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西門子MM440變頻器

編輯

在變頻器領(lǐng)域，也存在著一些難以控制的東西。直到西門子功能強(qiáng)大的變頻器問世之后，情況才有了改觀。MICROMASTER 440 是專門針對(duì)與通常相比需要更加廣泛的功能和更高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。這些高級(jí)矢量控制系統(tǒng)可確保一致的高驅(qū)動(dòng)性能，即使發(fā)生突然負(fù)載變化時(shí)也是如此。由于具有快速響應(yīng)輸入和定位減速斜坡，因此，甚至在不使用編碼器的情況下也可以移動(dòng)至目標(biāo)位置。該變頻器帶有一個(gè)集成制動(dòng)斬波器，即使在制動(dòng)和短減速斜坡期間，也能以突出的精度工作。所有這些均可在 0.12 kW (0.16 HP) 直至 250 kW (350 HP) 的功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。

1工作原理編輯

根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速的公式

n=n1(1-s)(1)

N1=60f/p(2)

式中：n-電機(jī)轉(zhuǎn)速;n1-電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速;s-滑差;f-旋轉(zhuǎn)磁場頻率;P-電機(jī)極對(duì)數(shù)

可知改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法有改變滑差s、改變旋轉(zhuǎn)磁場頻率f、改變電機(jī)極對(duì)數(shù)p三種。

變頻器是利用電力半導(dǎo)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(diào)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(dòng)機(jī)提供可控電源的電力轉(zhuǎn)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(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的整流部分，吸收在轉(zhuǎn)變中產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)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(hào)的回路，它有決定頻率和電壓的運(yùn)算電路，檢測主電路數(shù)值的電壓、電流檢測電路，檢測電動(dòng)機(jī)速度的的速度檢測電路，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)放大的驅(qū)動(dòng)電路，以及對(duì)逆變器和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)的保護(hù)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(zhuǎn)換為直流電源，再把直流電源轉(zhuǎn)換成近似于正弦波可控的交流電以供給電動(dòng)機(jī)。

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(diǎn)會(huì)導(dǎo)通。之后直流電壓加在了濾波電容CF1、CF2上，這兩個(gè)電容的作用是讓直流電波形變得更加平滑。之所以是兩個(gè)電容是由于一個(gè)電容的耐壓有限，所以用兩個(gè)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(gè)電容的容量不同的話，分壓就會(huì)不同，所以各并聯(lián)了一個(gè)均壓電阻。而中間的放電回路作用則是釋放掉感性負(fù)載啟動(dòng)或停止時(shí)的反電勢，用來保護(hù)逆變管V1～V6和整流管VD1～VD6。直流母線電壓加到V1～V6六個(gè)IGBT上，基極由控制電路控制?？刂齐娐房刂颇橙齻€(gè)管子的導(dǎo)通給電機(jī)繞組內(nèi)提供電流，產(chǎn)生磁場使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。[1]

2優(yōu)點(diǎn)編輯

HMI純文本面板簡化了操作，并支持使用多種外國語言

動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)

具有各種控制和制動(dòng)類型

具有通訊功能

各種通訊接口可確保能夠用于最常見的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

3技術(shù)數(shù)據(jù)編輯

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(diǎn)特性（可參數(shù)化的 V/f 特性），V/f特性

4典型用途編輯

廣泛應(yīng)用于物流系統(tǒng)、紡織工業(yè)、升降機(jī)、舉升設(shè)備、機(jī)械工程以及食品飲料和煙草等領(lǐng)域。[2]

5選型編輯

作為企業(yè)一名采購員，有必要在選購自動(dòng)化產(chǎn)品MM4變頻器選型時(shí)應(yīng)需要注意那些事項(xiàng)，只有在了解MM4變頻器選型八個(gè)原則才能為企業(yè)選購更好MM4變頻器。

一、以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的根據(jù)。在選擇MM4變頻器應(yīng)充分考慮變頻器的輸出高次諧波比較高，高次諧波會(huì)使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率變壞。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變頻器時(shí)，應(yīng)考慮到這種情況，適當(dāng)留有余量，以防止溫升過高，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

二、根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器。如負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載需選siemensMM4變頻器，如果是負(fù)載為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載需選擇MM430變頻器。

三、需要長電纜變頻器運(yùn)行的，應(yīng)采取措施抑制長電纜對(duì)地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。

四、對(duì)于一些高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率（尤其是在樓宇自控等對(duì)噪音限制較高的應(yīng)用場所使用時(shí)需注意）、高海拔高度等，此時(shí)會(huì)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，最好加上進(jìn)線電抗器。

