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西門(mén)子代理商 西門(mén)子變頻器 西門(mén)子變頻器
西門(mén)子變頻器以其強大的品牌效應,打破了以前日本品牌變頻器在中國市場(chǎng)上的壟斷地位,據有關(guān)專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)調研機構的統計,西門(mén)子的高低壓變頻器在中國市場(chǎng)上已位居。
西門(mén)子變頻器在中國市場(chǎng)的使用早是在鋼鐵行業(yè),
西門(mén)子變頻器(圖1)
然而在當時(shí)電機調速還是以直流調速為主,變頻器的應用還是一個(gè)新興的市場(chǎng),但隨著(zhù)電子元器件的不斷發(fā)展以及控制理論的不斷成熟,變頻調速已逐步取代了直流調速,成為驅動(dòng)產(chǎn)品的主流,西門(mén)子變頻器因其強大的品牌效應在這巨大的中國市場(chǎng)中取得了超規模的發(fā)展,西門(mén)子在中國變頻器市場(chǎng)的成功發(fā)展應該說(shuō)是西門(mén)子品牌與技術(shù)的完美結合。在中國市場(chǎng)上我們能碰到的早期的西門(mén)子變頻器主要有電流源的SIMOVERT A,以及電壓源的SIMOVERT P,這些變頻器也主要由于設備的引進(jìn)而一起進(jìn)入了中國的市場(chǎng),目前仍有少量的使用,而其后在中國市場(chǎng)大量銷(xiāo)售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西門(mén)子變頻器為成功的一個(gè)系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我們常說(shuō)的6SE70系列。它不僅提供了通用場(chǎng)合使用的AC變頻器,也提供了在造紙,化纖等特殊行業(yè)要求使用的多電機傳動(dòng)的直流母線(xiàn)方案。當然西門(mén)子也推出了在我個(gè)人看來(lái)技術(shù)上比較失敗然而在市場(chǎng)上卻相當成功的ECO變頻器,在技術(shù)上的失敗主要是由于它有太高的故障率,市場(chǎng)上的成功主要是因為它超越了富士變頻器成為中國市場(chǎng)的?,F在西門(mén)子在中國市場(chǎng)上的主要機型就是MM420,MM440.6SE70系列。
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變頻器的設定參數多,每個(gè)參數均有一定的選擇范圍,
西門(mén)子變頻器(圖2)
使用中常常遇到因個(gè)別參數設置不當,導致變頻器不能正常工作的現象。
控制方式:即速度控制、轉距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根據控制精度,需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識。
低運行頻率:即電機運行的小轉速,電機在低轉速下運行時(shí),其散熱性能很差,電機長(cháng)時(shí)間運行在低轉速下,會(huì )導致電機燒毀。而且低速時(shí),其電纜中的電流也會(huì )增大,也會(huì )導致電纜發(fā)熱。
高運行頻率:一般的變頻器大頻率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高頻率將使電機高速運轉,這對普通電機來(lái)說(shuō),其軸承不能長(cháng)時(shí)間的超額定轉速運行,電機的轉子是否能承受這樣的離心力。
載波頻率:載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大,這和電纜的長(cháng)度,電機發(fā)熱,電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。
電機參數:變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、大頻率,這些參數可以從電機銘牌中直接得到。
