變頻器、控制方式、工作原理 近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，生產(chǎn)工藝的改進(jìn)及功率半導(dǎo)體器件價(jià)格的降低，變頻調(diào)速越來(lái)越被工業(yè)上所采用。如何選擇性能好的變頻其應(yīng)用到工業(yè)控制中，是我們專業(yè)技術(shù)人員共同追求的目標(biāo)。下面結(jié)合作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)談?wù)勛冾l器的工作原理和控制方式： 1 變頻器的工作原理 我們知道，交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式位： n＝60 f(1－s)/p (1) 式中n———異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； f———異步電動(dòng)機(jī)的頻率； s———電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率； p———電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。 由式(1)可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。 2變頻器控制方式 低壓通用變頻輸出電壓為380～650V，輸出功率為0.75～400kW，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經(jīng)歷了以下四代。 2.1U/f=C的正弦脈寬調(diào)制（SPWM）控制方式 其特點(diǎn)是控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，機(jī)械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，這種控制方式在低頻時(shí)，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機(jī)械特性終究沒(méi)有直流電動(dòng)機(jī)硬，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會(huì)隨負(fù)載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時(shí)因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速

變頻器, 西門(mén)子, 特點(diǎn)

1西門(mén)子通用型變頻器的特點(diǎn)：

西門(mén)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(mén)子變頻器主要分為通用型、工程型和專用型三類。西門(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(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)常“無(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。

門(mén)子變頻器SINAMICS G110D的優(yōu)點(diǎn)與用途

時(shí)間:2013-10-15 10:34:31   來(lái)源:西門(mén)子變頻器SINAMICS G110D,西門(mén)子SINAMICS G110D,SINAMICS G110D,西門(mén)子變頻器   

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西門(mén)子變頻器SINAMICS G110D的優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)介:
  1. 通用型，分布式，簡(jiǎn)單方便
  2. 手動(dòng)/自動(dòng)操作，AS-Interface接口（可進(jìn)行總線參數(shù)設(shè)置），位于靠近電機(jī)的位置，IP65
  3. 組態(tài)和調(diào)試更加快速
  4. 設(shè)備上配有可選維護(hù)開(kāi)關(guān)，作為標(biāo)準(zhǔn)部件提供用于電源、通訊和傳感器的連接器；可使用微型存儲(chǔ)卡作為參數(shù)存儲(chǔ)介質(zhì)
  5. 低成本標(biāo)準(zhǔn)解決方案
  6. 所有額定功率的變頻器具有相同的鉆孔模板，采用全集成自動(dòng)化(TIA)技術(shù)，從SINAMICS到自動(dòng)化級(jí)別實(shí)現(xiàn)集成與統(tǒng)一

西門(mén)子變頻器SINAMICS G110D的典型用途:
      西門(mén)子變頻器SINAMICS G110D適用于對(duì)廣泛工業(yè)應(yīng)用中的感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制。SINAMICS G110D已針對(duì)與輸送機(jī)相關(guān)的裝置與系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，在這種裝置與系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)器在一種與AS-i相連的分布式配置中運(yùn)行，或不通過(guò)總線系統(tǒng)而在本地運(yùn)行。也可通過(guò)DP/AS-i鏈接器將西門(mén)子變頻器SINAMICS G110D連接至Profibus
 
      西門(mén)子SINAMICS G110D變頻器尤其適用于與輸送機(jī)相關(guān)的應(yīng)用，例如，在機(jī)場(chǎng)和物流分配中心中使用。另外，也可將此變頻器在需要 AS-Interface連接、僅需要少量傳感器或僅需要基本閉環(huán)過(guò)程控制的應(yīng)用中使用。