6ES5635-0UA11 6ES5240-1AA21
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行 业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
发布时间:2021-03-11
G110系列变频器是一种具有基本功能的变频器,适用于广泛的工业变速驱动应用。SINAMICS G110 变频器的结构极为紧凑,通过对单相电源(200 V 至 240 V)进行电压-频率控制来运行。它是低功率范围 SINAMICS 系列中的理想低成本变频器解决方案。
G110系列变频器可以采用两种控制方式:模拟输入的控制信号或USS串行通讯(采用RS485协议)的控制信号。在使用各种规格和型号的变频器时,可以带有滤波器,也可以不带滤波器(包括带有“平板式”散热器的变频器)。 它们既可用于单机驱动系统,也可集成到‘自动化系统’中。
G110系列变频器由微处理器控制,并采用具有现代技术水平的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为功率输出器件。因此,它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的,因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。SINAMICS G110变频器具有缺省的工厂设置参数时,它是数量众多的采用简单 V/f 控制的电动机变速驱动系统供电理想变频驱动装置。由于 SINAMICS G110变频器具有全面而完善的控制功能,在设置相关参数以后,它适用的领域也非常广泛。变频器的参数既可以用 USS 串行通讯方式进行修改,也可以用 BOP 进行修改。
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选择使用编辑
西门子公司不同类型的变频器,用户可以根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。在选择变频器时因注意以下几点注意事顼:
1、根据负载特性选择变频器,如负载为恒转矩负载需选择西门子mmv/mdv、mm420/mm440变频器,如负载为风机、泵类负载应选择西门子430变频器。
2、选择变频器时应以实际电动机电流值作为变频器选择的依据,电动机的额定功率只能作为参考。另外,应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波,会使电动机的功率因数和效率变差。因此,用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较,电动机的电流会增加10%而温升会增加20%左右。所以在选择电动机和变频器时应考虑到这种情况,适当留有余量,以防止温升过高,影响电动机的使用寿命。
3、变频器若要长电缆运行时,此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两挡选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。
4、当变频器用于控制并联的几台电动机时,一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。如果超过规定值,要放大两挡来选择变频器,另外在此种情况下,变频器的控制方式只能为v/f控制方式,并且变频器无法实现电动机的过流、过载保护,此时,需在每台电动机侧加熔断器来实现保护。
5、对于一些的应用场合,如高环境温度、高开关频率、高海拔等,此时会引起变频器的降容,变频器需放大一挡选择。
6、使用变频器控制高速电动机时,由于高速电动机的电抗小,会产生较多的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。因此,选择用于高速电动机的变频器时,应比普通电动机的变频器稍大一些。
7、变频器用于变极电动机时,应充分注意选择变频器的容量,使其大额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外,在运行中进行极数转换时,应先停止电动机工作,否则,会造成电动机空转,恶劣时会造成变频器损坏。
8、驱动防爆电动机时,变频器没有防爆构造,应将变频器设置在危险场所之外。
9、使用变频器驱动齿轮减速电动机时,使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时,在低速范围内没有限制;在超过额定转速以上的高速范围内,有可能发生润滑油用光的危险。因此,不要超过高转速容许值。
10、变频器驱动绕线转子异步电动机时,大多是利用已有的电动机。绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比,绕线电动机绕组的阻抗小。因此,容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象,所以应选择比通常容量稍大的变频器。一般绕线电动机多用于飞轮力矩gd2较大的场合,在设定加减速时间时应多注意。
