)用的一臺(tái)MM440-200kW變頻器，由于負(fù)載慣量較大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)距大，設(shè)備啟動(dòng)時(shí)頻率只
能上升到5Hz左右就再也上不去，并且報(bào)警[F0001]?？蛻粢蟮浆F(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，我當(dāng)時(shí)考慮認(rèn)為：作為變頻器本身是沒(méi)
有問(wèn)題的，問(wèn)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(wèn)題。又過(guò)了兩
天客戶來(lái)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(chǎng)檢查分析，這種故障是因?yàn)橹骺匕宄鰡?wèn)
題造成的，因?yàn)橛脩粼诎惭b的過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格遵循EMC規(guī)范，強(qiáng)弱電沒(méi)有分開(kāi)布線、接地不良并且沒(méi)有使用屏蔽
線，致使主控板的I/O口被燒毀。后來(lái)，我申請(qǐng)了維修服務(wù)，SFAE的工程師去現(xiàn)場(chǎng)維修，更換了一塊主控板問(wèn)題解
決了。
(5) 上電后顯示正常，一運(yùn)行即顯示過(guò)流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣，一般這種現(xiàn)象說(shuō)明IGBT模
塊損壞或驅(qū)動(dòng)板有問(wèn)題，需更換IGBT模塊并仔細(xì)檢查驅(qū)動(dòng)部分后才能再次上電，不然可能因?yàn)轵?qū)動(dòng)板的問(wèn)題造成
IGBT模塊再次損壞！這種問(wèn)題的出現(xiàn)，一般是因?yàn)樽冾l器多次過(guò)載或電源電壓波動(dòng)較大(特別是偏低)使得變頻器脈
動(dòng)電流過(guò)大主控板CPU來(lái)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(jiàn)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(tái)變頻器(MM3-30KW)，在使用的過(guò)程中經(jīng)?！盁o(wú)故”停機(jī)。再次開(kāi)機(jī)可能又是正常的，機(jī)器拿到我這兒來(lái)
以后，開(kāi)始我也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的觀察，發(fā)現(xiàn)上電后主接觸器吸合不正常--有時(shí)會(huì)掉電，亂跳。
查故障原因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源出來(lái)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(shí)如果供電
電源電壓偏高還問(wèn)題不大，如果供電電壓偏低就會(huì)致使接觸器吸合不正常造成無(wú)故停機(jī)。
(7) 還有一臺(tái)變頻器(MM4-22KW)，上電顯示正常，一給運(yùn)行信號(hào)就出現(xiàn)[P----]或[-----]，經(jīng)過(guò)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(huì)顯示[F0030]，在維修的過(guò)程中有時(shí)報(bào)警較亂，還出現(xiàn)過(guò)[F0021\F0001
\A0501]等。在我先給了運(yùn)行信號(hào)然后再把風(fēng)扇接上去就不出現(xiàn)[P----]，但是，接上一個(gè)風(fēng)扇時(shí)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是正
常的，輸出三相也正常，第二個(gè)風(fēng)扇再接上時(shí)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速明顯不正常。于是我分析問(wèn)題在電源板上。結(jié)果是開(kāi)關(guān)電
源出來(lái)的一路供電濾波電容漏電造成的，換上一個(gè)同樣的電容問(wèn)題就解決了。
（8）在某鋼鐵廠有一臺(tái)75kW的MM440變頻器，安裝好以后開(kāi)始時(shí)運(yùn)行正常，半個(gè)多小時(shí)后電機(jī)停轉(zhuǎn)，可是變頻器的
運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)并沒(méi)有丟失卻仍在保持，面板顯示[A0922]報(bào)警信息（變頻器沒(méi)有負(fù)載），測(cè)量變頻器三相輸出端無(wú)電壓
輸出。將變頻器手動(dòng)停止，再次運(yùn)行又回復(fù)正常。正常時(shí)面板顯示的輸出電流是40A-60A。過(guò)了二十多分鐘同樣的
故障現(xiàn)象出現(xiàn)，這時(shí)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(dòng)板上的電流檢測(cè)單元出了問(wèn)題，更換驅(qū)
動(dòng)板后問(wèn)題解決。
總結(jié)以上，大的原器件如IGBT功率模塊出問(wèn)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(shuō)的，
因?yàn)橐恍┑投说暮?jiǎn)單原器件問(wèn)題和裝配問(wèn)題引發(fā)的故障比例較多，如果有圖紙和零件，這些問(wèn)題便不難解決而且費(fèi)
用不高，否則解決這些問(wèn)題還是不容易的。最簡(jiǎn)單的辦法就是換整塊的線路板！
結(jié)束語(yǔ)
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(wú)可挑剔！如果再能從設(shè)計(jì)上就考慮到將來(lái)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(huì)大大提高穩(wěn)定性并降低故障率。