跳頻:在某個(gè)頻率點(diǎn)上,有可能會(huì )發(fā)生共振現象,特別在整個(gè)裝置比較高時(shí);在控制壓縮機時(shí),要避免壓縮機的喘振點(diǎn)。
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變頻器日常使用中出現的一些問(wèn)題,很多情況下都是因為變頻器參數設置不當引起的。西門(mén)子變頻器可設置的參數有幾千個(gè),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]
變頻器控制方式的選擇由負荷的力矩特性所決定,電動(dòng)機的機械負載轉矩特性根據下列關(guān)系式?jīng)Q定:
p= t n/ 9550
式中:p——電動(dòng)機功率(kw)
t——轉矩(n. m)
n——轉速(r/ min)
轉矩t與轉速n的關(guān)系根據負載種類(lèi)大體可分為3種[2]。
(1)即使速度變化轉矩也不大變化的恒轉矩負載,此類(lèi)負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。
(2)隨著(zhù)轉速的降低,轉矩按轉速的平方減小的負載。此類(lèi)負載如風(fēng)機、各種液體泵等。
(3)轉速越高,轉矩越小的恒功率負載。此類(lèi)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(xiàn)性v/f控制、拋物線(xiàn)特性v/f控制。將變頻器參數p1300設為0,變頻器工作于線(xiàn)性
v/f控制方式,將使調速時(shí)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(xiàn)特性v/f控制方式,這種方式適用于風(fēng)機、水泵類(lèi)負載。這類(lèi)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(xiàn)性關(guān)系,則低速時(shí)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(zhù)輸出頻率的減小以平方關(guān)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(jìn)一步通過(guò)設置參數使v/f控制曲線(xiàn)適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值,具有起動(dòng)提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對于線(xiàn)性的v/f曲線(xiàn)作適當的提高以補償在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問(wèn)題。適用于大起動(dòng)轉矩的調速對象。
變頻器v/f控制方式驅動(dòng)電機時(shí),在某些頻率段,電機的電流、轉速會(huì )發(fā)生振蕩,嚴重時(shí)系統無(wú)法運行,甚至在加速過(guò)程中出現過(guò)電流保護,使得電機不能正常啟動(dòng),在電機輕載或轉矩慣量較小時(shí)更為嚴重??梢愿鶕到y出現振蕩的頻率點(diǎn),在v/f曲線(xiàn)上設置跳轉點(diǎn)及跳轉頻帶寬度,當電機加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)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(gè)不同的跳轉點(diǎn),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(xiàn)。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(dòng)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上*的控制方式,其他方式是模擬直流電動(dòng)機的參數,進(jìn)行保角變換而進(jìn)行調節控制的,矢量轉矩控制是直接取交流電動(dòng)機參數進(jìn)行控制,控制簡(jiǎn)單,精確度高。
