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在工控領域，公司以精益求精的經營理念，從產品、方案到服務，致力于塑造一個“行業專家”品牌，以實現可持續的發展。

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西門子通用型變頻器的特點


西門子變頻器進入中國市場較晚，但是其增長速度最快。西門子變頻器主要分為通用型、工程型和專用型三類。西
門子通用型變頻器快速增長的原因主要有以下幾個方面:
(1) ?不斷推出新產品，滿足不同用戶的特定要求。西門子產品一般的更新周期不超過5年。其產品能夠滿足不同用
戶的特殊要求。
(2) ?強大的通訊功能和全面的配套軟件，是西門子自動化產品的一大特點。這在我國造紙、化工、鋼鐵、機械制造
等諸多產業從技術改造向自動化控制全面推進的飛速發展過程中，尤顯其競爭優勢。
(3) ?近兩年推出的MM4新一代變頻器不僅具有西門子工程型變頻器MasterDrive的良好架構，還具有較高的性能價格
比，雖然價格不高卻有著比同類產品更強大的功能。利用BiCo功能可以為更為復雜的功能進行編程，它可以在輸入
(數字的，模擬的，串行通訊的等等)和輸出(變頻器的電流，頻率，模擬輸出，繼電器節點輸出等等)之間建立布爾
代數式和數學關系式。
(4) ?MM4新一代變頻器不同于其他變頻器的另一個顯著特點是：他給用戶提供的是一個完全開放的編程平臺，使用
戶可以根據自己的需要最大限度的合理利用有限的資源實現盡可能復雜的控制特性。它的幾十個自由功能塊可以代
替PLC實現一些簡單的編程操作。
(5) ?由于價格低廉，變頻器在制造時不得已選用了一些底端的原器件，或者說在選用原器件時考慮的富裕量太小。
比如：耐壓，耐溫，耐電壓、電流沖擊等。因此，在我國使用的實踐中出現問題相對較多，這是令我們感到非常遺
憾的地方。


2常見故障現象分析及處理方法


一般來說，當你拿到一臺有故障的變頻器，再上電之前首先要用萬用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒有燒，線路
板上有沒有明顯燒損的痕跡。
具體方法是：用萬用表(最好是用模擬表)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明顯的燒損痕跡的情況下尤
其禁止上電，以免造成更大的損失。
如果以上測量結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動板有問題，
也有少部分是因為主控板造成的，可以先換一塊主控板試一試，否則問題肯定在電源驅動板部分了。
(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]，這種現象說明整流和開關電源工作
基本正常，問題出在開關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電源的幾路整流二
極管，很容易發現問題。換一個相應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。也發現有個別機器是因為線路板上的阻容元件質量問題或焊接不良所致。
(4) ?上電后顯示[-----](MM4)，一般是主控板問題。多數情況下換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)損壞所至，我分析與主控板散熱不好也有一定的關系。
但也有個別問題出在電源板上。
例如:重慶某水泥廠回轉窯驅動用的一臺MM440-200kW變頻器，由于負載慣量較大，啟動轉距大，設備啟動時頻率只
能上升到5Hz左右就再也上不去，并且報警[F0001]。客戶要求到現場服務，我當時考慮認為：作為變頻器本身是沒
有問題的，問題是客戶參數設置不當，用矢量控制方式，再正確設定電機的參數/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壞了，故障現象是上電顯示[-----]。經現場檢查分析，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格遵循EMC規范，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，我申請了維修服務，SFAE的工程師去現場維修，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，一般這種現象說明IGBT模
塊損壞或驅動板有問題，需更換IGBT模塊并仔細檢查驅動部分后才能再次上電，不然可能因為驅動板的問題造成
IGBT模塊再次損壞！這種問題的出現，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，希望達到拋磚引玉的效果)，例如:
(6) ?有一臺變頻器(MM3-30KW)，在使用的過程中經常“無故”停機。再次開機可能又是正常的，機器拿到我這兒來
以后，開始我也沒有發現問題所在。經過較長時間的觀察，發現上電后主接觸器吸合不正常--有時會掉電，亂跳。
查故障原因，結果發現是因為開關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。
(7) ?還有一臺變頻器(MM4-22KW)，上電顯示正常，一給運行信號就出現[P----]或[-----]，經過仔細觀察，發現風
扇的轉速有些不正常，把風扇拔掉又會顯示[F0030]，在維修的過程中有時報警較亂，還出現過[F0021\F0001
\A0501]等。在我先給了運行信號然后再把風扇接上去就不出現[P----]，但是，接上一個風扇時，風扇的轉速是正
常的，輸出三相也正常，第二個風扇再接上時風扇的轉速明顯不正常。于是我分析問題在電源板上。結果是開關電
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。
（8）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，可是變頻器的
運轉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
故障現象出現，這時面板顯示的輸出電流只有0.6A左右。經分析判斷是驅動板上的電流檢測單元出了問題，更換驅
動板后問題解決。
總結以上，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。最簡單的辦法就是換整塊的線路板！