西門子變頻器參數(shù)設(shè)置的探討
本文從控制方式的選擇、加減速時(shí)間調(diào)整和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)置等方面對(duì)西門子micromaster 440變頻器的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探討。實(shí)際上，該變頻器的設(shè)置有幾千個(gè)，只有系統(tǒng)地、合適地、準(zhǔn)確地設(shè)置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。 引言 近十多年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，特別是矢量控制技術(shù)的應(yīng)用，使得交流變頻調(diào)速技術(shù)逐步具備了寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)速精度、快動(dòng)態(tài)響應(yīng)，以及在四象限作可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，調(diào)速特性可與直流電氣傳動(dòng)相媲美。在交流調(diào)速技術(shù)中，由于變頻調(diào)速的調(diào)速性能與可靠性等性能在不斷完善，價(jià)格也在不斷降低，特別是它的節(jié)電效果明顯，實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)調(diào)速極為方便，因此，在一切需要速度控制的場(chǎng)合，變頻器以其操作方便、體積小、控制性能高而獲得廣泛的應(yīng)用。變頻器在使用中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，很多情況下都是因?yàn)樽冾l器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的。西門子micromaster 440變頻器可設(shè)置的參數(shù)有幾千個(gè)，只有系統(tǒng)地、合適地、準(zhǔn)確地設(shè)置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。
1、控制方式選擇 變頻器控制方式的選擇由負(fù)荷的力矩特性所決定，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性根據(jù)下列關(guān)系式?jīng)Q定：
p= t n/ 9550
式中：p--電動(dòng)機(jī)功率(kw) t--轉(zhuǎn)矩(n·m) n--轉(zhuǎn)速(r/ min) 轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系根據(jù)負(fù)載種類大體可分為3種。
(1) 即使速度變化轉(zhuǎn)矩也不大變化的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，此類負(fù)載如傳送帶、起重機(jī)、擠壓機(jī)、壓縮機(jī)等。
(2) 隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負(fù)載。此類負(fù)載如風(fēng)機(jī)、各種液體泵等。
(3) 轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩越小的恒功率負(fù)載。此類負(fù)載如軋機(jī)、機(jī)床主軸、卷取機(jī)等。
變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數(shù)p1300設(shè)為0，變頻器工作于線性 v/f控制方式，將使調(diào)速時(shí)的磁通與勵(lì)磁電流基本不變。適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速對(duì)象。 將p1300設(shè)為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載。這類負(fù)載的軸功率n近似地與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比。其轉(zhuǎn)矩m近似地與轉(zhuǎn)速n的平方成正比。對(duì)于這種負(fù)載，如果變頻器的v/f特性是線性關(guān)系，則低速時(shí)電機(jī)的許用轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴(yán)重下降。為了適應(yīng)這種負(fù)載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小，從而減小電機(jī)的磁通和勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。 可以進(jìn)一步通過(guò)設(shè)置參數(shù)使v/f控制曲線適合負(fù)載特性。將p1312在0至250之間設(shè)置合適的值，具有起動(dòng)提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對(duì)于線性的v/f曲線作適當(dāng)?shù)奶岣咭匝a(bǔ)償在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小的問(wèn)題。適用于大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對(duì)象。 變頻器v/f控制方式驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，在某些頻率段，電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，甚至在加速過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)，使得電機(jī)不能正常啟動(dòng)，在電機(jī)輕載或轉(zhuǎn)矩慣量較小時(shí)更為嚴(yán)重。