SIEMENS變頻器，西門子結(jié)構(gòu)簡介
西門子變頻器接線規(guī)范： 信號線與動力線必須分開走線：使用模擬量信號進(jìn)行遠(yuǎn)程控制變頻器時，為了減少模擬量受來自變頻器和其它設(shè)備的干擾，請將控制變頻器的信號線與強電回路（主回路及順控回路）分開走線。距離應(yīng)在30cm以上。即使在控制柜內(nèi)，同樣要保持這樣的接線規(guī)范。該信號與變頻器之間的控制回路線zui長不得超過50m。
信號線與動力線必須分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內(nèi)部：連接PLC和變頻器的信號線如果不放置在金屬管道內(nèi)，極易受到變頻器和外部設(shè)備的干擾；同時由于變頻器無內(nèi)置的電抗器，所以變頻器的輸入和輸出動力線對外部會產(chǎn)生*的干擾，因此放置信號線的金屬管或金屬軟管一直要延伸到變頻器的控制端子處，以信號線與動力線的*分開。
模擬量控制信號線應(yīng)使用雙股絞合屏蔽線，電線規(guī)格為0.75mm2。在接線時一定要注意，電纜剝線要盡可能的短（5-7mm左右），同時對剝線以后的屏蔽層要用緣膠布包起來，以防止屏蔽線與其它設(shè)備接觸引入干擾。 　　

SIEMENS變頻器，西門子結(jié)構(gòu)簡介
2） 為了提高接線的簡易性和可靠性，推薦信號線上使用壓線棒端子。
變頻器的運行和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置
變頻器的設(shè)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(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。 　　控制方式：即速度控制、轉(zhuǎn)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(jìn)行靜態(tài)或動態(tài)辨識?！?　　zui低運行頻率：即電機運行的zui小轉(zhuǎn)速，電機在低轉(zhuǎn)速下運行時，其散熱很差，電機長時間運行在低轉(zhuǎn)速下，會導(dǎo)致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導(dǎo)致電纜發(fā)熱。 　　zui高運行頻率：一般的變頻器zui大頻率到60Hz，有的甚到400 Hz，高頻率將使電機高速運轉(zhuǎn)，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉(zhuǎn)速運行，電機的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。 　　載波頻率：載波頻率設(shè)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(guān)的。 　　電機參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、zui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。
西門子變頻器MicroMaster440
西門子變頻器MicroMa
ster440是一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。 　　它采用高的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備*的過載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場合。創(chuàng)新的BiCo（內(nèi)部功能互聯(lián)）功能有*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(gòu)成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制； 　　高過載能力，內(nèi)置制動單元； 　　三組參數(shù)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(shè)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(zhuǎn)矩控制，節(jié)能控制模式； 　　標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)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(hù)； 　　采用BiCo技術(shù)，實現(xiàn)I/O端口自由連接； 　　內(nèi)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(zhuǎn)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(jié)束段的平滑特性； 　　快速電流限制（FCL），防止運行中不應(yīng)有的跳閘； 　　有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動。 　　保護(hù)功能 　　過載能力為200％額定負(fù)載電流，持續(xù)時間3秒和150％額定負(fù)載電流，持續(xù)時間60秒； 　　過電壓、欠電壓保護(hù)； 　　變頻器、電機過熱保護(hù)； 　　接地故障保護(hù)，短路保護(hù)； 　　閉鎖電機保護(hù)，防止失速保護(hù)； 　　采用PIN編號實現(xiàn)參數(shù)連鎖。