結束語


西門子變頻器的設計水平同各品牌變頻器相比，功能強大，無可挑剔！如果再能從設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質量是最為理想的了。
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，我認為會大大提高穩定性并降低故障率。
















西門子變頻器參數設置的探討


　　本文從控制方式的選擇、加減速時間調整和轉動慣量設置等方面對西門子micromaster 440變頻器的參數設置進行了簡單的探討。實際上，該變頻器的設置有幾千個，只有系統地、合適地、準確地設置參數才能充分利用變頻器性能。 引言 　 近十多年來，隨著大規模集成電路、計算機控制技術以及現代控制理論的發展，特別是矢量控制技術的應用，使得交流變頻調速技術逐步具備了寬調速范圍、高穩速精度、快動態響應，以及在四象限作可逆運行等良好的技術性能，調速特性可與直流電氣傳動相媲美。在交流調速技術中，由于變頻調速的調速性能與可靠性等性能在不斷完善，價格也在不斷降低，特別是它的節電效果明顯，實現交流電機調速極為方便，因此，在一切需要速度控制的場合，變頻器以其操作方便、體積小、控制性能高而獲得廣泛的應用。變頻器在使用中出現的一些問題，很多情況下都是因為變頻器參數設置不當引起的。西門子micromaster 440變頻器可設置的參數有幾千個，只有系統地、合適地、準確地設置參數才能充分利用變頻器性能。?


1、控制方式選擇 　 變頻器控制方式的選擇由負荷的力矩特性所決定，電動機的機械負載轉矩特性根據下列關系式決定：?


p= t n/ 9550?


式中：p--電動機功率(kw) t--轉矩(n·m) n--轉速(r/ min) 　 轉矩t與轉速n的關系根據負載種類大體可分為3種。?


　 (1) 即使速度變化轉矩也不大變化的恒轉矩負載，此類負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。?


　 (2) 隨著轉速的降低，轉矩按轉速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體泵等。?


　 (3) 轉速越高，轉矩越小的恒功率負載。此類負載如軋機、機床主軸、卷取機等。?


　 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p1300設為0，變頻器工作于線性 v/f控制方式，將使調速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉速不在低頻段的一般恒轉矩調速對象。 　 將p1300設為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風機、水泵類負載。這類負載的軸功率n近似地與轉速n的3次方成正比。其轉矩m近似地與轉速n的平方成正比。對于這種負載，如果變頻器的v/f特性是線性關系，則低速時電機的許用轉矩遠大于負載轉矩，從而造成功率因數和效率的嚴重下降。為了適應這種負載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關系減小，從而減小電機的磁通和勵磁電流，使功率因數保持在適當的范圍內。 　 可以進一步通過設置參數使v/f控制曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值，具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當的提高以補償在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問題。適用于大起動轉矩的調速對象。 　 變頻器v/f控制方式驅動電機時，在某些頻率段，電機的電流、轉速會發生振蕩，嚴重時系統無法運行，甚至在加速過程中出現過電流保護，使得電機不能正常啟動，在電機輕載或轉矩慣量較小時更為嚴重。可以根據系統出現振蕩的頻率點，在v/f曲線上設置跳轉點及跳轉頻帶寬度，當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統能夠正常運行。從p1091至p1094可以設定4個不同的跳轉點，設置p1101確定跳轉頻帶寬度。 　 有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉矩，用可編程的v/f控制對應設置變頻器參數即可得到所需控制曲線。設置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f 特性頻率座標，對應的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標。 　 參數p1300設置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善，調速范圍寬，低速范圍起動力矩高，精度高達0.01%，響應很快，高精度調速都采用svpwm矢量控制方式。 　 參數p1300設置為22，變頻器工作于矢量轉矩控制。這種控制方式是目前國際上最先進的控制方式，其他方式是模擬直流電動機的參數，進行保角變換而進行調節控制的，矢量轉矩控制是直接取交流電動機參數進行控制，控制簡單，精確度高。?