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西门子MM440操作面板静态识别动态优化
静态识别
为了取得良好的控制效果必须进行电动机参数的静态识别,以构建准确的电机模型。静态识别步骤:
1. 快速调试完成后,设置P1910=1,此时会出现A0541报警;
2.给变频器启动命令(启动命令来源通过P0700参数选择),此时变频器启动向电机内注入电流,电机会发出吱吱的电磁噪声。该过程持续时间因电机功率不同会有很大差异,电机功率越大持续时间约长,小功率电机通常只需要十几秒钟;
3.如果没有出现故障,变频器停止,A0541报警消失,P1910被复位为0表示静态识别过程结束。如果出现F0041表示电机数据检测错误,可能由于电机铭牌数据不准确或电机接法错误导致。
注:MM420/430/440快速调试流程参数不完全相同,详细信息请参考相关产品操作手册。
西门子G120变频器6SL3210-1KE21-7UP1 SINAMICS G120C 标称功率:7.5kW 有 150% 过载 3 秒 380-480V+10/-20% 三相交流 47-63Hz 未过滤 I/O-接口: 6DI,2DO,1AI,1AO 集成式安全转矩切断 现场总线集成:PROFIBUS DP 防护等级 IP20/UL Open Typ 尺寸:FSB 196x 100x 203(高x宽x深) 外部 24V
西门子G120变频器6SL3210-1KE21-7UP1
安全扭矩关闭(STO)
防止驱动器的主动运动
尺寸为FSD至FSG的PM240-2功率模块提供额外的端子以实现STO acc。符合IEC 61508 SIL 3和EN ISO 13489-1 PL e和3类。
安全停止1(SS1)
用于连续安全制动斜坡
安全制动控制(SBC)用于安全控制保持
制动。启用后,SBC始终与STO同时激活。安全制动继电器用于SBC。
扩展安全功能(根据IEC 61508 SIL 2和EN ISO 13849-1 PL d和类别3认证)
安全限速(SLS)
防止超过速度限制的危险运动
安全方向(SDI)
此功能可确保驱动器只能沿选定的方向旋转。
安全速度监视器(SSM)
此功能表示驱动器是否低于特定速度/进给速度。
可通过PROFIsafe或安全输入激活基本安全和扩展安全功能。
所有安全功能都不需要电机编码器,因此它们更便宜且更容易实现。特别是现有系统可以使用安全技术简单地更新,而无需更换电动机或机械系统。
安全扭矩关闭(STO)功能可以不受限制地用于所有应用。 SS1,SLS,SSM和SDI功能仅允许在转换器关闭时负载永远不会加速的应用中。因此,它们不允许用于涉及诸如起重装置和退绕装置的牵引负载的应用。
更多信息请参见Safety Integrated部分。
的进料技术
PM250功率模块采用创新的馈电技术。该技术允许由连接到标准转换器的发电机模式运行的电动机产生的能量反馈到供电系统中。对于控制柜,可以避免额外的温升,并且由于可以消除诸如制动电阻器,制动斩波器和线路电抗器之类的部件,可以减少所需的空间量。此外,布线和工程成本显着降低。同时,可以降低能耗,并显着降低持续运营成本。
创新的冷却概念和电子模块上漆
新的冷却系统和电子模块的上漆显着延长了设备的使用寿命或使用寿命。
通过外部散热器处理所有热量损失
控制单元的相应对流冷却,电子模块不在风道中
来自风扇的所有冷却空气都被引导通过散热器
能源效率
集成技术有助于优化参考特定应用的工厂或系统的能源使用情况:
带或不带传感器的节能矢量控制
使用V / f ECO模式自动减少通量
综合节能计算机
更多信息请参见能效部分。
优势
模块化确保了适合未来的驱动概念的灵活性
控制单元可以热插拔
可插拔终端
模块可以轻松更换,这使系统非常友好
集成安全功能可显着降低将驱动器集成到安全型机器或系统中的成本
尺寸为FSD至FSG的PM240-2功率模块提供额外的端子以实现STO acc。符合IEC 61508 SIL 3和EN ISO 13489-1 PL e和3类。
通过PROFINET或PROFIBUS与PROFIdrive Profile 4.0进行通信
全厂工程
易于操作
借助可选的SINAMICS G120 Smart Access,可通过移动设备或笔记本电脑进行无线调试,操作和诊断
创新的电路设计(具有“精简”直流链路的双向输入整流器)允许在使用PM250功率模块时将负载的动能反馈到供电系统。这种反馈能力提供了巨大的节约潜力,因为产生的能量不再需要在制动电阻器中转换成热量
集成的USB接口,可简化本地调试和诊断
控制单元CU230P-2:适用于泵,风扇和压缩机的应用特定功能
综合是例如:
4个可自由编程的PID控制器
特定于应用程序的向导
Pt1000- / LG-Ni1000- / DIN-Ni1000温度传感器接口
230 V AC继电器
3个可自由编程的数字时间开关
详细信息可在目录D 35中找到。
设计紧凑
框架尺寸FSAA允许轻松安装DIN导轨
并排设计
高功率密度,低包络尺寸
在狭窄的空间内安装简单
