(SIEMENS)上海非俗工控自動化設備有限公司（西門子分銷商）
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根據(jù)電機轉速的公式
n=n1(1-s)(1)
N1=60f/p(2)
式中：n-電機轉速;n1-電機的同步轉速;s-滑差;f-旋轉磁場頻率;P-電機極對數(shù)
可知改變電機轉速的方法有改變滑差s、改變旋轉磁場頻率f、改變電機極對數(shù)p三種。
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調的交流電源。是由由主電路和控制帶電路組成的。主電路是給異步電動機提供可控電源的電力轉換部分，變頻器的主電路分為兩類，其中電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波部分是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波部分是電感。它由三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的整流部分，吸收在轉變中產生的電壓脈動的平波回路部分，將直流功率變換為交流功率的逆變部分。控制電路是給主電路提供控制信號的回路，它有決定頻率和電壓的運算電路，檢測主電路數(shù)值的電壓、電流檢測電路，檢測電動機速度的的速度檢測電路，將運算電路的控制信號放大的驅動電路，以及對逆變器和電動機進行保護的保護電路組成。
現(xiàn)在大多數(shù)的變頻器基本都采用交直交方式(VVVF變頻或矢量控制)，將工頻交流電源通過整流器轉換為直流電源，再把直流電源轉換成近似于正弦波可控的交流電以供給電動機。
三相交流電經(jīng)過VD1～VD6整流后，正極經(jīng)過RL，RL在這里是防止電流忽然變大。經(jīng)過RL電流趨于穩(wěn)定，晶閘管觸點會導通。之后直流電壓加在了濾波電容CF1、CF2上，這兩個電容的作用是讓直流電波形變得更加平滑。之所以是兩個電容是由于一個電容的耐壓有限，所以用兩個電容串聯(lián)起來使用。均壓電阻R1、R2是讓CF1和CF2上的電壓一樣，兩個電容的容量不同的話，分壓就會不同，所以各并聯(lián)了一個均壓電阻。而中間的放電回路作用則是釋放掉感性負載啟動或停止時的反電勢，用來保護逆變管V1～V6和整流管VD1～VD6。直流母線電壓加到V1～V6六個IGBT上，基極由控制電路控制。控制電路控制某三個管子的導通給電機繞組內提供電流，產生磁場使電機運轉。 [1]
優(yōu)點
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HMI純文本面板簡化了操作，并支持使用多種外國語言
動態(tài)驅動和制動
具有各種控制和制動類型
具有通訊功能
各種通訊接口可確保能夠用于常見的網(wǎng)絡應用
技術數(shù)據(jù)
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電壓和功率范圍
200-240 V，± 10%，單相交流，0.12 - 3 kW (0.16 - 4 HP)
200-240 V，± 10%，0.12 - 45 kW (0.16 - 60 HP)
380-480 V，± 10%，0.37 - 250 kW (0.5 - 350 HP)
500-600 V，± 10%，0.75 - 90 kW (1.0 - 125 HP)
控制類型矢量控制，F(xiàn)CC（磁通電流控制），多點特性（可參數(shù)化的 V/f 特性），V/f特性
典型用途
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廣泛應用于物流系統(tǒng)、紡織工業(yè)、升降機、舉升設備、機械工程以及食品飲料和煙草等領域。
選型
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作為企業(yè)一名采購員，有必要在選購自動化產品MM4變頻器選型時應需要注意那些事項，只有在了解MM4變頻器選型八個原則才能為企業(yè)選購更好MM4變頻器。
一、以實際電機電流值作為變頻器選擇的根據(jù)。在選擇MM4變頻器應充分考慮變頻器的輸出高次諧波比較高，高次諧波會使電動機的功率因數(shù)和效率變壞。所以在選擇電動機和變頻器時，應考慮到這種情況，適當留有余量，以防止溫升過高，影響電動機的使用壽命。
二、根據(jù)負載特性選擇變頻器。如負載為恒轉矩負載需選siemensMM4變頻器，如果是負載為風機、泵類負載需選擇MM430變頻器。
三、需要長電纜變頻器運行的，應采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。