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MicroMaster440
西門(mén)子變頻器MicroMaster440是全新一代可以廣泛應用的多功能標準變頻器。
它采用高性能的矢量控制技術(shù),提供低速高轉矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)特性,同時(shí)具備*的過(guò)載能力,以滿(mǎn)足廣泛的應用場(chǎng)合。創(chuàng )新的BiCo(內部功能互聯(lián))功能有*的靈活性。
主要特征:
200V-240V ±10%,單相/三相,交流,0.12kW-45kW; 380V-480V±10%,三相,交流,0.37kW-250kW;
矢量控制方式,可構成閉環(huán)矢量控制,閉環(huán)轉矩控制;
高過(guò)載能力,內置制動(dòng)單元;
三組參數切換功能??刂乒δ埽?線(xiàn)性v/f控制,平方v/f控制,可編程多點(diǎn)設定v/f控制,磁通電流控制免測速矢量控制,閉環(huán)矢量控制,閉環(huán)轉矩控制,節能控制模式;
標準參數結構,標準調試軟件;
數字量輸入6個(gè),模擬量輸入2個(gè),模擬量輸出2個(gè),繼電器輸出3個(gè);
獨立I/O端子板,方便維護;
采用BiCo技術(shù),實(shí)現I/O端口自由連接;
內置PID控制器,參數自整定;
集成RS485通訊接口,可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊;
具有15個(gè)固定頻率,4個(gè)跳轉頻率,可編程;
可實(shí)現主/從控制及力矩控制方式;
在電源消失或故障時(shí)具有"自動(dòng)再起動(dòng)"功能;
靈活的斜坡函數發(fā)生器,帶有起始段和結束段的平滑特性;
快速電流限制(FCL),防止運行中不應有的跳閘;
有直流制動(dòng)和復合制動(dòng)方式提高制動(dòng)性能。
保護功能:
過(guò)載能力為200%額定負載電流,持續時(shí)間3秒和150%額定負載電流,持續時(shí)間60秒;
過(guò)電壓、欠電壓保護;
變頻器、電機過(guò)熱保護;
接地故障保護,短路保護;
閉鎖電機保護,防止失速保護;
采用PIN編號實(shí)現參數連鎖。
MicroMaster430
西門(mén)子變頻器MicroMaster430是全新一代標準變頻器中的風(fēng)機和泵類(lèi)變轉矩負載專(zhuān)家。功率范圍7.5kW至250kW。它按照要求設計,并使用內部功能互聯(lián)(BiCo)技術(shù),具有高度可靠性和靈活性??刂栖浖梢詫?shí)現功能:多泵切換、手動(dòng)/自動(dòng)切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測、節能運行方式等。
主要特征:
380V-480V±10%,三相,交流,7.5kW-250kW;
風(fēng)機和泵類(lèi)變轉矩負載;
牢固的EMC(電磁兼容性)設計;
控制信號的快速響應;
控制功能:
線(xiàn)性v/f控制,并帶有增強電機動(dòng)態(tài)響應和控制特性的磁通電流控制(FCC),多點(diǎn)v/f控制;
內置PID控制器;
快速電流限制,防止運行中不應有的跳閘;
數字量輸入6個(gè),模擬量輸入2個(gè),模擬量輸出2個(gè),繼電器輸出3個(gè);
具有15個(gè)固定頻率,4個(gè)跳轉頻率,可編程;
采用BiCo技術(shù),實(shí)現I/O端口自由連接;
集成RS485通訊接口,可選PROFIBUS-DP通訊模塊;
靈活的斜坡函數發(fā)生器,可選平滑功能;
三組參數切換功能:電機數據切換,命令數據切換;
風(fēng)機和泵類(lèi)功能:
多泵切換;
旁路功能;
手動(dòng)/自動(dòng)切換;
斷帶及缺水檢測 ;
節能方式;
保護功能:
過(guò)載能力為140%額定負載電流,持續時(shí)間3秒和110%額定負載電流,持續時(shí)間60秒;
過(guò)電壓、欠電壓保護;
變頻器過(guò)溫保護;
接地故障保護,短路保護;
I2t電動(dòng)機過(guò)熱保護;
PTC Y電機保護。
西門(mén)子變頻器MicroMaster420