空间要求低
用于靠近机器的小型控制柜中
优化的参数集
优化调试
精简版操作说明
可以使用BOP-2或IOP-2操作面板
集成USB连接
简单快速的软件参数分配
在调试和运行期间使用简单
限度地降低培训成本,可以使用现有的SINAMICS专有技术
服务质量高,维护简单
插入式终端
使用BOP-2,IOP-2或存储卡进行克隆功能
“开启”和“开启电机”的运行时间计数器
快速机械安装
直观的标准调试
全集成自动化的组成部分
节能,无传感器矢量控制
使用V / f ECO自动减少通量
综合节能计算机
安全集成(STO)
?带PROFINET / EtherNet / IP,PROFIBUS DP,USS / Modbus RTU的通讯版本
借助可选的SINAMICS G120 Smart Access,可通过移动设备或笔记本电脑进行无线调试,操作和诊断
涂层模块
工作温度可达60°C
西门子G120变频器6SL3210-1KE21-7UP1
变频器的设定参数多,每个参数均有一定的选择范围,
使用中常常遇到因个别参数设置不当,导致变频器不能正常工作的现象。
控制方式:即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。
低运行频率:即电机运行的小转速,电机在低转速下运行时,其散热性能很差,电机长时间运行在低转速下,会导致电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会,也会导致电缆发热。
高运行频率:一般的变频器大频率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高频率将使电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的超额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。
载波频率:载波频率设置的越高其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
电机参数:变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
跳频:在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点。
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低压变频器 MICROMASTER
MICROMASTER 系列变频器可满足 0.12 kW 至 250 kW 功率范围的驱动应用要求:从采用电压-频率控制(V/f 控制)的简单应用,直至采用闭环矢量控制和编码器反馈的复杂应用。
MICROMASTER 420 – 优点简介
设计紧凑
电抗器和滤波器等基本部件可对紧凑型解决方案加以补充
功能多样
可方便地针对多种用途进行调试
具有通信功能
各种通讯接口可确保能够用于常见的网络应用
MICROMASTER 430 – 说明
由驱动系统执行的每个任务都具有自身的特定要求。因此,需要提供可方便而灵活地加以调整以应对各种挑战的变频器解决方案。西门子的模块化 MICROMASTER 430 变频器就拥有这种灵活性。它用于工业领域内的泵和风机,可执行相似应用中的广泛任务。与 MICROMASTER 420 相比,这种变频器能效更高,输入与输出更多,并且操作员面板经过优化,可在手动和自动操作模式之间切换。
MICROMASTER 440 – 优点简介
HMI
文本面板简化了操作,并支持使用多种外国语言
动态驱动和制动
具有各种控制和制动类型
具有通讯功能
各种通讯接口可确保能够用于常见的网络应用
MICROMASTER 440 – 说明
在变频器领域,也存在着一些难以控制的东西。直到西门子功能强大的变频器问世之后,情况才有了改观。MICROMASTER 440 是针对与通常相比需要更加广泛的功能和更高动态响应的应用而设计的。这些矢量控制系统可确保一致的高驱动性能,即使发生突然负载变化时也是如此。由于具有快速响应输入和定位减速斜坡,因此,甚至在不使用编码器的情况下也可以移动至目标位置。该变频器带有一个集成制动斩波器,即使在制动和短减速斜坡期间,也能以突出的精度工作。所有这些均可在 0.12 kW (0.16 HP) 直至 250 kW (350 HP) 的功率范围内实现。
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故障处理编辑
由于西门子变频器在中国市场的一个庞大的销售量,在使用中必然会碰到许多问题,以下就西门子变频器的一些常见故障在这里说明:
西门子变频器应该是进入中国市场较早的一个,
