西門子變頻器6SE6440-2UE35-5FA1

西門子變頻器6SE6440-2UE35-5FA1

MICROMASTER 440 無濾波器 500-600V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 恒定轉(zhuǎn)矩 55kW 過載 150% 60S，200% 3S 二次矩 75kW 850x 350x 320（高x寬x深） 防護(hù)等級 IP20 環(huán)境溫度 -10+50°C 無 AOP/BOP

　知識點：a、首先要熟悉S7-200PLC模擬量輸入、輸出模塊的硬件特性。西門子plc系列常有問題及解決辦法組態(tài)王和多臺西門子S7-300、400PLC通過dp協(xié)議通訊時，設(shè)備地址應(yīng)如何定義。1）硬件連接：計算機中插入一塊CP5611（或CP5613)可實現(xiàn)將多個S7-300/400PLC連接在一條DP總線上。

　　完成了對于西門子變頻器的初步測量后需要對西門子變頻器進(jìn)行上電測量，以西門子變頻器中MM4變頻器為例：
　?。?）上電后西門子變頻器上的數(shù)碼管顯示的是F231故障時，則意味著西門子變頻器的電源驅(qū)動板或是主控板存在問題，則可以更換西門子變頻器中的電源驅(qū)動板或是主控板來進(jìn)行測試。
　?。?）在西門子變頻器上電后如面板無顯示或是面板下的指示燈不亮，則意味著西門子變頻器的整流供電部分存在問題，應(yīng)當(dāng)對西門子變頻器中的供電部分進(jìn)行檢測，可以使用萬用表對西門子變頻器中的整流部分中的整流二級管進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)存在問題的二極管直接進(jìn)行更換即可解決問題。
　?。?）如西門子變頻器上電后顯示的是（------），多數(shù)意味著西門子變頻器中的主控板存在問題，可以通過更換西門子變頻器主控板的方式予以解決，造成此類故障的原因主要是由于西門子變頻器外部接入線中存在著較大的雜波，從而使得西門子變頻器主控板上的電阻、電容等遭到?jīng)_擊后損壞所造成的，此外，在西門子變頻器工作的過程中也會產(chǎn)生較大的熱量，如西門子變頻器主控板散熱不好也會造成主控板上的電子部件燒毀。

　脈動與噪聲
理想的直流電源應(yīng)供給純潔的直流，但是總有一些干擾存在，比如在開關(guān)電源輸出端口疊加的脈動電流和高頻振動。這兩種干擾再加上電源本身發(fā)生的尖峰噪聲使電源呈現(xiàn)斷續(xù)和隨意的漂移。。
一、西門子變頻器選型時要確定以下幾點：
1) 采用變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等;
2) 西門子變頻器的負(fù)載類型;如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時的方式方法;
3) 西門子變頻器與負(fù)載的匹配問題;
I.電壓匹配;西門子變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。
II. 電流匹配;普通的離心泵，西門子變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機性能參數(shù)，以電流確定西門子變頻器電流和過載能力。

西門子變頻器6SE6440-2UE35-5FA1

1.根據(jù)負(fù)載選購變頻器 　

　電動機所帶動的負(fù)載不一樣，對變頻器的要求也不一樣。 　

　A:風(fēng)機和水泵是zui普通的負(fù)載：對變頻器的要求zui為簡單，只要變頻器容量等于電動機容量即可（空壓機、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂噴泉需加大容量）。 　

　B:起重機類負(fù)載：這類負(fù)載的特點是啟動時沖擊很大，因此要求變頻器有一定余量。同時，在重物下放肘，會有能量回饋，因此要使用制動單元或采用共用母線方式。

　　C:不均行負(fù)載：有的負(fù)載有時輕，有時重，此時應(yīng)按照重負(fù)載的情況來選擇變頻器容量，例如軋鋼機機械、粉碎機械、攪拌機等。 　

　D:大慣性負(fù)載：如離心機、沖床、水泥廠的旋轉(zhuǎn)窯，此類負(fù)載慣性很大，因此啟動時可能會振蕩，電動機減速時有能量回饋。。應(yīng)該用容量稍大的變頻器來加快啟動，避免振蕩。配合制動單元消除回饋電能。 　

　2.用戶應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機械的具體情況選購 　

　如果是挖土機，應(yīng)選擇具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型變頻器，因為這種變頻器低速轉(zhuǎn)矩大，靜態(tài)機械特性硬度大，不怕負(fù)載沖擊，可以通過加大電動機和變頻器容量的辦法，提高低速轉(zhuǎn)矩； 　　如果是控制壓縮機，由于壓縮機的轉(zhuǎn)矩特性比較復(fù)雜，尤其是起動轉(zhuǎn)矩很大，因此應(yīng)選擇轉(zhuǎn)矩特性好和具有限流功能的高性能矢量變頻器。如果是造紙、化纖設(shè)備用，應(yīng)選擇高精度、高響應(yīng)特性的閉環(huán)矢量變頻器。 　