西門(mén)子變頻器MicroMaster420是全新一代模塊化設計的多功能標準變頻器。它友好的用戶(hù)界面,讓你的安裝、操作和控制象玩游戲一樣靈活方便。全新的IGBT技術(shù)、強大的通訊能力、精確的控制性能、和高可靠性都讓控制變成一種樂(lè )趣。
主要特征:
200V-240V ±10%,單相/三相,交流,0.12kW-5.5kW;
380V-480V±10%,三相,交流,0.37kW-11kW;
模塊化結構設計,具有多的靈活性;
標準參數訪(fǎng)問(wèn)結構,操作方便。
控制功能:
線(xiàn)性v/f控制,平方v/f控制,可編程多點(diǎn)設定v/f控制;
磁通電流控制(FCC),可以改善動(dòng)態(tài)響應特性;
新的IGBT技術(shù),數字微處理器控制;
數字量輸入3個(gè),模擬量輸入1個(gè),模擬量輸出1個(gè),繼電器輸出1個(gè);
集成RS485通訊接口,可選PROFIBUS-DP通訊模塊/Device-Net模板;
具有7個(gè)固定頻率,4個(gè)跳轉頻率,可編程;
捕捉再起動(dòng)功能;
在電源消失或故障時(shí)具有“自動(dòng)再起動(dòng)”功能;
靈活的斜坡函數發(fā)生器,帶有起始段和結束段的平滑特性;
快速電流限制(FCL),防止運行中不應有的跳閘;
有直流制動(dòng)和復合制動(dòng)方式提高制動(dòng)性能;
采用BiCo技術(shù),實(shí)現I/O端口自由連接。
保護功能:
過(guò)載能力為150%額定負載電流,持續時(shí)間60秒;
過(guò)電壓、欠電壓保護;
變頻器過(guò)溫保護;
接地故障保護,短路保護;
I2t電動(dòng)機過(guò)熱保護;
采用PTC通過(guò)數字端接入的電機過(guò)熱保護;
采用PIN編號實(shí)現參數連鎖;
閉鎖電機保護,防止失速保護。
西門(mén)子G120C緊湊型變頻器
SINAMICS G120C緊湊型變頻器,在許多方面為同類(lèi)變頻器的設計樹(shù)立了*。包括它緊湊的尺寸,便捷的快速調試,簡(jiǎn)單的面板操作,方便友好的維護以及豐富的集成功能都將成為新的標準。
SINAMICS G120C是專(zhuān)門(mén)為滿(mǎn)足OEM用戶(hù)對于高性?xún)r(jià)比和節省空間的要求而設計的變頻器,同時(shí)它還具有操作簡(jiǎn)單和功能豐富的特點(diǎn)。這個(gè)系列的變頻器與同類(lèi)相比相同的功率具有更小的尺寸,并且它安裝快速,調試簡(jiǎn)便,以及它友好的用戶(hù)接線(xiàn)方式和簡(jiǎn)單的調試工具都使它與眾不同。集成眾多功能:安全功能(STO,可通過(guò)端子或PROFIsafe激活),多種可選的通用的現場(chǎng)總線(xiàn)接口,以及用于參數拷貝的存儲卡槽。
SINAMICS G120C 變頻器包含三個(gè)不同的尺寸功率范圍從0.55kW到18.5kW。為了提高能效,變頻器集成了矢量控制實(shí)現能量的優(yōu)化利用并自動(dòng)降低了磁通。該系列的變頻器是全集成自動(dòng)化的組成部分,并且可選PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通訊接口。操作控制和調試可以快速簡(jiǎn)單地采用PC機通過(guò)USB接口,或者采用BOP-2(基本操作面板)或IOP(智能操作面板)來(lái)實(shí)現。 [2]
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操作人員必須熟悉西門(mén)子變頻器的基本工作原理、功能特點(diǎn),
西門(mén)子變頻器(圖3)
具有電工操作常識。在對變頻器日常維護之前,必須保證設備總電源全部切斷;并且在變頻器顯示*消失的3-30分鐘(根據變頻器的功率)后再進(jìn)行。應注意檢查電網(wǎng)電壓,改善變頻器、電機及線(xiàn)路的周邊環(huán)境,定期清除變頻器內部灰塵,通過(guò)加強設備管理大限度地降低變頻器的故障率。
1、冷卻風(fēng)扇
變頻器的功率模塊是發(fā)熱嚴重的器件,其連續工作所產(chǎn)生的熱量必須要及時(shí)排出,一般風(fēng)扇的壽命大約為20kh~40kh。按變頻器連續運行折算為3~5年就要更換一次風(fēng)扇,避免因散熱不良引發(fā)故障。