所以有些老的产品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用户在使用。对于MICRO MASTER系列变频器常见的故障就是通电无显示,该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形发生器,该芯片的损坏会导致开关电源无法工作,从而也无常显示,此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无常工作。对于MIDI MASTER系列变频器较常见的故障主要有驱动电路的损坏,以及IGBT模块的损坏,MIDI MASTER的驱动电路是由一对对管去驱动IGBT模块的,而这对管也是容易损坏的元器件,损坏原因常由于IGBT模块的损坏,而导致高压大电流窜入驱动回路,导致驱动电路的元器件损坏。
对于6SE70系列变频器,由于质量较好,故障率明显降低,经常会碰到的故障现象有(直流电压低),由于是直接通过电阻降压来取得采样信号,所以故障F008的出现主要是由于采样电阻的损坏而导致的。此外,还会碰到F025、F026、F027关于输入相缺失的报警,故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能,输入检测电路的损坏会导致输入缺相报警,如排除此故障原因,报警信号还不能消除,那故障很有可能就是CU板的损坏了。此外F011(过电流)故障也是一个常见的故障,电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一,此外,在维修中经常会碰到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011报警,要特别注意由于这种原因而引起的故障报警。
对于ECO的变频器,碰到多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏,引起的原因也主要是由于强电侧(功率模块)与弱电侧(驱动电路)没有隔离电路,导致强电进入了控制电路,引起驱动电路及开关电源大面积烧坏,此外预充电回路损坏也是常见故障(30KW以上),由于限流回路设计在交流输入侧,只要有三相交流电源任意一路送电时有时序上的超前和滞后,都有可能引起自身一路或其余两路充电时电流过大,而使得限流电阻和切入继电器烧毁。F231故障也是ECO变频器的一种常见故障,引起原因就是因为采样电阻的损坏。
西门子变频器故障分析及处理方法:
一般来说,当遇到西门子变频器故障时,再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧,线路板上有没有明显烧损的痕迹。
具体方法是:用万用表(好是用模拟表)的电阻1K档,黑表棒接变频器的直流端(-)极,用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。然后,反过来将红表棒接变频器的直流端(+)极,黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。否则,说明模块损坏。这时候不能盲目上电,特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电,以免造成更大的损失。
简介编辑
SINAMICS G120C紧凑型变频器,在许多方面为同类变频器的设计树立了典范。包括它紧凑的尺寸,便捷的快速调试,简单的面板操作,方便友好的维护以及丰富的集成功能都将成为新的标准。
SINAMICS G120C是为满足OEM用户对于高性价比和节省空间的要求而设计的变频器,同时它还具有操作简单和功能丰富的特点。这个系列的变频器与同类相比相同的功率具有更小的尺寸,并且它安装快速,调试简便,以及它友好的用户接线方式和简单的调试工具都使它与众不同。集成众多功能:安全功能(STO,可通过端子或PROFIsafe激活),多种可选的通用的现场总线接口,以及用于参数拷贝的存储卡槽。
SINAMICS G120C 变频器包含三个不同的尺寸功率范围从0.55kW到18.5kW。为了提高能效,变频器集成了矢量控制实现能量的优化利用并自动降低了磁通。该系列的变频器是全集成自动化的组成部分,并且可选PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通讯接口。操作控制和调试可以快速简单地采用PC机通过USB接口,或者采用BOP-2(基本操作面板)或IOP(智能操作面板)来实现。 [2]
日常维护编辑
操作人员必须熟悉西门子变频器的基本工作原理、功能特点,
西门子变频器
西门子变频器(图4)
所以有些老的产品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用户在使用。对于MICRO MASTER系列变频器常见的故障就是通电无显示,该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形发生器,该芯片的损坏会导致开关电源无法工作,从而也无常显示,此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无常工作。对于MIDI MASTER系列变频器较常见的故障主要有驱动电路的损坏,以及IGBT模块的损坏,MIDI MASTER的驱动电路是由一对对管去驱动IGBT模块的,而这对管也是容易损坏的元器件,损坏原因常由于IGBT模块的损坏,而导致高压大电流窜入驱动回路,导致驱动电路的元器件损坏。