西門子變頻器MicroMaster430
西門子變頻器MicroMaster430是一代標(biāo)準(zhǔn)變頻器中的風(fēng)機和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專家。功率范圍7.5kW250kW。它按照要求設(shè)計，并使用內(nèi)部功能互聯(lián)（BiCo）技術(shù)，具有高度可靠性和靈活性?？刂栖浖梢詫崿F(xiàn)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(fēng)機和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載； 　　牢固的EMC（電磁兼容性）設(shè)計； 　　控制信號的快速響應(yīng)； 　　控制功能： 　　線性v/f控制，并帶有增強電機動態(tài)響應(yīng)和控制特性的磁通電流控制（FCC），多點v/f控制； 　　內(nèi)置PID控制器； 　　快速電流限制，防止運行中不應(yīng)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(zhuǎn)頻率，可編程； 　　采用BiCo技術(shù)，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(fēng)機和泵類功能： 　　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(hù)功能： 　　過載能力為140％額定負(fù)載電流，持續(xù)時間3秒和110％額定負(fù)載電流，持續(xù)時間60秒; 　　過電壓、欠電壓保護(hù)； 　　變頻器過溫保護(hù)； 　　接地故障保護(hù)，短路保護(hù)； 　　I2t電動機過熱保護(hù)； 　　PTC Y電機保護(hù)。
西門子變頻器MicroMaster420
西門子變頻器MicroMaster420是一代模塊化設(shè)計的多功能標(biāo)準(zhǔn)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。的IGBT技術(shù)、的通訊能力、的控制、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(jié)構(gòu)設(shè)計，具有zui多的靈活性； 　　標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)訪問結(jié)構(gòu)，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(shè)定v/f控制； 　　磁通電流控制（FCC），可以改善動態(tài)響應(yīng)特性； 　　的IGBT技術(shù)，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(zhuǎn)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(jié)束段的平滑特性； 　　快速電流限制（FCL），防止運行中不應(yīng)有的跳閘； 　　有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動； 　　采用BiCo技術(shù)，實現(xiàn)I/O端口自由連接。 　　保護(hù)功能： 　　過載能力為150％額定負(fù)載電流，持續(xù)時間60秒； 　　過電壓、欠電壓保護(hù)； 　　變頻器過溫保護(hù)； 　　接地故障保護(hù)，短路保護(hù)； 　　I2t電動機過熱保護(hù)； 　　采用PTC通過數(shù)字端接入的電機過熱保護(hù)； 　　采用PIN編號實現(xiàn)參數(shù)連鎖； 　　閉鎖電機保護(hù)，防止失速保護(hù)。 　　西門子變頻器G120系列模塊化設(shè)計，可靈活擴展 　　面向未來的驅(qū)動理念，用戶可以在同一變頻器系統(tǒng)中實現(xiàn)不斷的創(chuàng)新。出眾的維護(hù)和維修友好性。 應(yīng)用：靈活驅(qū)動，適用于各種應(yīng)用*集成的安全保護(hù)功能，款具有SS1和SLS功能的產(chǎn)品。 基于集成化的安全保護(hù)技術(shù)，設(shè)備運行更安全，操作更簡便。