2、濾波電容
中間電路濾波電容:又稱(chēng)電解電容,該電容的作用:濾除整流后的電壓紋波,還在整流與逆變器之間起去耦作用,以消除相互干擾,還為電動(dòng)機提供必要的無(wú)功功率,要承受極大的脈沖電流,所以使用壽命短,因其要在工作中儲能,所以必須長(cháng)期通電,它連續工作產(chǎn)生的熱量加上變頻器本身產(chǎn)生的熱量都會(huì )加速其電解液的干涸,直接影響其容量的大小。正常情況下電容的使用壽命為5年。建議每年定期檢查電容容量一次,一般其容量減少20%以上應更換。
3、防腐劑的使用
因一些公司的生產(chǎn)特性,各電氣mcc室的腐蝕氣體濃度過(guò)大,致使很多電氣設備因腐蝕損壞(包括變頻器)。
為了解決以上問(wèn)題可安裝一套空調系統,用正壓新鮮風(fēng)來(lái)改善環(huán)境條件。為減少腐蝕性氣體對電路板上元器件的腐蝕,還可要求變頻器生產(chǎn)廠(chǎng)家對線(xiàn)路板進(jìn)行防腐加工,維修后也要噴涂防腐劑,有效地降低了變頻器的故障率,提高了使用效率。
4、給變頻器除塵:變頻器根據使用環(huán)境的不同,應定期檢查散熱通道、及電路板中有無(wú)積累灰塵,一般每半年清理一次,至少也要一年清理一次,以確保變頻器散熱良好,使其避免因散熱不良而引發(fā)故障。
在保養的同時(shí)要仔細檢查變頻器,定期送電,帶電機工作在2hz 的低頻約10分鐘,以確保變頻器工作正常。
編輯
由于西門(mén)子變頻器在中國市場(chǎng)的一個(gè)龐大的銷(xiāo)售量,在使用中必然會(huì )碰到許多問(wèn)題,以下就西門(mén)子變頻器的一些常見(jiàn)故障在這里說(shuō)明:
西門(mén)子變頻器應該是進(jìn)入中國市場(chǎng)較早的一個(gè)品牌,
西門(mén)子變頻器(圖4)
所以有些老的產(chǎn)品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用戶(hù)在使用。對于MICRO MASTER系列變頻器常見(jiàn)的故障就是通電無(wú)顯示,該系列變頻器的開(kāi)關(guān)電源采用了一塊UC2842芯片作為波形發(fā)生器,該芯片的損壞會(huì )導致開(kāi)關(guān)電源無(wú)法工作,從而也無(wú)法正常顯示,此外該芯片的工作電源不正常也會(huì )使得開(kāi)關(guān)電源無(wú)法正常工作。對于MIDI MASTER系列變頻器較常見(jiàn)的故障主要有驅動(dòng)電路的損壞,以及IGBT模塊的損壞,MIDI MASTER的驅動(dòng)電路是由一對對管去驅動(dòng)IGBT模塊的,而這對管也是容易損壞的元器件,損壞原因常由于IGBT模塊的損壞,而導致高壓大電流竄入驅動(dòng)回路,導致驅動(dòng)電路的元器件損壞。
對于6SE70系列變頻器,由于質(zhì)量較好,故障率明顯降低,經(jīng)常會(huì )碰到的故障現象有(直流電壓低),由于是直接通過(guò)電阻降壓來(lái)取得采樣信號,所以故障F008的出現主要是由于采樣電阻的損壞而導致的。此外,還會(huì )碰到F025、F026、F027關(guān)于輸入相缺失的報警,故障原因一是由于6SE70系列本身帶有輸入相檢測功能,輸入檢測電路的損壞會(huì )導致輸入缺相報警,如排除此故障原因,報警信號還不能消除,那故障很有可能就是CU板的損壞了。此外F011(過(guò)電流)故障也是一個(gè)常見(jiàn)的故障,電流傳感器的損壞是引起此故障的原因之一,此外,在維修中經(jīng)常會(huì )碰到驅動(dòng)電路和開(kāi)關(guān)電源上的一些貼片的濾波電容的損壞也會(huì )引起F011報警,要特別注意由于這種原因而引起的故障報警。
對于ECO的變頻器,碰到多的就是電源板的燒壞以及功率模塊的損壞,引起的原因也主要是由于強電側(功率模塊)與弱電側(驅動(dòng)電路)沒(méi)有隔離電路,導致強電進(jìn)入了控制電路,引起驅動(dòng)電路及開(kāi)關(guān)電源大面積燒壞,此外預充電回路損壞也是常見(jiàn)故障(30KW以上),由于限流回路設計在交流輸入側,只要有三相交流電源任意一路送電時(shí)有時(shí)序上的超前和滯后,都有可能引起自身一路或其余兩路充電時(shí)電流過(guò)大,而使得限流電阻和切入繼電器燒毀。F231故障也是ECO變頻器的一種常見(jiàn)故障,引起原因就是因為采樣電阻的損壞。