可以根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點(diǎn)，在v/f曲線上設(shè)置跳轉(zhuǎn)點(diǎn)及跳轉(zhuǎn)頻帶寬度，當(dāng)電機(jī)加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。從p1091至p1094可以設(shè)定4個(gè)不同的跳轉(zhuǎn)點(diǎn)，設(shè)置p1101確定跳轉(zhuǎn)頻帶寬度。 有些負(fù)載在特定的頻率下需要電機(jī)提供特定的轉(zhuǎn)矩，用可編程的v/f控制對(duì)應(yīng)設(shè)置變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線。設(shè)置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f 特性頻率座標(biāo)，對(duì)應(yīng)的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標(biāo)。 參數(shù)p1300設(shè)置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對(duì)完善，調(diào)速范圍寬，低速范圍起動(dòng)力矩高，精度高達(dá)0.01%，響應(yīng)很快，高精度調(diào)速都采用svpwm矢量控制方式。 參數(shù)p1300設(shè)置為22，變頻器工作于矢量轉(zhuǎn)矩控制。這種控制方式是目前國(guó)際上最先進(jìn)的控制方式，其他方式是模擬直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，進(jìn)行保角變換而進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的，矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行控制，控制簡(jiǎn)單，精確度高。
2、快速調(diào)試 在使用變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)前，必須進(jìn)行快速調(diào)試。參數(shù)p0010設(shè)為1、p3900設(shè)為1，變頻器進(jìn)行快速調(diào)試，快速調(diào)試完成后，進(jìn)行了必要的電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)的計(jì)算，并將其它所有的參數(shù)恢復(fù)到它們的缺省設(shè)置值。在矢量或轉(zhuǎn)矩控制方式下，為了正確地實(shí)現(xiàn)控制，非常重要的一點(diǎn)是，必須正確地向變頻器輸入電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)，而且，電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)的自動(dòng)檢測(cè)參數(shù)p1910必須在電動(dòng)機(jī)處于常溫時(shí)進(jìn)行。當(dāng)使能這一功能 (p1910 =1)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警信號(hào)a0541，給予警告，在接著發(fā)出on 命令時(shí)，立即開(kāi)始電動(dòng)機(jī)參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)。
3、加減速時(shí)間調(diào)整 加速時(shí)間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時(shí)間，減速時(shí)間是指從最大頻率下降到0所需時(shí)間。加速時(shí)間和減速時(shí)間選擇的合理與否對(duì)電機(jī)的起動(dòng)、停止運(yùn)行及調(diào)速系統(tǒng)的響應(yīng)速度都有重大的影響。加速時(shí)間設(shè)置的約束是將電流限制在過(guò)電流范圍內(nèi)，不應(yīng)使過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作。電機(jī)在減速運(yùn)轉(zhuǎn)期間，變頻器將處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。傳動(dòng)系統(tǒng)中所儲(chǔ)存的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并通過(guò)逆變器將電能回饋到直流側(cè)?；仞伒碾娔軐?dǎo)致中間回路的儲(chǔ)能電容器兩端電壓上升。因此，減速時(shí)間設(shè)置的約束是防止直流回路電壓過(guò)高。加減速時(shí)間計(jì)算公式為：
加速時(shí)間:ta=(jm+jl)n/9.56(tma-tl) 減速時(shí)間:tb=(jm+jl)n/9.56(tmb-tl)
式中：jm 一 電機(jī)的慣量 jl - 負(fù)載慣量 n - 額定轉(zhuǎn)速 tma- 電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 tmb - 電機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 tl - 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 加減速時(shí)間可根據(jù)公式算出來(lái)，也可用簡(jiǎn)易試驗(yàn)方法進(jìn)行設(shè)置。首先，使拖動(dòng)系統(tǒng)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行(工頻運(yùn)行)，然后切斷電源，使拖動(dòng)系統(tǒng)處于自由制動(dòng)狀態(tài)，用秒表計(jì)算其轉(zhuǎn)速?gòu)念~定轉(zhuǎn)速下降到停止所需要的時(shí)間。加減速時(shí)間可首先按自由制動(dòng)時(shí)間的1/2~1/3進(jìn)行預(yù)置。通過(guò)起、停電動(dòng)機(jī)觀察有無(wú)過(guò)電流、過(guò)電壓報(bào)警，調(diào)整加減速時(shí)間設(shè)定值，以運(yùn)轉(zhuǎn)中不發(fā)生報(bào)警為原則，重復(fù)操作幾次，便可確定出最佳加減速時(shí)間。
