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西門子變頻器

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2016/7/28     瀏覽次數:    

西門子變頻器

西門子變頻器是由德國西門子公司研發、生產、銷售的知名變頻器品牌,主要用于控制和調節三相交流異步電機的速度。并以其穩定的性能、豐富的組合功能、高性能的矢量控制技術、低速高轉矩輸出、良好的動態特性、超強的過載能力、創新的BiCo(內部功能互聯)功能以及無可比擬的靈活性,在變頻器市場占據著重要的地位。西門子變頻器可設置的參數有幾千個,只有系統地、合適地、準確地設置參數才能充分利用變頻器性能。

1基本簡介

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西門子變頻器以其強大的品牌效應,打破了以前日本品牌變頻器在中國市場上的壟斷地位,據有關專業市場調研機構的統計,西門子的高低壓變頻器在中國市場上已位居第一。

西門子變頻器在中國市場的使用最早是在鋼鐵行業,然而在當時電機調速還是以直流調速為主,變頻器的應用還是一個新興的市場,但隨著電子元器件的不斷發展以及控制理論的不斷成熟,變頻調速已逐步取代了直流調速,成為驅動產品的主流,西門子變頻器因其強大的品牌效應在這巨大的中國市場中取得了超規模的發展,西門子在中國變頻器市場的成功發展應該說是西門子品牌與技術的完美結合。在中國市場上我們能碰到的早期的西門子變頻器主要有電流源的SIMOVERT A,以及電壓源的SIMOVERT P,這些變頻器也主要由于設備的引進而一起進入了中國的市場,目前仍有少量的使用,而其后在中國市場大量銷售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西門子變頻器最為成功的一個系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我們常說的6SE70系列。它不僅提供了通用場合使用的AC變頻器,也提供了在造紙,化纖等特殊行業要求使用的多電機傳動的直流母線方案。當然西門子也推出了在我個人看來技術上比較失敗然而在市場上卻相當成功的ECO變頻器,在技術上的失敗主要是由于它有太高的故障率,市場上的成功主要是因為它超越了富士變頻器成為中國市場的第一品牌?,F在西門子在中國市場上的主要機型就是MM420,MM440.6SE70系列。

2參數設置

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變頻器的設定參數多,每個參數均有一定的選擇范圍,使用中常常遇到因個別參數設置不當,導致變頻器不能正常工作的現象。

控制方式:即速度控制、轉距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根據控制精度,需要進行靜態或動態辨識。

最低運行頻率:即電機運行的最小轉速,電機在低轉速下運行時,其散熱性能很差,電機長時間運行在低轉速下,會導致電機燒毀。而且低速時,其電纜中的電流也會增大,也會導致電纜發熱。

最高運行頻率:一般的變頻器最大頻率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高頻率將使電機高速運轉,這對普通電機來說,其軸承不能長時間的超額定轉速運行,電機的轉子是否能承受這樣的離心力。

載波頻率:載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大,這和電纜的長度,電機發熱,電纜發熱變頻器發熱等因素是密切相關的。

電機參數:變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率,這些參數可以從電機銘牌中直接得到。

跳頻:在某個頻率點上,有可能會發生共振現象,特別在整個裝置比較高時;在控制壓縮機時,要避免壓縮機的喘振點。

3控制參數

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變頻器日常使用中出現的一些問題,很多情況下都是因為變頻器參數設置不當引起的。西門子變頻器可設置的參數有幾千個,只有系統地、合適地、準確地設置參數才能充分利用變頻器性能。[1]

變頻器控制方式的選擇由負荷的力矩特性所決定,電動機的機械負載轉矩特性根據下列關系式決定:

p= t n/ 9550

式中:p——電動機功率(kw)

t——轉矩(n. m)

n——轉速(r/ min)