对于6SE70系列变频器,由于质量较好,故障率明显降低,经常会碰到的故障现象有(直流电压低),由于是直接通过电阻降压来取得采样信号,所以故障F008的出现主要是由于采样电阻的损坏而导致的。此外,还会碰到F025、F026、F027关于输入相缺失的报警,故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能,输入检测电路的损坏会导致输入缺相报警,如排除此故障原因,报警信号还不能消除,那故障很有可能就是CU板的损坏了。此外F011(过电流)故障也是一个常见的故障,电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一,此外,在维修中经常会碰到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011报警,要特别注意由于这种原因而引起的故障报警。
对于ECO的变频器,碰到多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏,引起的原因也主要是由于强电侧(功率模块)与弱电侧(驱动电路)没有隔离电路,导致强电进入了控制电路,引起驱动电路及开关电源大面积烧坏,此外预充电回路损坏也是常见故障(30KW以上),由于限流回路设计在交流输入侧,只要有三相交流电源任意一路送电时有时序上的超前和滞后,都有可能引起自身一路或其余两路充电时电流过大,而使得限流电阻和切入继电器烧毁。F231故障也是ECO变频器的一种常见故障,引起原因就是因为采样电阻的损坏。
西门子变频器故障分析及处理方法:
一般来说,当遇到西门子变频器故障时,再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧,线路板上有没有明显烧损的痕迹。
具体方法是:用万用表(是用模拟表)的电阻1K档,黑表棒接变频器的直流端(-)极,用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。然后,反过来将红表棒接变频器的直流端(+)极,黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。否则,说明模块损坏。这时候不能盲目上电,特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电,以免造成更大的损失。
如果以上测量西门子变频器故障结果表明模块基本没问题,可以上电观察。
1、上电后面板显示[F231]或[F002](MM3变频器),这种故障一般有两种可能。常见的是由于电源驱动板有问题,也有少部分是因为主控板造成的,可以先换一块主控板试一试,否则问题肯定在电源驱动板部分了。
2、上电后面板无显示(MM4变频器),面板下的指示灯[绿灯不亮,黄灯快闪],这种现象说明整流和开关电源工作基本正常,问题出在开关电源的某一路不正常(整流二极管击穿或开路,可以用万用表测量开关电源的几路整流二极管,很容易发现问题。换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管的耐压偏低,电源脉动冲击造成的。
3、有时显示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4),敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常,一般属于接插件的问题,检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件质量问题或焊接不良所致。
4、上电后显示[-----](MM4),一般是主控板问题。多数情况下换一块主控板问题就解决了,一般是因为控制线路有强电干扰造成主控板某些元件(如帖片电容、电阻等)损坏所至,或与主控板散热不好也有一定的关系。但也有个别问题出在电源板上。
5、上电后显示正常,一运行即显示过流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空载也一样,一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题,需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电,不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏!这种问题的出现,一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大(特别是偏低)使得变频器脉动电流过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。
总结以上,大的原器件如IGBT功率模块出问题的比例倒是不多,因为一些低端的简单原器件问题和装配问题引发的故障比例较多,如果有图纸和零件,这些问题便不难解决而且费用不高,否则解决这些问题还是不容易的。简单的办法就是换整块的线路板!