西門子6SE6420-2UD21-5AA1
西門子變頻器
然而在當(dāng)時(shí)電機(jī)調(diào)速還是以直流調(diào)速為主,變頻器的應(yīng)用還是一個(gè)新興的市場,但隨著電子元器件的不斷發(fā)展以及控制理論的不斷成熟,變頻調(diào)速已逐步取代了直流調(diào)速,成為驅(qū)動產(chǎn)品的主流,西門子變頻器因其強(qiáng)大的品牌效應(yīng)在這巨大的中國市場中取得了超規(guī)模的發(fā)展,西門子在中國變頻器市場的成功發(fā)展應(yīng)該說是西門子品牌與技術(shù)的結(jié)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(shè)備的引進(jìn)而一起進(jìn)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(gè)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(yè)要求使用的多電機(jī)傳動的直流母線方案。當(dāng)然西門子也推出了在我個(gè)人看來技術(shù)上比較失敗然而在市場上卻相當(dāng)成功的ECO變頻器,在技術(shù)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?yàn)樗搅烁皇孔冾l器成為中國市場的現(xiàn)在西門子在中國市場上的主要機(jī)型就是MM420,MM440.6SE70系列。
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。
運(yùn)行頻率:即電機(jī)運(yùn)行的最小轉(zhuǎn)速,電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí),其散熱性能很差,電機(jī)長時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下,會導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時(shí),其電纜中的電流也會增大,也會導(dǎo)致電纜發(fā)熱。
最高運(yùn)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(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),這對普通電機(jī)來說,其軸承不能長時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,電機(jī)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(jī)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(jī)參數(shù):變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率,這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。
跳頻:在某個(gè)頻率點(diǎn)上,有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象,特別在整個(gè)裝置比較高時(shí);在控制壓縮機(jī)時(shí),要避免壓縮機(jī)的喘振點(diǎn)。
控制參數(shù)編輯
變頻器日常使用中出現(xiàn)的一些問題,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
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[2]。
(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,具有起動提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對于線性的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)矩減小的問題。適用于大起動轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對象。
西門子430變頻器出現(xiàn)A0501是什么意思,怎么解決?