轉矩t與轉速n的關系根據負載種類大體可分為3種[2]。

(1)即使速度變化轉矩也不大變化的恒轉矩負載,此類負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。

(2)隨著轉速的降低,轉矩按轉速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體泵等。

(3)轉速越高,轉矩越小的恒功率負載。此類負載如軋機、機床主軸、卷取機等。

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p1300設為0,變頻器工作于線性

v/f控制方式,將使調速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉速不在低頻段的一般恒轉矩調速對象。

將p1300設為2,變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式,這種方式適用于風機、水泵類負載。這類負載的軸功率n近似地與轉速n的3次方成正比。其轉矩m近似地與轉速n的平方成正比。對于這種負載,如果變頻器的v/f特性是線性關系,則低速時電機的許用轉矩遠大于負載轉矩,從而造成功率因數和效率的嚴重下降。為了適應這種負載的需要,使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關系減小,從而減小電機的磁通和勵磁電流,使功率因數保持在適當的范圍內。

可以進一步通過設置參數使v/f控制曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值,具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當的提高以補償在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問題。適用于大起動轉矩的調速對象。

變頻器v/f控制方式驅動電機時,在某些頻率段,電機的電流、轉速會發生振蕩,嚴重時系統無法運行,甚至在加速過程中出現過電流保護,使得電機不能正常啟動,在電機輕載或轉矩慣量較小時更為嚴重??梢愿鶕到y出現振蕩的頻率點,在v/f曲線上設置跳轉點及跳轉頻帶寬度,當電機加速時可以自動跳過這些頻率段,保證系統能夠正常運行。從p1091至p1094可以設定4個不同的跳轉點,設置p1101確定跳轉頻帶寬度。

有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉矩,用可編程的v/f控制對應設置變頻器參數即可得到所需控制曲線。設置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標,對應的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標。

參數p1300設置為20,變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善,調速范圍寬,低速范圍起動力矩高,精度高達0.01%,響應很快,高精度調速都采用svpwm矢量控制方式。

參數p1300設置為22,變頻器工作于矢量轉矩控制。這種控制方式是目前國際上最先進的控制方式,其他方式是模擬直流電動機的參數,進行保角變換而進行調節控制的,矢量轉矩控制是直接取交流電動機參數進行控制,控制簡單,精確度高。

4常見型號

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MicroMaster440

西門子變頻器MicroMaster440是全新一代可以廣泛應用的多功能標準變頻器。

它采用高性能的矢量控制技術,提供低速高轉矩輸出和良好的動態特性,同時具備超強的過載能力,以滿足廣泛的應用場合。創新的BiCo(內部功能互聯)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,可構成閉環矢量控制,閉環轉矩控制;

高過載能力,內置制動單元;

三組參數切換功能??刂乒δ埽?線性v/f控制,平方v/f控制,可編程多點設定v/f控制,磁通電流控制免測速矢量控制,閉環矢量控制,閉環轉矩控制,節能控制模式;

標準參數結構,標準調試軟件;

數字量輸入6個,模擬量輸入2個,模擬量輸出2個,繼電器輸出3個;

獨立I/O端子板,方便維護;

采用BiCo技術,實現I/O端口自由連接;

內置PID控制器,參數自整定;

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個跳轉頻率,可編程;

可實現主/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;

靈活的斜坡函數發生器,帶有起始段和結束段的平滑特性;

快速電流限制(FCL),防止運行中不應有的跳閘;

直流制動和復合制動方式提高制動性能。

保護功能:

過載能力為200%額定負載電流,持續時間3秒和150%額定負載電流,持續時間60秒;

過電壓、欠電壓保護;

變頻器、電機過熱保護;

接地故障保護,短路保護;

閉鎖電機保護,防止失速保護;

采用PIN編號實現參數連鎖。

MicroMaster430

西門子變頻器MicroMaster430是全新一代標準變頻器中的風機和泵類變轉矩負載專家。功率范圍7.5kW至250kW。它按照專用要求設計,并使用內部功能互聯(BiCo)技術,具有高度可靠性和靈活性??刂栖浖梢詫崿F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、節能運行方式等。