由于集成了安全保護(hù)功能，使具有安全保護(hù)的自動化和驅(qū)動系統(tǒng)的購建費用大大降低。也有效的了人機安全。應(yīng)用：生產(chǎn)機械（包裝機、紡織機），材料運輸機械等。 　　PROFIBUS和PROFINET總線標(biāo)準(zhǔn)——次將這兩種總線通訊直接集成在變頻器中。 　　更多節(jié)點，多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，具有更高的PROFIBUS和PROFINET的不見在于它是被眾多用戶廣泛使用的總線，而且表現(xiàn)在其優(yōu)化的工程和組態(tài)結(jié)構(gòu)。它們使成熟的IT技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)域，并使辦公工具應(yīng)用在工業(yè)控制中。 　　應(yīng)用：遠(yuǎn)程控制生產(chǎn)機線和傳動設(shè)備（例如汽車工業(yè)）。 　　再生能量回饋能力：該輸出功率范圍內(nèi)*。 　　節(jié)能，節(jié)省空間，無需制動電阻。采用創(chuàng)新的功率模塊，可實現(xiàn)優(yōu)化的能量回饋。全功率段都能實現(xiàn)換相整流，不產(chǎn)生任何系統(tǒng)干擾。而且所需線電流zui小，與常規(guī)變頻器相比，降低到80%。 　　應(yīng)用：適用于車輛運輸、離心機以及其它具有高慣性矩的生產(chǎn)機器的驅(qū)動。 　　采用冷卻概念，魯棒性大大增強。 　　通過外部散熱片冷卻功率模塊，散熱效率高。 　　功率部分的散熱全部由外部散熱片來完成，電子部分的冷卻則通過系統(tǒng)對流，這使其可用于更加苛刻的氣候環(huán)境。電子部分增加了牢固的涂層。 　　應(yīng)用：可用于氣候條件苛刻、具有空氣污染的應(yīng)用場合（例如紡織工業(yè)） 　　提供690V可選型 　　應(yīng)用：標(biāo)準(zhǔn)的輸入電壓適合基本工業(yè)和過程工業(yè)的應(yīng)用
常見故障分析： 　　1） 過流故障：過流故障可分為加速、減速、恒速過電流。其可能是由于變頻器的加減速時間太短、負(fù)載發(fā)生
突變、負(fù)荷分配不均，輸出短路等原因引起的。這時一般可通過延長加減速時間、減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計、對線路進(jìn)行檢查。如果斷開負(fù)載變頻器還是過流故障，說明變頻器逆變電路已環(huán)，需要更換變頻器?！?　　2） 過載故障：過載故障包括變頻過載和電機過載。其可能是加速時間太短，電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時間、延長制動時間、檢查電網(wǎng)電壓等。負(fù)載過重，所選的電機和變頻器不能拖動該負(fù)載，也可能是由于機械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機和變頻器；如后者則要對生產(chǎn)機械進(jìn)行檢修。 　　3） 欠壓：說明變頻器電源輸入部分有問題，需檢查后才可以運行。 　　小結(jié)： 　　1） 總之，在設(shè)計、安裝、使用變頻器時一定要遵從變頻器使用說明書的指導(dǎo)。 　　2） 各電氣設(shè)計人員，現(xiàn)場電氣調(diào)試人員可以在此基礎(chǔ)上完善此變頻器參考。 　　西門子變頻器故障分析及處理方法 　　一般來說，當(dāng)你遇到西門子變頻器故障時，再上電之前要用萬用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒有燒，線路板上有沒有燒損的痕跡。 　　具體方法是：用萬用表（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(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，并且沒有充放電現(xiàn)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(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，并且沒有充放電現(xiàn)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(jié)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(qū)動板有問題，也有少部分是因為主控板造成的，可以換一塊主控板試一試，否則問題肯定在電源驅(qū)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(xiàn)象說明整流和開關(guān)電源工作基本正常，問題出在開關(guān)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(guān)電源的幾路整流二極管，很容易發(fā)現(xiàn)問題。換一個相應(yīng)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(fā)現(xiàn)有個別機器是因為線路板上的阻容元件問題或焊接不良所致。 　?。?） 上電后顯示[-----]（MM4），一般是主控板問題。多數(shù)情況下?lián)Q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，我分析與主控板散熱不好也有一定的關(guān)系。