西門(mén)子變頻器故障分析及處理方法:
一般來(lái)說(shuō),當遇到西門(mén)子變頻器故障時(shí),再上電之前首先要用萬(wàn)用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒(méi)有燒,線(xiàn)路板上有沒(méi)有明顯燒損的痕跡。
具體方法是:用萬(wàn)用表(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(méi)有充放電現象。然后,反過(guò)來(lái)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(méi)有充放電現象。否則,說(shuō)明模塊損壞。這時(shí)候不能盲目上電,特別是整流橋損壞或線(xiàn)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。
如果以上測量西門(mén)子變頻器故障結果表明模塊基本沒(méi)問(wèn)題,可以上電觀(guān)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(jiàn)的是由于電源驅動(dòng)板有問(wèn)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(wèn)題肯定在電源驅動(dòng)板部分了。
2、上電后面板無(wú)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(shuō)明整流和開(kāi)關(guān)電源工作基本正常,問(wèn)題出在開(kāi)關(guān)電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開(kāi)路,可以用萬(wàn)用表測量開(kāi)關(guān)電源的幾路整流二極管,很容易發(fā)現問(wèn)題。換一個(gè)相應的整流二極管問(wèn)題就解決了。這種問(wèn)題一般是二極管的耐壓偏低,電源脈動(dòng)沖擊造成的。
3、有時(shí)顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4),敲擊機殼或動(dòng)一動(dòng)面板和主板時(shí)而能正常,一般屬于接插件的問(wèn)題,檢查一下各部位接插件。也發(fā)現有個(gè)別機器是因為線(xiàn)路板上的阻容元件質(zhì)量問(wèn)題或焊接不良所致。
4、上電后顯示[-----](MM4),一般是主控板問(wèn)題。多數情況下?lián)Q一塊主控板問(wèn)題就解決了,一般是因為外圍控制線(xiàn)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,或與主控板散熱不好也有一定的關(guān)系。但也有個(gè)別問(wèn)題出在電源板上。
5、上電后顯示正常,一運行即顯示過(guò)流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣,一般這種現象說(shuō)明IGBT模塊損壞或驅動(dòng)板有問(wèn)題,需更換IGBT模塊并仔細檢查驅動(dòng)部分后才能再次上電,不然可能因為驅動(dòng)板的問(wèn)題造成IGBT模塊再次損壞!這種問(wèn)題的出現,一般是因為變頻器多次過(guò)載或電源電壓波動(dòng)較大(特別是偏低)使得變頻器脈動(dòng)電流過(guò)大主控板CPU來(lái)不及反映并采取保護措施所造成的。
總結以上,大的原器件如IGBT功率模塊出問(wèn)題的比例倒是不多,因為一些低端的簡(jiǎn)單原器件問(wèn)題和裝配問(wèn)題引發(fā)的故障比例較多,如果有圖紙和零件,這些問(wèn)題便不難解決而且費用不高,否則解決這些問(wèn)題還是不容易的。簡(jiǎn)單的辦法就是換整塊的線(xiàn)路板!