主要特征:

380V-480V±10%,三相,交流,7.5kW-250kW;

風機和泵類變轉矩負載專用;

牢固的EMC(電磁兼容性)設計;

控制信號的快速響應;

控制功能:

線性v/f控制,并帶有增強電機動態響應和控制特性的磁通電流控制(FCC),多點v/f控制;

內置PID控制器;

快速電流限制,防止運行中不應有的跳閘;

數字量輸入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個跳轉頻率,可編程;

采用BiCo技術,實現I/O端口自由連接;

集成RS485通訊接口,可選PROFIBUS-DP通訊模塊;

靈活的斜坡函數發生器,可選平滑功能;

三組參數切換功能:電機數據切換,命令數據切換;

風機和泵類專用功能:

多泵切換;

旁路功能;

手動/自動切換;

斷帶及缺水檢測 ;

節能方式;

保護功能:

過載能力為140%額定負載電流,持續時間3秒和110%額定負載電流,持續時間60秒;

過電壓、欠電壓保護;

變頻器過溫保護;

接地故障保護,短路保護;

I2t電動機過熱保護;

PTC Y電機保護。

西門子變頻器MicroMaster420

西門子變頻器MicroMaster420是全新一代模塊化設計的多功能標準變頻器。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、強大的通訊能力、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;

模塊化結構設計,具有最多的靈活性;

標準參數訪問結構,操作方便。

控制功能:

線性v/f控制,平方v/f控制,可編程多點設定v/f控制;

磁通電流控制(FCC),可以改善動態響應特性;

最新的IGBT技術,數字微處理器控制;

數字量輸入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;

靈活的斜坡函數發生器,帶有起始段和結束段的平滑特性;

快速電流限制(FCL),防止運行中不應有的跳閘;

有直流制動和復合制動方式提高制動性能;

采用BiCo技術,實現I/O端口自由連接。

保護功能:

過載能力為150%額定負載電流,持續時間60秒;

過電壓、欠電壓保護;

變頻器過溫保護;

接地故障保護,短路保護;

I2t電動機過熱保護;

采用PTC通過數字端接入的電機過熱保護;

采用PIN編號實現參數連鎖;

閉鎖電機保護,防止失速保護。

西門子G120C緊湊型變頻器

SINAMICS G120C緊湊型變頻器,在許多方面為同類變頻器的設計樹立了典范。包括它緊湊的尺寸,便捷的快速調試,簡單的面板操作,方便友好的維護以及豐富的集成功能都將成為新的標準。

SINAMICS G120C是專門為滿足OEM用戶對于高性價比和節省空間的要求而設計的變頻器,同時它還具有操作簡單和功能豐富的特點。這個系列的變頻器與同類相比相同的功率具有更小的尺寸,并且它安裝快速,調試簡便,以及它友好的用戶接線方式和簡單的調試工具都使它與眾不同。集成眾多功能:安全功能(STO,可通過端子或PROFIsafe激活),多種可選的通用的現場總線接口,以及用于參數拷貝的存儲卡槽。

SINAMICS G120C 變頻器包含三個不同的尺寸功率范圍從0.55kW到18.5kW。為了提高能效,變頻器集成了矢量控制實現能量的優化利用并自動降低了磁通。該系列的變頻器是全集成自動化的組成部分,并且可選PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通訊接口。操作控制和調試可以快速簡單地采用PC機通過USB接口,或者采用BOP-2(基本操作面板)或IOP(智能操作面板)來實現。[3]

5日常維護

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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,具有電工操作常識。在對變頻器日常維護之前,必須保證設備總電源全部切斷;并且在變頻器顯示完全消失的3-30分鐘(根據變頻器的功率)后再進行。應注意檢查電網電壓,改善變頻器、電機及線路的周邊環境,定期清除變頻器內部灰塵,通過加強設備管理最大限度地降低變頻器的故障率。

