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話說就西門子變頻器的那些事
作為一個現(xiàn)場維護應用工程師,雖然談不上研究啥高大上的項目,但是本人一貫堅持那啥累人原則----“別人會的你可以不會,別人不會的必須的想辦法學會用“,雖然談不上孜孜不倦(即使想也因為囊中羞澀買不起啊,據(jù)說土豪才能干的哦,現(xiàn)在的書很貴的哦…),幸好現(xiàn)在互聯(lián)網時代,有了互聯(lián)網,想學啥都行哈,咱就逛百網、溜百群、混微信、鬧論壇,只為了掌握一點點別人掌握過的技巧,為我所用,也算是蠻拼了吧!業(yè)余生活除了鍛煉,就是在打開網絡的求知路上。
清明過后三月三,田間到處在插秧,日晴夜雨地如洗,萬事萬物皆驚醒,估摸大伙也忙著了,今天就來掰掰另一個自動化的大佬,小西家的變頻器,這也是一個高大尚的產品,據(jù)說鋼鐵行業(yè)用的比較多,而我這個行業(yè)用的倒是不多,個人猜測,這個應該和西門子的銷售策略貌似有點關系,鋼鐵老大哥都是大家伙,都是大生意哈。鋁行業(yè)都是風機和泵的,沒啥技術含量,雖然也有來過,不過貌似都是工程公司的,抓大放小,可以理解;用的不多,并不代表沒有使用過,也并不影響咱們對西門子變頻器的關注哈,作為一個應用工程師,首先你得懂得西門子變頻器分類哈,西門子變頻器型號蠻全的,可以根據(jù)現(xiàn)場工藝選擇不同類型的變頻器。
一、西門子變頻器系列如下:
MICROMASTER ECO:
MicroMaster 4系列標準變頻器
矢量型MicroMaster440
節(jié)能型MicroMaster430
基本型MicroMaster420
緊湊型MicroMaster410
SIMOVERT Masterdrives 6SE70
SIMODRIVE 611 伺服調速器
SINAMICS G110系列變頻器
SINAMICS V10變頻器
SINAMICS V50
SINAMICS G120 系列變頻器
SINAMICS G120 D 變頻器
SINAMICS G150 變頻調速柜
SINAMICS S120
SIMATIC ET200S FC變頻器
這么多系列咋選,咋分得清呢?迷糊了吧,接著往下看,西門子是分訂貨號的,
以變頻器6SE70舉例:
6SE7037-0TE60-Z
6SE70是指6SE70系列產品
3是額定輸出電流基本值的倍率。1是0.1倍。2是1倍,3是10倍,4是100倍。
7-0是額定輸出電流基本值,這里是70.因為前面是3,表示10倍。就是700A
T是進線電壓:T代表逆變器,進線510V-650V DC
E是結構代號
6是控制板代號,6代表CUVC
0代表無安全停車功能
Z是代表有選件。
MM440的變頻器序列號如下:ZYW92566400026 我了解了一下,ZY是產地,W是指出廠年份,出廠年份還A C D E F G J K L M N P R S T U V X,一個字母能代表的年份哦
code year code month
A 1950 1970 1990 2010 1 JAN
B 1951 1971 1991 2011 2 FEB
C 1952 1972 1992 2012 3 MAR
D 1953 1973 1993 2013 4 APR
E 1954 1974 1994 2014 5 MAY
F 1955 1975 1995 2015 6 JUNE
G 1956 1976 1996 2016 7 JULY
J 1957 1977 1997 2017 8 AUG
K 1958 1978 1998 2018 9 SEP
L 1959 1979 1999 2019 0 OCT
M 1960 1980 2000 2020 N NOV
N 1961 1981 2001 2021 D DEC
P 1962 1982 2002 2022
R 1963 1983 2003 2023
S 1964 1984 2004 2024
T 1965 1985 2005 2025
U 1966 1986 2006 2026
V 1967 1987 2007 2027
W 1968 1988 2008 2028
X 1969 1989 2009 2029
二、西門子各個系列的變頻器功能介紹:
不同類別的變頻器都有啥功能呢,有啥區(qū)別呢?這個才是我們選型的時候需要關注滴,據(jù)傳有攻略哦,這不是祖?zhèn)鞯墓Ψ?,分享也是種快樂:
1) 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(tài)特性,同時具備超強的過載能力,以滿足廣泛的應用場合。創(chuàng)新的BiCo(內部功能互聯(lián))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(huán)矢量控制,閉環(huán)轉矩控制;
高過載能力,內置制動單元;
三組參數(shù)切換功能??刂乒δ埽?/span> 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(huán)矢量控制,閉環(huán)轉矩控制,節(jié)能控制模式;
標準參數(shù)結構,標準調試軟件;
數(shù)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(xiàn)I/O端口自由連接;
內置PID控制器,參數(shù)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(xiàn)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(shù)發(fā)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。
保護功能:
過載能力為200%額定負載電流,持續(xù)時間3秒和150%額定負載電流,持續(xù)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(xiàn)參數(shù)連鎖。
2) 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(lián)(BiCo)技術,具有高度可靠性和靈活性??刂栖浖梢詫崿F(xiàn)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(jié)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(tài)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(shù)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(xiàn)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(shù)發(fā)生器,可選平滑功能;