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西門(mén)子公司不同類(lèi)型的變頻器,用戶(hù)可以根據自己的實(shí)際工藝要求和運用場(chǎng)合選擇不同類(lèi)型的變頻器。在選擇變頻器時(shí)因注意以下幾點(diǎn)注意事頊:
1、根據負載特性選擇變頻器,如負載為恒轉矩負載需選擇西門(mén)子mmv/mdv、mm420/mm440變頻器,如負載為風(fēng)機、泵類(lèi)負載應選擇西門(mén)子430變頻器。
2、選擇變頻器時(shí)應以實(shí)際電動(dòng)機電流值作為變頻器選擇的依據,電動(dòng)機的額定功率只能作為參考。另外,應充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波,會(huì )使電動(dòng)機的功率因數和效率變差。因此,用變頻器給電動(dòng)機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較,電動(dòng)機的電流會(huì )增加10%而溫升會(huì )增加20%左右。所以在選擇電動(dòng)機和變頻器時(shí)應考慮到這種情況,適當留有余量,以防止溫升過(guò)高,影響電動(dòng)機的使用壽命。
3、變頻器若要長(cháng)電纜運行時(shí),此時(shí)應該采取措施抑制長(cháng)電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一、兩擋選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
4、當變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電動(dòng)機時(shí),一定要考慮變頻器到電動(dòng)機的電纜的長(cháng)度總和在變頻器的容許范圍內。如果超過(guò)規定值,要放大兩擋來(lái)選擇變頻器,另外在此種情況下,變頻器的控制方式只能為v/f控制方式,并且變頻器無(wú)法實(shí)現電動(dòng)機的過(guò)流、過(guò)載保護,此時(shí),需在每臺電動(dòng)機側加熔斷器來(lái)實(shí)現保護。
5、對于一些特殊的應用場(chǎng)合,如高環(huán)境溫度、高開(kāi)關(guān)頻率、高海拔等,此時(shí)會(huì )引起變頻器的降容,變頻器需放大一擋選擇。
6、使用變頻器控制高速電動(dòng)機時(shí),由于高速電動(dòng)機的電抗小,會(huì )產(chǎn)生較多的高次諧波。而這些高次諧波會(huì )使變頻器的輸出電流值增加。因此,選擇用于高速電動(dòng)機的變頻器時(shí),應比普通電動(dòng)機的變頻器稍大一些。
7、變頻器用于變極電動(dòng)機時(shí),應充分注意選擇變頻器的容量,使其大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外,在運行中進(jìn)行極數轉換時(shí),應先停止電動(dòng)機工作,否則,會(huì )造成電動(dòng)機空轉,惡劣時(shí)會(huì )造成變頻器損壞。
8、驅動(dòng)防爆電動(dòng)機時(shí),變頻器沒(méi)有防爆構造,應將變頻器設置在危險場(chǎng)所之外。
9、使用變頻器驅動(dòng)齒輪減速電動(dòng)機時(shí),使用范圍受到齒輪轉動(dòng)部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時(shí),在低速范圍內沒(méi)有限制;在超過(guò)額定轉速以上的高速范圍內,有可能發(fā)生潤滑油用光的危險。因此,不要超過(guò)高轉速容許值。
10、變頻器驅動(dòng)繞線(xiàn)轉子異步電動(dòng)機時(shí),大多是利用已有的電動(dòng)機。繞線(xiàn)電動(dòng)機與普通的鼠籠電動(dòng)機相比,繞線(xiàn)電動(dòng)機繞組的阻抗小。因此,容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過(guò)電流跳閘現象,所以應選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線(xiàn)電動(dòng)機多用于飛輪力矩gd2較大的場(chǎng)合,在設定加減速時(shí)間時(shí)應多注意。
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1、什么是西門(mén)子變頻器?
西門(mén)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(mén)子變頻器的電壓與電流成比例的改變?