1、冷卻風扇

變頻器的功率模塊是發熱最嚴重的器件,其連續工作所產生的熱量必須要及時排出,一般風扇的壽命大約為20kh~40kh。按變頻器連續運行折算為3~5年就要更換一次風扇,避免因散熱不良引發故障。

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,它連續工作產生的熱量加上變頻器本身產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%以上應更換。

3、防腐劑的使用

因一些公司的生產特性,各電氣mcc室的腐蝕氣體濃度過大,致使很多電氣設備因腐蝕損壞(包括變頻器)。

為了解決以上問題可安裝一套空調系統,用正壓新鮮風來改善環境條件。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廠家對線路板進行防腐加工,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:變頻器根據使用環境的不同,應定期檢查散熱通道、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故障。

在保養的同時要仔細檢查變頻器,定期送電,帶電機工作在2hz 的低頻約10分鐘,以確保變頻器工作正常。

6故障處理

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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,以下就西門子變頻器的一些常見故障在這里說明:

西門子變頻器應該是進入中國市場較早的一個品牌,所以有些老的產品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用戶在使用。對于MICRO MASTER系列變頻器最常見的故障就是通電無顯示,該系列變頻器的開關電源采用了一塊UC2842芯片作為波形發生器,該芯片的損壞會導致開關電源無法工作,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電源無法正常工作。對于MIDI MASTER系列變頻器較常見的故障主要有驅動電路的損壞,以及IGBT模塊的損壞,MIDI MASTER的驅動電路是由一對對管去驅動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,而導致高壓大電流竄入驅動回路,導致驅動電路的元器件損壞。

對于6SE70系列變頻器,由于質量較好,故障率明顯降低,經常會碰到的故障現象有(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的出現主要是由于采樣電阻的損壞而導致的。此外,還會碰到F025、F026、F027關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,在維修中經常會碰到驅動電路和開關電源上的一些貼片的濾波電容的損壞也會引起F011報警,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,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電側(功率模塊)與弱電側(驅動電路)沒有隔離電路,導致強電進入了控制電路,引起驅動電路及開關電源大面積燒壞,此外預充電回路損壞也是常見故障(30KW以上),由于限流回路設計在交流輸入側,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,引起原因就是因為采樣電阻的損壞。

西門子變頻器故障分析及處理方法:

一般來說,當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動板有問題,也有少部分是因為主控板造成的,可以先換一塊主控板試一試,否則問題肯定在電源驅動板部分了。

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],這種現象說明整流和開關電源工作基本正常,問題出在開關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電源的幾路整流二極管,很容易發現問題。換一個相應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。也發現有個別機器是因為線路板上的阻容元件質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。多數情況下換一塊主控板問題就解決了,一般是因為外圍控制線路有強電干擾造成主控板某些元件(如帖片電容、電阻等)損壞所至,或與主控板散熱不好也有一定的關系。但也有個別問題出在電源板上。

5、上電后顯示正常,一運行即顯示過流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣,一般這種現象說明IGBT模塊損壞或驅動板有問題,需更換IGBT模塊并仔細檢查驅動部分后才能再次上電,不然可能因為驅動板的問題造成IGBT模塊再次損壞!這種問題的出現,一般是因為變頻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措施所造成的。

總結以上,大的原器件如IGBT功率模塊出問題的比例倒是不多,因為一些低端的簡單原器件問題和裝配問題引發的故障比例較多,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!