解決辦法:1檢查電動機(jī)功率是不是和變頻器*及變頻器設(shè)定P0307 p0206是不是和電動機(jī)*。2檢查電纜及電動機(jī)是不是有接地故障或者電動機(jī)是不是有存在匝間短路故障。3電動機(jī)是不是有過熱或過載超額定電流現(xiàn)象。4如果確定以上都沒有問題,可以適當(dāng)加速時(shí)間。 電動機(jī)的功率與變頻器的功率不匹配 2 電動機(jī)的連接導(dǎo)線太長 3 接地故障 故障應(yīng)采取的措施: 1 電動機(jī)的功率(P0307)必須與變頻器功率(P0206)相對應(yīng) 2 電纜長度不得超過允許值 3 輸入變頻器的電機(jī)參數(shù)必須與實(shí)際使用的電動機(jī)* 4 定子電阻值(P0305)必須正確無誤 5 電動機(jī)的冷卻風(fēng)道是否堵塞 電動機(jī)是否過載
(1)西門子6SE70變頻器故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“E”報(bào)警。
檢查處理:更換一塊新CUVC板送電開機(jī),液晶顯示屏仍顯示“E”報(bào)警,說明故障原因不在CUVC板而在底板。檢查底板,用數(shù)字萬用表測外接DC24V電壓正常,檢測集成塊N3基準(zhǔn)電壓不正常,集成塊N220腳輸出電壓為0.1V,明顯偏低,正常值為15V,查集成塊N2的1腳為11.3V,8腳為0.20V,11腳電源輸入為27.5V,正常。經(jīng)分析判斷1腳、8腳、20腳不正常。測試集成塊N3的1腳電壓為0.31V,2腳的電壓為1.8V,電壓值也都偏低。用熱風(fēng)拆下N3集成塊MC340,測2腳和3腳之間的電阻為84歐。更換一塊新N3集成塊MC340后,測試各引腳電壓,1腳為2.1V,2腳為5.1V,正常。測N2集成塊各腳電壓也都恢復(fù)正常。集成塊N3輸出電壓不正常,引起N2集成塊各腳電壓也出現(xiàn)偏移?;謴?fù)變頻器接線輸入?yún)?shù),啟動變頻器運(yùn)行正常。
(2)西門子6SE70變頻器故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“E”報(bào)警。
檢查處理:用數(shù)字萬用表測底板N2、N3集成塊各腳電壓,N3的1腳N2的8腳電壓都偏低,測V28三極管的基極偏置電阻4.7K歐已變值為150K歐。更換新貼片電阻,測N2、N3各腳電壓正常,因V28基極偏置電阻變值,導(dǎo)致V28三極管截止,造成N2、N3集成塊不能正常工作。
(3)故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“E”報(bào)警。
檢查處理:一臺“E”報(bào)警的變頻器,將變頻器原CUVC板上C通訊板拆下,裝在新CUVC板上,變頻器裝好CUVC板,啟動后,液晶顯示屏仍顯示“E”報(bào)警。拆下CUVC板檢查發(fā)現(xiàn)C通訊板上貼片電阻燒壞。更換新C通訊板,變頻器啟動工作正常。
(4)故障現(xiàn)象:操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“E”報(bào)警。
西門子6SE70變頻器常見控制方式
(一)機(jī)旁控制
1. 應(yīng)用范圍。西門子6SE70變頻器機(jī)旁控制能達(dá)到啟、停、調(diào)速要求,根據(jù)用戶需要,還可以自行選用轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋。機(jī)旁控制的電氣元件,除制動電阻放在控制柜外和啟停按鈕(SB1、SB2)、選擇旋鈕(SA1、SA2)、電流表、轉(zhuǎn)速表放在控制柜的門上,其余電氣都放在控制柜內(nèi)。
2.應(yīng)用說明。由于變頻器在運(yùn)行中容易產(chǎn)生高次諧波,而高次諧波電流使電源與負(fù)載之間不間斷地進(jìn)行能量交換,并不真正做功,所以變頻器輸入電路的無功功率主要是由高次諧波電生的,高次諧波電流的成分越大,功率因數(shù)就越低。改善功率因數(shù)的方法就是在電路中串入交流電抗器。交流電抗器除改善功率因數(shù)外,還能輸入電路中的浪涌電流,并能削弱電流電壓不平衡的現(xiàn)象。
機(jī)旁控制有如下優(yōu)點(diǎn):(1)操作簡便,控制直觀。(2)線路簡單,施工容易,維護(hù)方便。
(二)西門子6SE70變頻器手/自動控制
1. 應(yīng)用范圍。本原理可以滿足變頻器面板控制及外部手/自動控制的需要。手動控制即機(jī)旁控制,自動控制即現(xiàn)場總線系統(tǒng)控制,變頻器面板也可以在變頻器室進(jìn)