三組參數(shù)切換功能:電機數(shù)據(jù)切換,命令數(shù)據(jù)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(jié)能方式;
保護功能:
過載能力為140%額定負載電流,持續(xù)時間3秒和110%額定負載電流,持續(xù)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。
3) 西門子變頻器MicroMaster420---此系列據(jù)傳已經淘汰哈,不過還是有應用的,所以還給它留個位置,萬一那天壞了呢,找個替代功能的可以參考哈
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(shù)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(tài)響應特性;
最新的IGBT技術,數(shù)字微處理器控制;
數(shù)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(shù)發(fā)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(xiàn)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(xù)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(shù)字端接入的電機過熱保護;
采用PIN編號實現(xiàn)參數(shù)連鎖;
閉鎖電機保護,防止失速保護。
4) 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(jié)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(xiàn)場總線接口,以及用于參數(shù)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(xiàn)能量的優(yōu)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(xiàn)。
三 工程型變頻器和標準變頻器的區(qū)別:
記得西門子工程師有時候會說工程型變頻器滴,那么西門子工程變頻器和標準變頻的區(qū)別是啥呢?
1、西門子工程變頻器的設定參數(shù)多,每個參數(shù)均有一定的選擇范圍,
使用中常常遇到因個別參數(shù)設置不當,導致變頻器不能正常工作的現(xiàn)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(jù)控制精度,需要進行靜態(tài)或動態(tài)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(fā)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(fā)熱,電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關的。
電機參數(shù):變頻器在參數(shù)中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率,這些參數(shù)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(fā)生共振現(xiàn)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。
2、標準變頻器:
1):變頻器輸出為PWM波,含有較多的高次諧波。變頻功率傳感器通過對輸入的電壓、電流信號進行交流采樣,再將采樣值通過電纜、光纖等傳輸系統(tǒng)與數(shù)字量輸入變頻功率分析儀,數(shù)字量輸入變頻功率分析儀對電壓、電流的采樣值進行運算,可以獲取電壓有效值、電流有效值、基波電壓、基波電流、諧波電壓、諧波電流、有功功率、基波功率、諧波功率等參數(shù)。
3、小結
1)MM440是標準/通用變頻器,6SE是工程變頻器,擴展功能更強;
2)MM440支持功率最大只能到250KW,SE70可以到2000KW甚至更高;
3)MM440使用的控制器是日立的控制器,6SE系列使用的是西門子的C161;
4)6SE系列響應速度更快,更適合高精度控制場合,如軋鋼;
5)6SE系列通訊功能更穩(wěn)定,更強大;
6)根據(jù)負載特性選擇變頻器,如負載為恒轉矩負載需選siemensMM420/MM440變頻器,如負載為風機、泵類負載應選擇MM430變頻器
四、MM440變頻器維修:
估摸能看到這,都是同行,上面那些估摸都看得不耐煩了,選型手冊上都有介紹的,何必介紹的那么詳細呢,碼字么,也是很累的,理解一下下,下面的或許你可能已經看到過,哈哈,江湖中還真有哥的傳說…
話說當年混在越南,電話告知現(xiàn)場一臺30KW的MM440變頻器運行中冒煙了,帶上萬用表和螺絲刀,冒雨爬上30多米的平臺去拆機檢查,拆開后,事故點很明顯哈:
燒黑了,很明顯的:
靖哥哥以前只是用過西門子變頻器,也沒怎么修過的西門子變頻器啊,藝高人膽大,比劃比劃啊。。。。。。。
當然可以不必要這么麻煩,30KW的MM440變頻器,直流母線正和負---對輸出UVW的電阻,正向反向都是幾百歐姆,昨天我測量的是352歐姆,測試期間走了點彎路,用福祿克376的鉗形電流表的電阻擋,測試結果不一樣,換福祿克179測試,結果正常,然后判斷昨天明顯有短路現(xiàn)象的控制板沒有壞,然后趕緊把黑色的擦擦,用清潔電腦主板的清潔劑洗洗,然后裝機測試,試機正常。
哈哈,一番折騰,變頻器因為受潮引起的,電吹風吹了吹就好了。不管怎么說,這次經歷還是蠻珍貴的。大家別笑啊,我新手中的菜鳥?。?/span>
哈哈,最后再說一個小西變頻器的設計缺陷,其實歐美品牌的都有這個缺陷。風機的風竟然直接吹到線路板上,環(huán)境不好的直接就炸機了,希望能做出適合中國國情的變頻器。不知道這條建議西門子公司看到會給我發(fā)個紅包不?