7選擇使用

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西門子公司不同類型的變頻器,用戶可以根據自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時因注意以下幾點注意事頊:

1、根據負載特性選擇變頻器,如負載為恒轉矩負載需選擇西門子mmv/mdv、mm420/mm440變頻器,如負載為風機、泵類負載應選擇西門子430變頻器。

2、選擇變頻器時應以實際電動機電流值作為變頻器選擇的依據,電動機的額定功率只能作為參考。另外,應充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波,會使電動機的功率因數和效率變差。因此,用變頻器給電動機供電與用工頻電網供電相比較,電動機的電流會增加10%而溫升會增加20%左右。所以在選擇電動機和變頻器時應考慮到這種情況,適當留有余量,以防止溫升過高,影響電動機的使用壽命。

3、變頻器若要長電纜運行時,此時應該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一、兩擋選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

4、當變頻器用于控制并聯的幾臺電動機時,一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內。如果超過規定值,要放大兩擋來選擇變頻器,另外在此種情況下,變頻器的控制方式只能為v/f控制方式,并且變頻器無法實現電動機的過流、過載保護,此時,需在每臺電動機側加熔斷器來實現保護。

5、對于一些特殊的應用場合,如高環境溫度、高開關頻率、高海拔等,此時會引起變頻器的降容,變頻器需放大一擋選擇。

6、使用變頻器控制高速電動機時,由于高速電動機的電抗小,會產生較多的高次諧波。而這些高次諧波會使變頻器的輸出電流值增加。因此,選擇用于高速電動機的變頻器時,應比普通電動機的變頻器稍大一些。

7、變頻器用于變極電動機時,應充分注意選擇變頻器的容量,使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外,在運行中進行極數轉換時,應先停止電動機工作,否則,會造成電動機空轉,惡劣時會造成變頻器損壞。

8、驅動防爆電動機時,變頻器沒有防爆構造,應將變頻器設置在危險場所之外。

9、使用變頻器驅動齒輪減速電動機時,使用范圍受到齒輪轉動部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時,在低速范圍內沒有限制;在超過額定轉速以上的高速范圍內,有可能發生潤滑油用光的危險。因此,不要超過最高轉速容許值。

10、變頻器驅動繞線轉子異步電動機時,大多是利用已有的電動機。繞線電動機與普通的鼠籠電動機相比,繞線電動機繞組的阻抗小。因此,容易發生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現象,所以應選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動機多用于飛輪力矩gd2較大的場合,在設定加減速時間時應多注意。

8常見問題

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1、什么是西門子變頻器?

西門子變頻器是利用電力半導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。

2、為什么西門子變頻器的電壓與電流成比例的改變?

異步電動機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過電流之間相互作用而產生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那么磁通就過大,磁回路飽和,嚴重時將燒毀 電機。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制西門子變頻器輸出電壓,使電動機的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現象的產生。這種控制方式多用于 風機、泵類節能型西門子變頻器。

3、西門子變頻器制動的有關問題

制動的概念:指電能從電機側流到西門子變頻器側(或供電電源側),這時電機的轉速高于同步轉速,負載的能量分為動能和勢能. 動能(由速度和重量確定其大?。╇S著物體的運動而累積。當動能減為零時,該事物就處在停止狀態。機械抱閘裝置的方法是用制動裝置把物體動能轉換為摩擦和能消耗掉。對于西門子變頻器,如果輸出頻率降低,電機轉速將跟隨頻率同樣降低。這時會產生制動過程. 由制動產生的功率將返回到西門子變頻器側。這些功率可以用電阻發熱消耗。在用于提升類負載,在下降時, 能量(勢能)也要返回到西門子變頻器(或電源)側,進行制動.這種操作方法被稱作“再生制動”,而該方法可應用于西門子變頻器制動。在減速期間,產生的功率如果不通過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的方法叫做“功率返回再生方法”。在實際中,這種應用需要“能量回饋單元”選件。

4、采用西門子變頻器運轉時,電機的起動電流、起動轉矩怎樣?