行控制。在本設(shè)計(jì)中,現(xiàn)場總線系統(tǒng)控制為主要控制方式,手動控制只作為試車及檢修設(shè)備或其他特殊情況下使用。所以機(jī)旁只設(shè)啟、停按鈕,而不設(shè)調(diào)速旋鈕?,F(xiàn)場總線系統(tǒng)可進(jìn)行啟、停、調(diào)速控制并接入轉(zhuǎn)速、電流反饋。
2. 應(yīng)用說明。在變頻器的工廠設(shè)置狀態(tài)下,傳動命令用控制盤、機(jī)旁、計(jì)算機(jī)給出。置于外部控制時(shí),有兩個(gè)外部控制方式:手動和自動。機(jī)旁(即手動)啟停信號由SB1、SB2決定(SA1斷開),手動給定因不作為生產(chǎn)要求,所以參數(shù)設(shè)置由現(xiàn)場總線系統(tǒng)給定。給定信號連接到模擬量輸入端,計(jì)算機(jī)啟動、停止信號連接到數(shù)字輸入端,手/自動控制轉(zhuǎn)換連接到數(shù)字輸入端,手動和自動由SA1選擇。電流、轉(zhuǎn)速反饋信號連接到模擬量輸入端。啟、停信號根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置為通、斷式信號。外部給定為4mA~20mA,模擬量輸出為0mA~20mA
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SM 321; DI 16 x DC 48-125 V 的技術(shù)規(guī)格
技術(shù)規(guī)格 |
尺寸和重量 |
尺寸 W x H x D (mm) | 40 x 125 x 120 |
重量 | 約 200 g |
模塊特定數(shù)據(jù) |
支持等時(shí)同步 | 不支持 |
輸入點(diǎn)數(shù) | 16 |
電纜長度 · 未屏蔽 · 屏蔽 | 長 600 m 長 1000 m |
電壓、電流、電位 |
在 UI 時(shí)每組可同時(shí)控制的輸入數(shù) | 到 60 V | 到 146 V |
· 水平安裝位置 到 50 °C 到 60 °C | 8 8 | 8 6 |
· 垂直安裝位置 到 40 °C | 8 | 8 |
電氣隔離 | |
· 通道和背板總線之間 | 支持 |
· 通道之間 每組個(gè)數(shù) | 支持 8 |
電位差 · 不同電路之間 | 146 VDC / 132 VAC |
絕緣電壓 | 1500 VDC |
電流消耗 · 背板總線 | 40 mA |
模塊功率損耗 | 典型值 4.3 W |
技術(shù)規(guī)格 |
狀態(tài)、中斷、診斷 |
狀態(tài)顯示 | 每個(gè)通道綠色 LED |
中斷 | 無 |
診斷功能 | 無 |
傳感器選擇數(shù)據(jù) |
輸入電壓 | |
· 額定值 | 48 VDC 到 125 VDC |
· “1” | 30 V 到 146 V |
· “0” | -146 V 到 15 V |
輸入電流 · “1” | 典型值 3.5 mA |
輸入延時(shí) · “0”到“1”跳變 · “1”到“0”跳變 | 0.1 ms 至 3.5 ms 0.7 毫秒至 3.0 毫秒 |
輸入特性 | 符合 IEC 61131,類型 1 |
2 線制 BERO 的連接 · 允許的靜態(tài)電流 | 支持 1 mA |
為傳感器接線 | 使用 20 針前連接器 |
SM 321; DI 16 x AC 120/230 V 的技術(shù)規(guī)格
技術(shù)規(guī)格 |
尺寸和重量 |
尺寸 W x H x D | 40 x 125 x 117 |
重量 | 約 240 g |
模塊特定數(shù)據(jù) |
支持等時(shí)同步 | 不支持 |
輸入點(diǎn)數(shù) | 16 |
電纜長度 · 未屏蔽 · 屏蔽 | 長 600 m 長 1000 m |
電壓、電流、電位 |
額定負(fù)載電壓 L1 全部負(fù)載電壓必須連接至同一相位 | 120/230 V |
可同時(shí)控制的輸入數(shù) | |
· 水平安裝位置(到 60 °C) | 16 |
· 垂直安裝位置(到 40 °C) | 16 |
電氣隔離 | |
· 通道和背板總線之間 | 支持 |
· 通道之間 每組個(gè)數(shù) | 支持 4 |
電位差 | |
· Minternal 和輸入之間 | 230 VAC |
· 不同組的輸入之間 | 500 VAC |
絕緣電壓 | 4000 VDC |
電流消耗 | |
· 背板總線 | 29 mA |
模塊功率損耗 | 典型值 4.9 W |
技術(shù)規(guī)格 |