2、快速調試 　 在使用變頻器驅動電機前，必須進行快速調試。參數p0010設為1、p3900設為1，變頻器進行快速調試，快速調試完成后，進行了必要的電動機數據的計算，并將其它所有的參數恢復到它們的缺省設置值。在矢量或轉矩控制方式下，為了正確地實現控制，非常重要的一點是，必須正確地向變頻器輸入電動機的數據，而且，電動機數據的自動檢測參數p1910必須在電動機處于常溫時進行。當使能這一功能 (p1910 =1)時，會產生一個報警信號a0541，給予警告，在接著發出on 命令時，立即開始電動機參數的自動檢測。?


3、加減速時間調整 　 加速時間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時間，減速時間是指從最大頻率下降到0所需時間。加速時間和減速時間選擇的合理與否對電機的起動、停止運行及調速系統的響應速度都有重大的影響。加速時間設置的約束是將電流限制在過電流范圍內，不應使過電流保護裝置動作。電機在減速運轉期間，變頻器將處于再生發電制動狀態。傳動系統中所儲存的機械能轉換為電能并通過逆變器將電能回饋到直流側。回饋的電能將導致中間回路的儲能電容器兩端電壓上升。因此，減速時間設置的約束是防止直流回路電壓過高。加減速時間計算公式為：?


加速時間:ta=(jm+jl)n/9.56(tma-tl) 減速時間:tb=(jm+jl)n/9.56(tmb-tl)?


式中：jm 一 電機的慣量 jl - 負載慣量 n - 額定轉速 tma- 電機驅動轉矩 tmb - 電機制動轉矩 tl - 負載轉矩 　 加減速時間可根據公式算出來，也可用簡易試驗方法進行設置。首先，使拖動系統以額定轉速運行(工頻運行)，然后切斷電源，使拖動系統處于自由制動狀態，用秒表計算其轉速從額定轉速下降到停止所需要的時間。加減速時間可首先按自由制動時間的1/2~1/3進行預置。通過起、停電動機觀察有無過電流、過電壓報警，調整加減速時間設定值，以運轉中不發生報警為原則，重復操作幾次，便可確定出最佳加減速時間。?


4、轉動慣量設置 　 電機與負載轉動慣量的設置往往被忽視，認為加減速時間的正確設置可保證系統正常工作。其實，轉動慣量設置不當會使得系統振蕩，調速精度也會受到影響。轉動慣量公式：?


j=t/dω/dt 　 電機與負載轉動慣量的獲得方法一樣，讓變頻器工作頻率在合適的值，5～10hz。分別讓電機空載和帶載運行，讀出參數r0333額定轉矩和r0345電動機的起動時間，再將變頻器工作頻率換算成對應的角速度，代入公式，計算得出電機與負載轉動慣量。設置參數p0341(電動機的慣量)與參數p0342(驅動裝置總慣量 / 電動機慣量的比值)，這樣變頻器就能更好的調速。




