4、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)置 電機(jī)與負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的設(shè)置往往被忽視，認(rèn)為加減速時(shí)間的正確設(shè)置可保證系統(tǒng)正常工作。其實(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)置不當(dāng)會(huì)使得系統(tǒng)振蕩，調(diào)速精度也會(huì)受到影響。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式：
j=t/dω/dt 電機(jī)與負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的獲得方法一樣，讓變頻器工作頻率在合適的值，5～10hz。分別讓電機(jī)空載和帶載運(yùn)行，讀出參數(shù)r0333額定轉(zhuǎn)矩和r0345電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間，再將變頻器工作頻率換算成對(duì)應(yīng)的角速度，代入公式，計(jì)算得出電機(jī)與負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。設(shè)置參數(shù)p0341(電動(dòng)機(jī)的慣量)與參數(shù)p0342(驅(qū)動(dòng)裝置總慣量 / 電動(dòng)機(jī)慣量的比值)，這樣變頻器就能更好的調(diào)速。
西門子變頻器參數(shù)設(shè)置的探討 本文從控制方式的選擇、加減速時(shí)間調(diào)整和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)置等方面對(duì)西門子micromaster 440變頻器的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探討。實(shí)際上，該變頻器的設(shè)置有幾千個(gè)，只有系統(tǒng)地、合適地、準(zhǔn)確地設(shè)置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。 引言 近十多年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，特別是矢量控制技術(shù)的應(yīng)用，使得交流變頻調(diào)速技術(shù)逐步具備了寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)速精度、快動(dòng)態(tài)響應(yīng)，以及在四象限作可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，調(diào)速特性可與直流電氣傳動(dòng)相媲美。在交流調(diào)速技術(shù)中，由于變頻調(diào)速的調(diào)速性能與可靠性等性能在不斷完善，價(jià)格也在不斷降低，特別是它的節(jié)電效果明顯，實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)調(diào)速極為方便，因此，在一切需要速度控制的場(chǎng)合，變頻器以其操作方便、體積小、控制性能高而獲得廣泛的應(yīng)用。變頻器在使用中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，很多情況下都是因?yàn)樽冾l器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的。西門子micromaster 440變頻器可設(shè)置的參數(shù)有幾千個(gè)，只有系統(tǒng)地、合適地、準(zhǔn)確地設(shè)置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。 1、控制方式選擇 變頻器控制方式的選擇由負(fù)荷的力矩特性所決定，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性根據(jù)下列關(guān)系式?jīng)Q定： p= t n/ 9550 式中：p--電動(dòng)機(jī)功率(kw) t--轉(zhuǎn)矩(n·m) n--轉(zhuǎn)速(r/ min) 轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系根據(jù)負(fù)載種類大體可分為3種。 (1) 即使速度變化轉(zhuǎn)矩也不大變化的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，此類負(fù)載如傳送帶、起重機(jī)、擠壓機(jī)、壓縮機(jī)等。 (2) 隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負(fù)載。此類負(fù)載如風(fēng)機(jī)、各種液體泵等。 (3) 轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩越小的恒功率負(fù)載。此類負(fù)載如軋機(jī)、機(jī)床主軸、卷取機(jī)等。 變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數(shù)p1300設(shè)為0，變頻器工作于線性 v/f控制方式，將使調(diào)速時(shí)的磁通與勵(lì)磁電流基本不變。