狀態(tài)、中斷、診斷 |
狀態(tài)顯示 | 每個(gè)通道綠色 LED |
中斷 | 無 |
診斷功能 | 無 |
傳感器選擇數(shù)據(jù) |
輸入電壓 · 額定值 · “1” · “0” · 頻帶 | 120/230 VAC 79 V 到 264 V 0 V 到 40 V 47 Hz 到 63 Hz |
輸入電流 · “1” 120 V、60 Hz 230 V、50 Hz | 典型值 6.5 mA 典型值 16.0 mA |
輸入延時(shí) · “0”到“1”跳變 · “0”到“1”跳變 | 25 ms 25 ms |
輸入特性 | 符合 IEC 61131,類型 1 |
2 線制 BERO 的連接 · 允許的靜態(tài)電流 | 支持 2 mA |
為傳感器接線 | 使用 20 針前連接器 |
西門子6SE6420-2UD21-5AA1
1.PLC的安裝PLC適用于大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場,但它對使用場合、環(huán)境溫度等還是有一定要求??刂芇LC的工作環(huán)境,可以有效地提高它的工作效率和壽命。在安裝PLC時(shí),要避開下列場所:
(1)環(huán)境溫度超過0~50℃的范圍;
(2)相對濕度超過85%或者存在露水凝聚(由溫度突變或其他因素所引起的);
(3)太陽光直接照射;
(4)有腐蝕和易燃的氣體,例如*、硫化氫等;
(5)有打量鐵屑及灰塵;
(6)頻繁或連續(xù)的振動,振動頻率為10~55Hz、幅度為0.5mm(峰-峰);
(7)超過10g(重力加速度)的沖擊。
小型可編程控制器外殼的4個(gè)角上,均有安裝孔。有兩種安裝方法,一是用螺釘固定,不同的單元有不同的安裝尺寸;另一種是DIN(德國共和標(biāo)準(zhǔn))軌道固定。DIN軌道配套使用的安裝夾板,左右各一對。在軌道上,先裝好左右夾板,裝上PLC,然后擰緊螺釘。為了使控制系統(tǒng)工作可*,通常把可編程控制器安裝在有保護(hù)外殼的控制柜中,以防止灰塵、油污、水濺。為了保證可編程控制器在工作狀態(tài)下其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內(nèi),安裝機(jī)器應(yīng)有足夠的通風(fēng)空間,基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔。如果周圍環(huán)境超過55C,要安裝電風(fēng)扇,強(qiáng)迫通風(fēng)。
為了避免其他外圍設(shè)備的電干擾,可編程控制器應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離高壓電源線和高壓設(shè)備,可編程控制器與高壓設(shè)備和電源線之間應(yīng)留出至少200mm的距離。
3.接地良好的接地是保證PLC可*工作的重要條件,可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線與機(jī)器的接地端相接,基本單元接地。如果要用擴(kuò)展單元,其接地點(diǎn)應(yīng)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾,應(yīng)給可編程控制器接上地線,接地點(diǎn)應(yīng)與動力設(shè)備(如電機(jī))的接地點(diǎn)分開。若達(dá)不到這種要求,也必須做到與其他設(shè)備公共接地,禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點(diǎn)應(yīng)盡可能*近PLC。
4.直流24V接線端使用無源觸點(diǎn)的輸入器件時(shí),PLC內(nèi)部24V電源通過輸入器件向輸入端提供每點(diǎn)7mA的電流。PLC上的24V接線端子,還可以向外部傳感器(如接近開關(guān)或光電開關(guān))提供電流。24V端子作傳感器電源時(shí),COM端子是直流24V地端。如果采用擴(kuò)展船員,則應(yīng)將基本單元和擴(kuò)展單元的24V端連接起來。另外,任何外部電源不能接到這個(gè)端子。如果發(fā)生過載現(xiàn)象,電壓將自動跌落,該點(diǎn)輸入對可編程控制器不起作用。
每種型號的PLC的輸入點(diǎn)數(shù)量是有規(guī)定的。對每一個(gè)尚未使用的輸入點(diǎn),它不耗電,因此在這種情況下,24V電源端子向外供電流的能力可以增加。FX系列PLC的空位端子,在任何情況下都不能使用。