四、對于一些高環(huán)境溫度、高開關頻率（尤其是在樓宇自控等對噪音限制較高的應用場所使用時需注意）、高海拔高度等，此時會引起變頻器的降容，變頻器需放大一檔選擇。如果變頻器的供電電源是自備電源，好加上進線電抗器。
五、運用變頻器驅動齒輪減速電動機時，運用范圍遭到齒輪轉變有些光滑方法的制約。光滑油光滑時，在低速范圍內沒有約束；在超越額外轉速以上的高速范圍內，有可能發(fā)生光滑油用光的風險。因而，不要超越高轉速容許值。
六、變頻器驅動繞線轉子異步電動機時，大多是使用已有的電動機。繞線電動機與通常的鼠籠電動機比較，繞線電動機繞組的阻抗小。因而，容易發(fā)生因為紋波電流而導致的過電流跳閘表象，所以應挑選比通常容量稍大的變頻器。通常繞線電動機多用于飛輪力矩GD2較大的場合，在設定加減速時間時應多注重。
七、變頻器驅動同步電動機時，與工頻電源比較，會下降輸出容量10%～20%，變頻器的接連輸出電流要大于同步電動機額外電流與同步牽入電流的標幺值的乘積 。
八、關于壓縮機、振動機等轉矩動搖大的負載和油壓泵等有峰值負載狀況下，若是依照電動機的額外電流或功率值挑選變頻器的話，有可能發(fā)生因峰值電流使過電流維護舉措表象。因而，應知道工頻運轉狀況，挑選比其大電流更大的額外輸出電流的變頻器。 [2]
調試
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一、對于440變頻器的調試應首先確認變頻器的一些初始狀態(tài)，在確認好電動機與變頻器的連接后，利用內控先用操作器來控制電動機轉動，首先需要設置以下參數(shù)：P0003=3，P0700=1，P1070=1050。設置完成后，可以把操作權交給操作器來手動操作。
二、 在第一步順利完成后，應首先對電動機做快速調試，只有在這種模式下才可輸入電機參數(shù)，而做好快速調試有利于變頻器對電機參數(shù)的計算與優(yōu)化，但快速調試的前提是變頻器的另一端是空電機，如聯(lián)有機械部分有可能造成變頻器對電機模型計算的不準確，快速調試步驟如下：
P0003=3 P0004=0 P0010=1(啟用快速調試)
P0100=0 P0205=0 P0300=1
P0304=電動機額定電壓 P0305=額定電流 P0307=額定功率
P0308=功率因數(shù) P0310=額定頻率 P0311=額定轉速
P0335=0 P0640=過載倍數(shù) P0700=2(選擇命令源)
P1000=2 P1080=0 P1082=50
P1120=10 P1121=10 P1135=5
P1300=0線性V/F控制 P1500=0 P1910=1
P3900=1
三、 快速調試過后根據(jù)電機有無編碼器還有變頻器所控制的電機的數(shù)量來選擇對電機的控制方式(P1300)。再把P1070設置為755，也就是選擇由模擬量輸入1來控制電機的速度給定，根據(jù)操作臺電位計的實際情況來選擇端子上的ADC1與ADC2兩個開關，0－10V打成OFF，0－20mA打成ON。如果選擇第5口數(shù)字輸入DIN1為給定允許的話，將P0701=1，選擇有了速度給定后電機的運行方式為接通正轉，這樣就實現(xiàn)了變頻器速度的遠程控制。
四、 對于點動的控制應首先根據(jù)設計中點動所對應的數(shù)字輸入的端口，來選擇P701－P708之間所對應的數(shù)字輸入的端口的參數(shù)，例如：端子的7和8口為正點與反點，應把P703=99（BICO參數(shù)化），P704=99(BICO參數(shù)化)，將P1055=722.2（正點動使能），P1056=722.3（反點動使能），這樣就可以通過外控來控制點動了。通過改變P1058與P1059可改變點動的頻率值，而改變P1060與P1061可改變點動的響應時間。
五、模擬量輸出口（功能圖8000）：輸出類型為0－20mA。選擇P0771(0)=27，（第一組參數(shù)，將其修改為27）則將模擬量輸出1選擇為電流表模式，通過改變P2002的數(shù)值來修正電流表。將P0771(1)=21，（第二組參數(shù)選擇為21）則將模擬量輸出2定義為轉速表，通過改變P2000來確定轉速表的范圍，默認為50Hz，而一般的變頻器調速均為0－50Hz，所以采用默認值即可。[3]
故障復位
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為使故障碼復位，可以采用以下3種方法中的1種：
1. 使變頻器斷電、再重新通電。
2. 按BOP或AOP上的Fn鍵。
3. 通過數(shù)字輸入3（缺省設置）。
1、什么是西門子變頻器？
西門子變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。
2、為什么西門子變頻器的電壓與電流成比例的改變？