適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速對(duì)象。 將p1300設(shè)為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載。這類負(fù)載的軸功率n近似地與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比。其轉(zhuǎn)矩m近似地與轉(zhuǎn)速n的平方成正比。對(duì)于這種負(fù)載，如果變頻器的v/f特性是線性關(guān)系，則低速時(shí)電機(jī)的許用轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴(yán)重下降。為了適應(yīng)這種負(fù)載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小，從而減小電機(jī)的磁通和勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。 可以進(jìn)一步通過(guò)設(shè)置參數(shù)使v/f控制曲線適合負(fù)載特性。將p1312在0至250之間設(shè)置合適的值，具有起動(dòng)提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對(duì)于線性的v/f曲線作適當(dāng)?shù)奶岣咭匝a(bǔ)償在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小的問(wèn)題。適用于大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對(duì)象。 變頻器v/f控制方式驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，在某些頻率段，電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，甚至在加速過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)，使得電機(jī)不能正常啟動(dòng)，在電機(jī)輕載或轉(zhuǎn)矩慣量較小時(shí)更為嚴(yán)重。可以根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點(diǎn)，在v/f曲線上設(shè)置跳轉(zhuǎn)點(diǎn)及跳轉(zhuǎn)頻帶寬度，當(dāng)電機(jī)加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。從p1091至p1094可以設(shè)定4個(gè)不同的跳轉(zhuǎn)點(diǎn)，設(shè)置p1101確定跳轉(zhuǎn)頻帶寬度。 有些負(fù)載在特定的頻率下需要電機(jī)提供特定的轉(zhuǎn)矩，用可編程的v/f控制對(duì)應(yīng)設(shè)置變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線。設(shè)置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f 特性頻率座標(biāo)，對(duì)應(yīng)的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標(biāo)。 參數(shù)p1300設(shè)置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對(duì)完善，調(diào)速范圍寬，低速范圍起動(dòng)力矩高，精度高達(dá)0.01%，響應(yīng)很快，高精度調(diào)速都采用svpwm矢量控制方式。 參數(shù)p1300設(shè)置為22，變頻器工作于矢量轉(zhuǎn)矩控制。這種控制方式是目前國(guó)際上最先進(jìn)的控制方式，其他方式是模擬直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，進(jìn)行保角變換而進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的，矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行控制，控制簡(jiǎn)單，精確度高。 2、快速調(diào)試 在使用變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)前，必須進(jìn)行快速調(diào)試。參數(shù)p0010設(shè)為1、p3900設(shè)為1，變頻器進(jìn)行快速調(diào)試，快速調(diào)試完成后，進(jìn)行了必要
西門子變頻器MM420報(bào)故障代碼中根本沒(méi)有 F0000。以下為所有的西門子變頻器MM420報(bào)故障代碼。
故障引起故障可能的原因故障診斷和應(yīng)采取的措施反應(yīng)措施
F0001
過(guò)電流
?? 電動(dòng)機(jī)的功率與變頻器的功率不對(duì)應(yīng)
?? 電動(dòng)機(jī)的導(dǎo)線短路
?? 有接地故障
檢查以下各項(xiàng)
1. 電動(dòng)機(jī)的功率P0307 必須與變頻器的功率P0206
相對(duì)應(yīng)
2. 電纜的長(zhǎng)度不得超過(guò)允許的最大值
3. 電動(dòng)機(jī)的電纜和電動(dòng)機(jī)內(nèi)部不得有短路或接地故障
4. 輸入變頻器的電動(dòng)機(jī)參數(shù)必須與實(shí)際使用的電動(dòng)機(jī)參數(shù)
相對(duì)應(yīng)
5. 輸入變頻器的定子電阻值P0350 必須正確無(wú)誤
6. 電動(dòng)機(jī)的冷卻風(fēng)道必須通暢電動(dòng)機(jī)不得過(guò)載
?? 增加斜坡時(shí)間
?? 減少提升的數(shù)值
Off2
F0002
過(guò)電壓
?? 直流回路的電壓r0026 超過(guò)了跳閘
電平P2172
?? 由于供電電源電壓過(guò)高或者電動(dòng)機(jī)處
于再生制動(dòng)方式下引起過(guò)電壓