　3.根據(jù)可靠性選購變頻器 　　采用變頻器的目的就是提高生產(chǎn)效率，如果性能雖好但可靠性不好，經(jīng)常出問題，那就得不償失。我國國土遼闊，南方地區(qū)常年高溫潮濕，沿海地區(qū)則以鹽腐蝕為主，這些都會造成設(shè)備絕緣下降，北方氣候干燥，容易產(chǎn)生靜電，冬夏溫差大，還有每個企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境更是千差萬別，這些因素都是在選購變頻器時應(yīng)考慮的。有的變頻器性能雖然很好，但環(huán)境適應(yīng)能力差，就有可能經(jīng)常出故障影響生產(chǎn)。

　　4.根據(jù)價格選購變頻器 　　這是選購變頻器時主要考慮的因素， 　　但如果片面追求低價格，往往會導(dǎo)致質(zhì)量與可靠性的下降，因為變頻器中的功率器件和主回路電解電容約占70%的成本，有些廠家為了降低成本，用耐壓1000伏的模塊代替1200伏的模塊，用電流25A的代替30A的，用普通低頻電解電容代替變頻器高頻電解電容，這種變頻器在正常情況下或短時間內(nèi)使用不會發(fā)現(xiàn)有什么問題，但是由于模塊的功率余量降低了，一旦碰上電機堵轉(zhuǎn)、電網(wǎng)瞬時高電壓、持續(xù)高溫等情況，就很容易損壞。 　

　5.根據(jù)功率模塊選購變頻器 　　現(xiàn)已普遍的變頻器關(guān)鍵器件的功率模塊是IGBT模塊和IPM智能功率模塊，特別是IPM模塊，雖然成本較高，但由于模塊內(nèi)部具有過流、短路、欠壓、輸出接地、過熱等保護(hù)功能，一旦發(fā)生異常，模塊內(nèi)部立即自行保護(hù)，然后再通過外部保護(hù)電路進(jìn)行二次保護(hù)，燒模塊的可能性大為降低，可靠性顯著提高。而采用GTR模塊的產(chǎn)品，由于GTR自身無保護(hù)功能，外部保護(hù)電路和推動電路又很復(fù)雜，一旦保護(hù)跟不上，模塊頃刻間就燒毀。有的廠家為了降低成本，仍采用GTR模塊，這也是選購變頻器時需要注意的。

　　在安裝變頻器時也要注意，安裝地點必需符合標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的要求，否則易引起故障或縮短使用壽命；變頻器與驅(qū)動馬達(dá)之間的距離一般不超過50米，若需更長的距離則需降低載波頻率或增加輸出電抗器選件才能正常運轉(zhuǎn) 　　zui后，要選擇選擇具有良好技術(shù)實力與售后服務(wù)的生產(chǎn)廠家或經(jīng)銷商，再好的產(chǎn)品都有出故障的可能，只有具有良好技術(shù)實力的生產(chǎn)廠家或經(jīng)銷商，可以獲得周到的技術(shù)服務(wù)，免除后顧之憂
 

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)歷了以下幾種。

1、U/f=C的正弦脈寬調(diào)制（SPWM）控制方式

其特點是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，這種控制方式在低頻時，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zui大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(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、控制曲線會隨負(fù)載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時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。

2、電壓空間矢量（SVPWM）控制方式

它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制的。經(jīng)實踐使用后又有所改進(jìn)，即引入頻率補償，能消除速度控制的誤差；通過反饋估算磁鏈幅值，消除低速時定子電阻的影響；將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié)較多，且沒有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒有得到*。

3、矢量控制（VC）方式

矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標(biāo)系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1（Im1相當(dāng)于直流電動機的勵磁電流；It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流），然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進(jìn)行獨立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測，系統(tǒng)特性受電動機參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實際的控制效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果。

4、直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）方式

1985年，德國魯爾大學(xué)的DePenbrock教授*提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。目前，該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。

直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動機的數(shù)學(xué)模型，控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學(xué)模型。

5、矩陣式交—交控制方式

    VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進(jìn)行四象限運行。為此，矩陣式交—交變頻應(yīng)運而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實現(xiàn)的。具體方法是： 控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現(xiàn)無速度傳感器方式； 自動識別（ID）依靠精確的電機數(shù)學(xué)模型，對電機參數(shù)自動識別； 算出實際值對應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行實時控制； 實現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM信號，對逆變器開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。

矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)（<2ms），很高的速度精度（±2％，無PG反饋），高轉(zhuǎn)矩精度（<＋3％）；同時還具有較高的起動轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時（包括0速度時），可輸出150％～200％轉(zhuǎn)矩。