五、運(yùn)用變頻器驅(qū)動(dòng)齒輪減速電動(dòng)機(jī)時(shí)，運(yùn)用范圍遭到齒輪轉(zhuǎn)變有些光滑方法的制約。光滑油光滑時(shí)，在低速范圍內(nèi)沒有約束；在超越額外轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi)，有可能發(fā)生光滑油用光的風(fēng)險(xiǎn)。因而，不要超越最高轉(zhuǎn)速容許值。

六、變頻器驅(qū)動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，大多是使用已有的電動(dòng)機(jī)。繞線電動(dòng)機(jī)與通常的鼠籠電動(dòng)機(jī)比較，繞線電動(dòng)機(jī)繞組的阻抗小。因而，容易發(fā)生因?yàn)榧y波電流而導(dǎo)致的過電流跳閘表象，所以應(yīng)挑選比通常容量稍大的變頻器。通常繞線電動(dòng)機(jī)多用于飛輪力矩GD2較大的場合，在設(shè)定加減速時(shí)間時(shí)應(yīng)多注重。

七、變頻器驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，與工頻電源比較，會(huì)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(dòng)機(jī)額外電流與同步牽入電流的標(biāo)幺值的乘積 。

八、關(guān)于壓縮機(jī)、振動(dòng)機(jī)等轉(zhuǎn)矩動(dòng)搖大的負(fù)載和油壓泵等有峰值負(fù)載狀況下，若是依照電動(dòng)機(jī)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(hù)舉措表象。因而，應(yīng)知道工頻運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，挑選比其最大電流更大的額外輸出電流的變頻器。[3]

6調(diào)試編輯

一、對(duì)于440變頻器的調(diào)試應(yīng)首先確認(rèn)變頻器的一些初始狀態(tài)，在確認(rèn)好電動(dòng)機(jī)與變頻器的連接后，利用內(nèi)控先用操作器來控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，首先需要設(shè)置以下參數(shù)：P0003=3，P0700=1，P1070=1050。設(shè)置完成后，可以把操作權(quán)交給操作器來手動(dòng)操作。

二、 在第一步順利完成后，應(yīng)首先對(duì)電動(dòng)機(jī)做快速調(diào)試，只有在這種模式下才可輸入電機(jī)參數(shù)，而做好快速調(diào)試有利于變頻器對(duì)電機(jī)參數(shù)的計(jì)算與優(yōu)化，但快速調(diào)試的前提是變頻器的另一端是空電機(jī)，如聯(lián)有機(jī)械部分有可能造成變頻器對(duì)電機(jī)模型計(jì)算的不準(zhǔn)確，快速調(diào)試步驟如下：
P0003=3 P0004=0 P0010=1(啟用快速調(diào)試)
P0100=0 P0205=0 P0300=1
P0304=電動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)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(diào)試過后根據(jù)電機(jī)有無編碼器還有變頻器所控制的電機(jī)的數(shù)量來選擇對(duì)電機(jī)的控制方式(P1300)。再把P1070設(shè)置為755，也就是選擇由模擬量輸入1來控制電機(jī)的速度給定，根據(jù)操作臺(tái)電位計(jì)的實(shí)際情況來選擇端子上的ADC1與ADC2兩個(gè)開關(guān)，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(jī)的運(yùn)行方式為接通正轉(zhuǎn)，這樣就實(shí)現(xiàn)了變頻器速度的遠(yuǎn)程控制。

四、 對(duì)于點(diǎn)動(dòng)的控制應(yīng)首先根據(jù)設(shè)計(jì)中點(diǎn)動(dòng)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸入的端口，來選擇P701－P708之間所對(duì)應(yīng)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(diǎn)與反點(diǎn)，應(yīng)把P703=99（BICO參數(shù)化），P704=99(BICO參數(shù)化)，將P1055=722.2（正點(diǎn)動(dòng)使能），P1056=722.3（反點(diǎn)動(dòng)使能），這樣就可以通過外控來控制點(diǎn)動(dòng)了。通過改變P1058與P1059可改變點(diǎn)動(dòng)的頻率值，而改變P1060與P1061可改變點(diǎn)動(dòng)的響應(yīng)時(shí)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(zhuǎn)速表，通過改變P2000來確定轉(zhuǎn)速表的范圍，默認(rèn)為50Hz，而一般的變頻器調(diào)速均為0－50Hz，所以采用默認(rèn)值即可。[4]