?? 斜坡下降過(guò)快或者電動(dòng)機(jī)由大慣量負(fù)
載帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)而處于再生制動(dòng)狀態(tài)下
檢查以下各項(xiàng)
1. 電源電壓P0210 必須在變頻器銘牌規(guī)定的范圍以內(nèi)
2. 直流回路電壓控制器必須有效P1240 而且正確地進(jìn)
行了參數(shù)化
3. 斜坡下降時(shí)間P1121 必須與負(fù)載的慣量相匹配
Off2
F0003
欠電壓
?? 供電電源故障
?? 沖擊負(fù)載超過(guò)了規(guī)定的限定值
檢查以下各項(xiàng)
1. 電源電壓P0210 必須在變頻器銘牌規(guī)定的范圍以內(nèi)
2. 檢查電源是否短時(shí)掉電或有瞬時(shí)的電壓降低
Off2
F0004
變頻器過(guò)溫
?? 冷卻風(fēng)機(jī)故障
?? 環(huán)境溫度過(guò)高
檢查以下各項(xiàng)
1. 變頻器運(yùn)行時(shí)冷卻風(fēng)機(jī)必須正常運(yùn)轉(zhuǎn)
2. 調(diào)制脈沖的頻率必須設(shè)定為缺省值
3. 冷卻風(fēng)道的入口和出口不得堵塞
環(huán)境溫度可能高于變頻器的允許值
Off2
F0005
變頻器I2 t 過(guò)溫
?? 變頻器過(guò)載
?? 工作/停止間隙周期時(shí)間不符合要求
?? 電動(dòng)機(jī)功率P0307 超過(guò)變頻器的負(fù)西門子6ES73146EH044AB2可編程控制器
載能力P0206
檢查以下各項(xiàng)
1. 負(fù)載的工作/停止間隙周期時(shí)間不得超過(guò)指定的允許值
2. 電動(dòng)機(jī)的功率P0307 必須與變頻器的功率P0206
相匹配
Off2
故障的排除
MICROMASTER 420 使用大全6-4
故障引起故障可能的原因故障診斷和應(yīng)采取的措施反應(yīng)措施
F0011
電動(dòng)機(jī)I2 t 過(guò)溫
?? 電動(dòng)機(jī)過(guò)載
?? 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤
?? 長(zhǎng)期在低速狀態(tài)下運(yùn)行
檢查以下各項(xiàng)
1 檢查電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)應(yīng)正確無(wú)誤
2 檢查電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況
3 提升設(shè)置值P1310 P1311 P1312 過(guò)高
4 電動(dòng)機(jī)的熱傳導(dǎo)時(shí)間常數(shù)必須正確
5 檢查電動(dòng)機(jī)的I2 t 過(guò)溫報(bào)警值
Off1
F0041
電動(dòng)機(jī)定子電阻
自動(dòng)檢測(cè)故障
?? 電動(dòng)機(jī)定子電阻自動(dòng)檢測(cè)故障1 檢查電動(dòng)機(jī)是否與變頻器正確連接
2 檢查輸入變頻器的電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)是否正確
Off2
F0051
參數(shù)EEPROM
故障
?? 存儲(chǔ)不揮發(fā)的參數(shù)時(shí)出現(xiàn)讀/寫錯(cuò)誤1 進(jìn)行工廠復(fù)位并重新參數(shù)化
2 更換變頻器
Off2
F0052
功率組件故障
?? 讀取功率組件的參數(shù)時(shí)出錯(cuò)或數(shù)據(jù)非
法
更換變頻器Off2
F0060
Asic 超時(shí)
?? 內(nèi)部通訊故障1 確認(rèn)存在的故障
2 如果故障重復(fù)出現(xiàn)請(qǐng)更換變頻器
Off2
F0070
CB 設(shè)定值故障
?? 在通訊報(bào)文結(jié)束時(shí)不能從CB 通訊西門子6ES73146EH044AB2可編程控制器
板接收設(shè)定值
1 檢查CB 板的接線
2 檢查通訊主站
Off2
F0071
報(bào)文結(jié)束時(shí)
USS RS232-
鏈路無(wú)數(shù)據(jù)
?? 在通訊報(bào)文結(jié)束時(shí)不能從 USS BOP
鏈路得到響應(yīng)
1 檢查通訊板CB 的接線
2 檢查USS 主站
Off2
F0072
報(bào)文結(jié)束時(shí)
USS RS485
鏈路無(wú)數(shù)據(jù)
?? 在通訊報(bào)文結(jié)束時(shí)不能從USS COM
鏈路得到響應(yīng)
1 檢查通訊板CB 的接線
2 檢查USS 主站
Off2
F0080
ADC 輸入信號(hào)
丟失
?? 斷線
?? 信號(hào)超出限定值西門子6ES73146EH044AB2可編程控制器
檢查模擬輸入的接線Off2
F0085
外部故障
?? 由端子輸入信號(hào)觸發(fā)的外部故障封鎖觸發(fā)故障的端子輸入信號(hào)Off2
F0101
功率組件溢出
?? 軟件出錯(cuò)或處理器故障1. 運(yùn)行自測(cè)試程序
2. 更換變頻器
Off2
F0221
PID 反饋信號(hào)低
于最小值
?? PID 反饋信號(hào)低于P2268 設(shè)置的最小
值
1. 改變 P2268 的設(shè)置值
2. 調(diào)整反饋增益系數(shù)
Off2
F0222
PID 反饋信號(hào)高
于最大值
?? PID 反饋信號(hào)超過(guò) P2267 設(shè)置的最大
值
1. 改變P2267 的設(shè)置值
2. 調(diào)整反饋增益系數(shù)
Off2
F0450
BIST 測(cè)試故障
故障值
1 有些功率部件的測(cè)試有故障
2 有些控制板的測(cè)試有故障
4 有些功能測(cè)試有故障
8 有些I/O 模塊的測(cè)試有故障僅指MM西門子6ES73146EH044AB2可編程控制器
420
16 上電檢測(cè)時(shí)內(nèi)部 RAM 有故障
1. 變頻器可以運(yùn)行但有的功能不能正確工作
2. 更換變頻器