異步電動機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過電流之間相互作用而產生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，磁回路飽和，嚴重時將燒毀 電機。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時控制西門子變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產生。這種控制方式多用于 風機、泵類節(jié)能型西門子變頻器。
3、西門子變頻器制動的有關問題
制動的概念：指電能從電機側流到西門子變頻器側（或供電電源側），這時電機的轉速高于同步轉速，負載的能量分為動能和勢能. 動能（由速度和重量確定其大小）隨著物體的運動而累積。當動能減為零時，該事物就處在停止狀態(tài)。機械抱閘裝置的方法是用制動裝置把物體動能轉換為摩擦和能消耗掉。對于西門子變頻器，如果輸出頻率降低，電機轉速將跟隨頻率同樣降低。這時會產生制動過程. 由制動產生的功率將返回到西門子變頻器側。這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。在用于提升類負載,在下降時, 能量（勢能）也要返回到西門子變頻器(或電源)側,進行制動.這種操作方法被稱作“再生制動”，而該方法可應用于西門子變頻器制動。在減速期間，產生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到西門子變頻器電源側的方法叫做“功率返回再生方法”。在實際中，這種應用需要“能量回饋單元”選件。
4、采用西門子變頻器運轉時，電機的起動電流、起動轉矩怎樣？
采用西門子變頻器運轉，隨著電機的加速相應提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動 時，起動電流為6~7倍，因此，將產生機械電氣上的沖擊。采用西門子變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動轉 矩為70%~120%額定轉矩；對于帶有轉矩自動增強功能的西門子變頻器，起動轉矩為100%以上，可以帶全負載起動。
5、裝設西門子變頻器時安裝方向是否有限制。
西門子變頻器內部和背面的結構考慮了冷卻效果的，上下的關系對通風也是重要的，因此，對于單元型在盤內、掛在墻上的都取縱向位，盡可能垂直安裝。
6、不采用軟起動，將電機直接投入到某固定頻率的西門子變頻器時是否可以？
在很低的頻率下是可以的，但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動的條件相近。將流過大的起動電流（6~7倍額定電流），由于西門子變頻器切斷過電流，電機不能起動。
7、西門子變頻器可以傳動齒輪電機嗎？
根據(jù)減速機的結構和潤滑方式不同，需要注意若干問題。在齒輪的結構上通常可考慮70~80Hz為大極限，采用油潤滑時，在低速下連續(xù)運轉關系到齒輪的損壞等。
8、西門子變頻器能用來驅動單相電機嗎？可以使用單相電源嗎？
單相電機基本上不能用。對于調速器開關起動式的單相電機，在工作點以下的調速范圍時將燒毀輔助繞組；對于電容起動或電容運轉方式的，將誘發(fā)電容器爆炸。西門子變頻器的電源通常為3相，但對于小容量的，也有用單相電源運轉的機種。
9、西門子變頻器本身消耗的功率有多少？
它與西門子變頻器的機種、運行狀態(tài)、使用頻率等有關，但要回答很困難。不過在60Hz以下的西門子變頻器效率大約為94%~96%，據(jù)此可推算損耗，但內藏再生制動式（FR-K）西門子變頻器，如果把制動時的損耗也考慮進去，功率消耗將變大，對于操作盤設計等必須注意。
10、為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運轉使用？
一般電機利用裝在軸上的外扇或轉子端環(huán)上的葉片進行冷卻，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運轉相同的發(fā)熱，必須降低在低速下的負載轉矩，或采用容量大的西門子變頻器與電機組合，或采用專用電機。
11、西門子變頻器的壽命有多久？
西門子變頻器雖為靜止裝置，但也有像濾波電容器、冷卻風扇那樣的消耗器件，如果對它們進行定期的維護，可望有10年以上的壽命。
12、西門子變頻器內藏有冷卻風扇，風的方向如何？風扇若是壞了會怎樣？
對于小容量也有無冷卻風扇的機種。有風扇的機種，風的方向是從下向上，所以裝設西門子變頻器的地方，上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機械器材。還有，西門子變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風扇發(fā)生故障時，由電扇停止檢測或冷卻風扇上的過熱檢測進行保護
13、關于散熱的問題