采用西門子變頻器運轉,隨著電機的加速相應提高頻率和電壓,起動電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動 時,起動電流為6~7倍,因此,將產生機械電氣上的沖擊。采用西門子變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動轉 矩為70%~120%額定轉矩;對于帶有轉矩自動增強功能的西門子變頻器,起動轉矩為100%以上,可以帶全負載起動。

5、裝設西門子變頻器時安裝方向是否有限制。

西門子變頻器內部和背面的結構考慮了冷卻效果的,上下的關系對通風也是重要的,因此,對于單元型在盤內、掛在墻上的都取縱向位,盡可能垂直安裝。

6、不采用軟起動,將電機直接投入到某固定頻率的西門子變頻器時是否可以?

在很低的頻率下是可以的,但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動的條件相近。將流過大的起動電流(6~7倍額定電流),由于西門子變頻器切斷過電流,電機不能起動。

7、西門子變頻器可以傳動齒輪電機嗎?

根據減速機的結構和潤滑方式不同,需要注意若干問題。在齒輪的結構上通??煽紤]70~80Hz為最大極限,采用油潤滑時,在低速下連續運轉關系到齒輪的損壞等。

8、西門子變頻器能用來驅動單相電機嗎?可以使用單相電源嗎?

單相電機基本上不能用。對于調速器開關起動式的單相電機,在工作點以下的調速范圍時將燒毀輔助繞組;對于電容起動或電容運轉方式的,將誘發電容器爆炸。西門子變頻器的電源通常為3相,但對于小容量的,也有用單相電源運轉的機種。

9、西門子變頻器本身消耗的功率有多少?

它與西門子變頻器的機種、運行狀態、使用頻率等有關,但要回答很困難。不過在60Hz以下的西門子變頻器效率大約為94%~96%,據此可推算損耗,但內藏再生制動式(FR-K)西門子變頻器,如果把制動時的損耗也考慮進去,功率消耗將變大,對于操作盤設計等必須注意。

10、為什么不能在6~60Hz全區域連續運轉使用?

一般電機利用裝在軸上的外扇或轉子端環上的葉片進行冷卻,若速度降低則冷卻效果下降,因而不能承受與高速運轉相同的發熱,必須降低在低速下的負載轉矩,或采用容量大的西門子變頻器與電機組合,或采用專用電機。

11、西門子變頻器的壽命有多久?

西門子變頻器雖為靜止裝置,但也有像濾波電容器、冷卻風扇那樣的消耗器件,如果對它們進行定期的維護,可望有10年以上的壽命。

12、西門子變頻器內藏有冷卻風扇,風的方向如何?風扇若是壞了會怎樣?

對于小容量也有無冷卻風扇的機種。有風扇的機種,風的方向是從下向上,所以裝設西門子變頻器的地方,上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機械器材。還有,西門子變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風扇發生故障時,由電扇停止檢測或冷卻風扇上的過熱檢測進行保護

13、關于散熱的問題

如果要正確的使用西門子變頻器,必須認真地考慮散熱的問題。西門子變頻器的故障率隨溫度升高而成指數的上升。使用壽命隨溫度升高而成指數的下降。環境溫度升高10度,西門子變頻器使用壽命減半。在西門子變頻器工作時,流過西門子變頻器的電流是很大的,西門子變頻器產生的熱量也是非常大的,不能忽視其發熱所產生的影響。

9保養

編輯

變頻器在長時間的存放過程中,儲存環境可能對變頻器本身產生許多不利的影響,對于潮濕、溫度、微塵及腐蝕性氣體等都有一定的要求,在確保其環境符合要求的前提下,還有必要對變頻器進行定期的維護保養。

1.西門子變頻器,保養維護,電容充電 1.外觀檢查 對長期存放的變頻器,檢查時要

注意變頻器的外觀是否有變化,如:外觀有無變形,有無磕碰痕跡;有無液體滲出和物件脫落;有無動物、昆蟲、浮游物等人駐,以及其他異常的變化。。

2.檢查風機的靈

用細的木棍或其他較軟的物體撥動風葉,手感應該流暢,風機轉動應靈活,不能有卡澀的現象,觀察風機是否有液體滲出或潤滑油的痕跡。

3.電氣性能檢查

長期存放的變頻器,由于環境的影響和變頻器器件的使用期限,必須定期對變頻器進行電氣性能的檢查及保養。具體方法如下:

使用萬用表檢測整流部分的整流橋特性,使用萬用表的歐姆擋X100,紅表筆接變頻器的“P”端,用黑表筆分別接輸人“R”“S”“T”,表針擺動應在2/3處,超過2/3或低于l/2均視異常,將黑紅表筆交換重新測量,表針不能擺動,如出現擺動則為異常。使用萬用表的歐姆擋X100,紅表筆接變頻器的“N”端,用黑表筆分別接輸入“R”“S”“T”,表針擺動應在2/3處,超過2/3或低于1/2均視異常,將黑紅表筆交換重新測量,表針不能擺動,否則為異常。

用同樣的方法檢查逆變部分,將“R”“S”“T”換為“U”“V”“W”,因為逆變的IGBT的源極和漏極之間在關閉狀態下同樣有整流橋特性。

絕緣測試。對于輸人輸出端和地(外殼)進行高壓絕緣檢測,使用500v搖表的黑表端接變頻器的接地標識。紅端分別接“R”“S”“T”“U”“V”“W”,均速搖動搖表,測量絕緣電阻應在SM以上。

電容器的檢測。主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容、濾波電容、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元器件組成。其中對變頻器壽命最有影響的是平滑鋁電解電容器,它的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內部溫度所決定。在主回路設計時已經根據電源電壓選定了電容器的型號,所以內部的溫度對電解電容器[優論論文]的壽命起決定作用。

電解電容器相對溫度的劣化特性直接影響到變頻器的壽命。

一般每上升10℃變頻器的壽命減半,這是因為電解電容器內部的化學反應隨著溫度的升高導致劣化速度加快。劣化速度與材料溫度的關系遵循阿列里烏斯理論(電解液理論)。電解電容器的內部溫度實際上是電容器周圍環境溫度與脈動電流造成的溫度之和。因此,我們應該在安裝時考慮適合的環境溫度,在電容器劣化過程中,會出現靜電容量減小,漏電流增大,等價電阻值增大,tgδ值增大等現象。維護保養時通常以比較容易測量的靜電容量來判斷電解電容器的劣化情況,當靜電容量低于初期值的80%,絕緣阻抗在5MΩ以下時應考慮更換電解電容器。對于儲存不超過5年的電容器我們應該定期充電以進行維護,每隔半年到一年充電一次,方法具體如下:

首先準備功率不小于5KW的三相調壓器將調壓器的輸人端接人有短路過流保護三相電源,三相電源每相必須有10A的交流電流表作為指示。將輸出端通過快熔接入變頻器的“R”“S”“T”。將變頻器調至10伏以下,送電,觀察電流表是否異常,如無異常,將電壓緩緩調到30伏,觀察5分鐘,如無異常,每十分鐘將電壓升高20伏,加壓過程中,隨時觀察電流的變化,當電壓超過200伏時,振風機等開始工作。這時可將電壓緩緩升到350伏,觀察有無電流波動,維持1小時后,將電壓升到額定電壓,再維持2小時,繼續觀察電流。無異常即可。上電過程中,如果遇見變頻器的面板顯示有故障代碼,先查明原因,是否與低壓有關,否則應引起重視。電源斷開后應等到充電燈完全熄滅方可拆除電源線,待機器完全冷卻后裝機。

除日常的檢查外,推薦檢查周期為半年。在眾多的檢查項目中,重點要檢查的是主回路的平滑電容器、邏輯控制回路、電源回路、逆變驅動保護回路中的電解電容器、冷卻系統中的風扇等。除主回路的電容器外,其他電容器的測定比較困難,因此主要以外觀變化和運行時間為判斷的基準。

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