既然拆開了,順便了解一下吧,此變頻器居然沒有傳說中的充電接觸器的,不過人家有這玩意哈:
拆開后,看到這個玩意,就是預充電繼電器了,其他變頻器一般都用接觸器的,西門子為啥用繼電器呢?真心不懂,省成本?我看這玩意貌似也不便宜,看到那兩個電阻了么?那就是預充電電阻了。這整個板上--可以看到2個這樣的繼電器,4個這樣的電阻,兩個并聯(lián)的。一個繼電器短接2個電阻,另外兩個電阻不是這樣排列的,是挨著排列的,也是并聯(lián),萬用表測量2個并聯(lián)后的阻值是340歐姆。繼電器后面的插腳--單獨在上面的是線圈,后面2個2個挨一起的是觸電,此型號全是常開觸點,不過觸點的排列--和查到的資料略有不同,或許這標識MADE IN CHINA,有點不一樣??纯聪聢D,可以測量出來的,沒上電的時候,觸點的電阻測量值就是340歐姆。黃線下面--那是一個繼電器的線圈、然后2對常開點;左上那也是這樣的,這圖位置,上下是一對觸點。
哈哈,一番折騰,變頻器因為受潮引起的,電吹風吹了吹就好了。不管怎么說,這次經歷還是蠻珍貴的。大家別笑啊,我新手中的菜鳥啊!
哈哈,最后再說一個小西變頻器的設計缺陷,其實歐美品牌的都有這個缺陷。風機的風竟然直接吹到線路板上,環(huán)境不好的直接就炸機了,希望能做出適合中國國情的變頻器。不知道這條建議西門子公司看到會給我發(fā)個紅包不?
靖哥哥尋找到一篇文章,大家看看有用嗎?
五、MM440常見故障修復辦法
一)西門子MM440變頻器報F0001(過電流)伴隨報A501,是一個常見故障,原因也比較復雜。查手冊,引起報F0001伴隨A501故障的可能原因為:
1、電機的功率參數(shù)(P0307)與變頻器的功率參數(shù)(P0206)不對應;
2、電動機電纜太長;
3、電機導線短路;
4、有接地故障。
當不接負載,上電就報故障,且不可復位消除時,在排除外部原因和參數(shù)設置原因后,可以確認是變頻器電路故障,需要維修。
二)對西門子MM440 30KW(與15KW電路相似),重點檢查以下電路:
1、IGBT:30KW是用2個模塊,每個模塊的2相并聯(lián)擴展容量的;
2、U、V、W輸出電流檢測(檢測電路故障引起誤報):
①3個A786J及周邊電路;
②A786J輸入側供電電源:A786J的1腳對8腳應為+5.1V左右;
③A786J輸出側供電電源:取自CPU板送來的Vcc=+5V(Vcc=+5V是開關電源的+8V送給CPU板穩(wěn)壓為Vcc=5V后返回驅動板的,所以A786J的14腳對9腳應為+5V左右);
3、驅動電路(無驅動或驅動不足):
①6個HCNW4506及周邊電路;
②上臂供電電源:開關變壓器3個獨立繞組經整流濾波后由FZT651穩(wěn)壓形成3路獨立的(VV+=+20V、VV-=-5.1V)、(VU+=+20V、VU-=-5.1V)、(VW=+20V、VW-=-5.1V)電源;注意,3個A786J的輸入側電源也分別取自這里的3個+20V;
③下臂供電電源:開關變壓器1個有抽頭(接地)的繞組,其中一邊經整流濾波后,形成V+=+15V,另一邊經整流濾波后,再經7905穩(wěn)壓,輸出V-=-5V。
4、IGBT門極回路(無驅動或驅動損耗過大):
①查2個反向串聯(lián)的保護穩(wěn)壓二極管有無擊穿短路;
②查串接的小阻值電阻有無斷路或阻值增大;
三)西門子MM440 30KW電源驅動板可以取下單獨上電維修。電源驅動板外接入530V直流的位置,見圖一、二、三、四,紅線為530V正極,黑線為負極。