但也有個別問題出在電源板上。 　　例如:重慶某水泥廠回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動用的一臺MM440-200kW變頻器，由于負(fù)載慣量較大，啟動轉(zhuǎn)距大，設(shè)備啟動時頻率只能上升到5Hz左右就再也上不去，并且報警[F0001]?？蛻粢蟮浆F(xiàn)場，我當(dāng)時考慮認(rèn)為：作為變頻器本身是沒有問題的，問題是客戶參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，用矢量控制方式，再正確設(shè)定電機的參數(shù)/模型就可以解決問題。又過了兩天客戶來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)場檢查分析，這種故障是因為主控板出問題造成的，因為用戶在安裝的過程中沒有嚴(yán)格遵循EMC規(guī)范，強弱電沒有分開布線、接地不良并且沒有使用屏蔽線，致使主控板的I/O口被燒毀。后來，我申請了維修，SFAE的工程師去現(xiàn)場維修，更換了一塊主控板問題解決了。 　　（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(xiàn)象說明IGBT模塊損壞或驅(qū)動板有問題，需更換IGBT模塊并仔細(xì)檢查驅(qū)動部分后才能再次上電，不然可能因為驅(qū)動板的問題造成IGBT模塊再次損壞！這種問題的出現(xiàn)，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(hù)措施所造成的。 　　
還有一些特殊故障（不常見但有一些普遍意義，可以舉一反三，希望達(dá)到拋磚引玉的效果），例如: 　?。?） 有一臺變頻器（MM3-30KW），在使用的過程中經(jīng)?！盁o故"停機。再次開機可能又是正常的，機器拿到我這兒來以后，開始我也沒有發(fā)現(xiàn)問題所在。經(jīng)過較長時間的觀察，發(fā)現(xiàn)上電后主接觸器吸合不正常--有時會掉電，亂跳。查故障原因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是因為開關(guān)電源出來到接觸器線包的一路電源的濾波電容漏電造成電壓偏低，這時如果供電電源電壓偏高還問題不大，如果供電電壓偏低就會致使接觸器吸合不正常造成無故停機。 　?。?） 還有一臺西門子變頻器故障（MM4-22KW），上電顯示正常，一給運行信號就出現(xiàn)[P----]或[-----]，經(jīng)過仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速有些不正常，把風(fēng)扇拔掉又會顯示[F0030]，在維修的過程中有時報警較亂，還出現(xiàn)過[F0021F0001A0501]等。在我給了運行信號然后再把風(fēng)扇接上去就不出現(xiàn)[P----]，但是，接上一個風(fēng)扇時，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是正常的，輸出三相也正常，二個風(fēng)扇再接上時風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速不正常。于是我分析問題在電源板上。結(jié)果是開關(guān)電源出來的一路供電濾波電容漏電造成的，換上一個同樣的電容問題就解決了。 　?。?）在某鋼鐵廠有一臺75kW的MM440變頻器，安裝好以后開始時運行正常，半個多小時后電機停轉(zhuǎn)，可是變頻器的運轉(zhuǎn)信號并沒有丟失卻仍在保持，面板顯示[A0922]報警信息（變頻器沒有負(fù)載），測量變頻器三相輸出端無電壓輸出。將變頻器手動停止，再次運行又回復(fù)正常。正常時面板顯示的輸出電流是40A-60A。過了二十多分鐘同樣的故障現(xiàn)象出現(xiàn)，這時面板顯示的輸出電流只有0.6A左右。經(jīng)分析判斷是驅(qū)動板上的電流檢測單元出了問題，更換驅(qū)動板后問題解決。 　
　總結(jié)以上，大的原器件如IGBT功率模塊出問題的比例倒是不多，正如我前面在西門子通用變頻器的特點里所說的，因為一些低端的簡單原器件問題和裝配問題引發(fā)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。zui簡單的辦法就是換整塊的線路板！ 　　結(jié)束語： 　　西門子變頻器的設(shè)計水平同各變頻器相比，功能，無可挑剔！如果再能從設(shè)計上就考慮到將來維修的方便性并在制造選材上提高一下零件的是zui為的了。 　　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)為會大大提高穩(wěn)定性并降低故障率。 　　防干擾的措施有待加強，西門子的變頻器有時會因為干擾問題而把主控板或I/O端口燒了。在我擔(dān)任和維修的過程中，我感到只有不斷的學(xué)習(xí)豐富自己的業(yè)務(wù)技能，理論指導(dǎo)實踐，實踐再進(jìn)一步上升為理論，舉一反三不斷地總結(jié)經(jīng)驗，才能使自己的各方面知識不斷加強，跟上快速發(fā)展的時代科技進(jìn)步的步伐。