如果要正確的使用西門子變頻器，必須認真地考慮散熱的問題。西門子變頻器的故障率隨溫度升高而成指數(shù)的上升。使用壽命隨溫度升高而成指數(shù)的下降。環(huán)境溫度升高10度，西門子變頻器使用壽命減半。在西門子變頻器工作時，流過西門子變頻器的電流是很大的，西門子變頻器產生的熱量也是非常大的，不能忽視其發(fā)熱所產生的影響。
保養(yǎng)
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變頻器在長時間的存放過程中，儲存環(huán)境可能對變頻器本身產生許多不利的影響，對于潮濕、溫度、微塵及腐蝕性氣體等都有一定的要求，在確保其環(huán)境符合要求的前提下，還有必要對變頻器進行定期的維護保養(yǎng)。
1.西門子變頻器，保養(yǎng)維護，電容充電 1.外觀檢查 對長期存放的變頻器，檢查時要
注意變頻器的外觀是否有變化，如:外觀有無變形，有無磕碰痕跡;有無液體滲出和物件脫落;有無動物、昆蟲、浮游物等人駐，以及其他異常的變化。。
2.檢查風機的靈
用細的木棍或其他較軟的物體撥動風葉，手感應該流暢，風機轉動應靈活，不能有卡澀的現(xiàn)象，觀察風機是否有液體滲出或潤滑油的痕跡。
3.電氣性能檢查
長期存放的變頻器，由于環(huán)境的影響和變頻器器件的使用期限，必須定期對變頻器進行電氣性能的檢查及保養(yǎng)。具體方法如下:
使用萬用表檢測整流部分的整流橋特性，使用萬用表的歐姆擋X100，紅表筆接變頻器的“P”端，用黑表筆分別接輸人“R”“S”“T”，表針擺動應在2/3處，超過2/3或低于l/2均視異常，將黑紅表筆交換重新測量，表針不能擺動，如出現(xiàn)擺動則為異常。使用萬用表的歐姆擋X100，紅表筆接變頻器的“N”端，用黑表筆分別接輸入“R”“S”“T”，表針擺動應在2/3處，超過2/3或低于1/2均視異常，將黑紅表筆交換重新測量，表針不能擺動，否則為異常。
用同樣的方法檢查逆變部分，將“R”“S”“T”換為“U”“V”“W”，因為逆變的IGBT的源極和漏極之間在關閉狀態(tài)下同樣有整流橋特性。
絕緣測試。對于輸人輸出端和地(外殼)進行高壓絕緣檢測，使用500v搖表的黑表端接變頻器的接地標識。紅端分別接“R”“S”“T”“U”“V”“W”，均速搖動搖表，測量絕緣電阻應在SM以上。
電容器的檢測。主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容、濾波電容、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元器件組成。其中對變頻器壽命有影響的是平滑鋁電解電容器，它的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內部溫度所決定。在主回路設計時已經(jīng)根據(jù)電源電壓選定了電容器的型號，所以內部的溫度對電解電容器[優(yōu)論論文]的壽命起決定作用。
電解電容器相對溫度的劣化特性直接影響到變頻器的壽命。
一般每上升10℃變頻器的壽命減半，這是因為電解電容器內部的化學反應隨著溫度的升高導致劣化速度加快。劣化速度與材料溫度的關系遵循阿列里烏斯理論(電解液理論)。電解電容器的內部溫度實際上是電容器周圍環(huán)境溫度與脈動電流造成的溫度之和。因此，我們應該在安裝時考慮適合的環(huán)境溫度，在電容器劣化過程中，會出現(xiàn)靜電容量減小，漏電流增大，等價電阻值增大，tgδ值增大等現(xiàn)象。維護保養(yǎng)時通常以比較容易測量的靜電容量來判斷電解電容器的劣化情況，當靜電容量低于初期值的80%，絕緣阻抗在5MΩ以下時應考慮更換電解電容器。對于儲存不超過5年的電容器我們應該定期充電以進行維護，每隔半年到一年充電一次，方法具體如下:
首先準備功率不小于5KW的三相調壓器將調壓器的輸人端接人有短路過流保護的三相電源，三相電源每相必須有10A的交流電流表作為指示。將輸出端通過快熔接入變頻器的“R”“S”“T”。將變頻器調至10伏以下，送電，觀察電流表是否異常，如無異常，將電壓緩緩調到30伏，觀察5分鐘，如無異常，每十分鐘將電壓升高20伏，加壓過程中，隨時觀察電流的變化，當電壓超過200伏時，振風機等開始工作。這時可將電壓緩緩升到350伏，觀察有無電流波動，維持1小時后，將電壓升到額定電壓，再維持2小時，繼續(xù)觀察電流。無異常即可。上電過程中，如果遇見變頻器的面板顯示有故障代碼，先查明原因，是否與低壓有關，否則應引起重視。電源斷開后應等到充電燈完全熄滅方可拆除電源線，待機器完全冷卻后裝機。
除日常的檢查外，推薦檢查周期為半年。在眾多的檢查項目中，重點要檢查的是主回路的平滑電容器、邏輯控制回路、電源回路、逆變驅動保護回路中的電解電容器、冷卻系統(tǒng)中的風扇等。除主回路的電容器外，其他電容器的測定比較困難，因此主要以外觀變化和運行時間為判斷的基準。
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