西門子變頻器參數設置的探討　　本文從控制方式的選擇、加減速時間調整和轉動慣量設置等方面對西門子micromaster 440變頻器的參數設置進行了簡單的探討。實際上，該變頻器的設置有幾千個，只有系統地、合適地、準確地設置參數才能充分利用變頻器性能。 引言 　 近十多年來，隨著大規模集成電路、計算機控制技術以及現代控制理論的發展，特別是矢量控制技術的應用，使得交流變頻調速技術逐步具備了寬調速范圍、高穩速精度、快動態響應，以及在四象限作可逆運行等良好的技術性能，調速特性可與直流電氣傳動相媲美。在交流調速技術中，由于變頻調速的調速性能與可靠性等性能在不斷完善，價格也在不斷降低，特別是它的節電效果明顯，實現交流電機調速極為方便，因此，在一切需要速度控制的場合，變頻器以其操作方便、體積小、控制性能高而獲得廣泛的應用。變頻器在使用中出現的一些問題，很多情況下都是因為變頻器參數設置不當引起的。西門子micromaster 440變頻器可設置的參數有幾千個，只有系統地、合適地、準確地設置參數才能充分利用變頻器性能。 1、控制方式選擇 　 變頻器控制方式的選擇由負荷的力矩特性所決定，電動機的機械負載轉矩特性根據下列關系式決定： p= t n/ 9550 式中：p--電動機功率(kw) t--轉矩(n·m) n--轉速(r/ min) 　 轉矩t與轉速n的關系根據負載種類大體可分為3種。 　 (1) 即使速度變化轉矩也不大變化的恒轉矩負載，此類負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。 　 (2) 隨著轉速的降低，轉矩按轉速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體泵等。 　 (3) 轉速越高，轉矩越小的恒功率負載。此類負載如軋機、機床主軸、卷取機等。 　 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p1300設為0，變頻器工作于線性 v/f控制方式，將使調速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉速不在低頻段的一般恒轉矩調速對象。 　 將p1300設為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風機、水泵類負載。這類負載的軸功率n近似地與轉速n的3次方成正比。其轉矩m近似地與轉速n的平方成正比。對于這種負載，如果變頻器的v/f特性是線性關系，則低速時電機的許用轉矩遠大于負載轉矩，從而造成功率因數和效率的嚴重下降。為了適應這種負載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關系減小，從而減小電機的磁通和勵磁電流，使功率因數保持在適當的范圍內。 　 可以進一步通過設置參數使v/f控制曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值，具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當的提高以補償在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問題。適用于大起動轉矩的調速對象。 　 變頻器v/f控制方式驅動電機時，在某些頻率段，電機的電流、轉速會發生振蕩，嚴重時系統無法運行，甚至在加速過程中出現過電流保護，使得電機不能正常啟動，在電機輕載或轉矩慣量較小時更為嚴重。可以根據系統出現振蕩的頻率點，在v/f曲線上設置跳轉點及跳轉頻帶寬度，當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統能夠正常運行。從p1091至p1094可以設定4個不同的跳轉點，設置p1101確定跳轉頻帶寬度。 　 有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉矩，用可編程的v/f控制對應設置變頻器參數即可得到所需控制曲線。設置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f 特性頻率座標，對應的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標。 　 參數p1300設置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善，調速范圍寬，低速范圍起動力矩高，精度高達0.01%，響應很快，高精度調速都采用svpwm矢量控制方式。 　 參數p1300設置為22，變頻器工作于矢量轉矩控制。這種控制方式是目前國際上最先進的控制方式，其他方式是模擬直流電動機的參數，進行保角變換而進行調節控制的，矢量轉矩控制是直接取交流電動機參數進行控制，控制簡單，精確度高。 2、快速調試 　 在使用變頻器驅動電機前，必須進行快速調試。參數p0010設為1、p3900設為1，變頻器進行快速調試，快速調試完成后，進行了必要

自動優化控制回路參數。可以在調試系統時以及在運行中切換負載時使用此功能。這樣，廣泛應用中的機器設備就可以實現高動態性能和平穩運行。

激活此功能后，變頻器會識別機械共振頻率并使用濾波器自動抑制這些頻率。運行期間的振動和噪音降低。
這樣就能確保機器具有較高動態響應，同時振動減小。

在保持系統平穩運行的同時，可實現快速加速和制動，確保較高的機器生產力。

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