異步電動(dòng)機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過(guò)電流之間相互作用而產(chǎn)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(guò)大,磁回路飽和,嚴重時(shí)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(shí)控制西門(mén)子變頻器輸出電壓,使電動(dòng)機的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于 風(fēng)機、泵類(lèi)節能型西門(mén)子變頻器。
3、西門(mén)子變頻器制動(dòng)的有關(guān)問(wèn)題
制動(dòng)的概念:指電能從電機側流到西門(mén)子變頻器側(或供電電源側),這時(shí)電機的轉速高于同步轉速,負載的能量分為動(dòng)能和勢能. 動(dòng)能(由速度和重量確定其大?。╇S著(zhù)物體的運動(dòng)而累積。當動(dòng)能減為零時(shí),該事物就處在停止狀態(tài)。機械抱閘裝置的方法是用制動(dòng)裝置把物體動(dòng)能轉換為摩擦和能消耗掉。對于西門(mén)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(shí)會(huì )產(chǎn)生制動(dòng)過(guò)程. 由制動(dòng)產(chǎn)生的功率將返回到西門(mén)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(lèi)負載,在下降時(shí), 能量(勢能)也要返回到西門(mén)子變頻器(或電源)側,進(jìn)行制動(dòng).這種操作方法被稱(chēng)作“再生制動(dòng)”,而該方法可應用于西門(mén)子變頻器制動(dòng)。在減速期間,產(chǎn)生的功率如果不通過(guò)熱消耗的方法消耗掉,而是把能量返回送到西門(mén)子變頻器電源側的方法叫做“功率返回再生方法”。在實(shí)際中,這種應用需要“能量回饋單元”選件。
4、采用西門(mén)子變頻器運轉時(shí),電機的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉矩怎樣?
采用西門(mén)子變頻器運轉,隨著(zhù)電機的加速相應提高頻率和電壓,起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動(dòng) 時(shí),起動(dòng)電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊。采用西門(mén)子變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長(cháng))。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動(dòng)轉 矩為70%~120%額定轉矩;對于帶有轉矩自動(dòng)增強功能的西門(mén)子變頻器,起動(dòng)轉矩為100%以上,可以帶全負載起動(dòng)。
5、裝設西門(mén)子變頻器時(shí)安裝方向是否有限制。
西門(mén)子變頻器內部和背面的結構考慮了冷卻效果的,上下的關(guān)系對通風(fēng)也是重要的,因此,對于單元型在盤(pán)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(dòng),將電機直接投入到某固定頻率的西門(mén)子變頻器時(shí)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(dòng)的條件相近。將流過(guò)大的起動(dòng)電流(6~7倍額定電流),由于西門(mén)子變頻器切斷過(guò)電流,電機不能起動(dòng)。
7、西門(mén)子變頻器可以傳動(dòng)齒輪電機嗎?
根據減速機的結構和潤滑方式不同,需要注意若干問(wèn)題。在齒輪的結構上通??煽紤]70~80Hz為大極限,采用油潤滑時(shí),在低速下連續運轉關(guān)系到齒輪的損壞等。
8、西門(mén)子變頻器能用來(lái)驅動(dòng)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(kāi)關(guān)起動(dòng)式的單相電機,在工作點(diǎn)以下的調速范圍時(shí)將燒毀輔助繞組;對于電容起動(dòng)或電容運轉方式的,將誘發(fā)電容器爆炸。西門(mén)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(mén)子變頻器本身消耗的功率有多少?
它與西門(mén)子變頻器的機種、運行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān),但要回答很困難。不過(guò)在60Hz以下的西門(mén)子變頻器效率大約為94%~96%,據此可推算損耗,但內藏再生制動(dòng)式(FR-K)西門(mén)子變頻器,如果把制動(dòng)時(shí)的損耗也考慮進(jìn)去,功率消耗將變大,對于操作盤(pán)設計等必須注意。
10、為什么不能在6~60Hz全區域連續運轉使用?
一般電機利用裝在軸上的外扇或轉子端環(huán)上的葉片進(jìn)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(mén)子變頻器與電機組合,或采用電機。
11、西門(mén)子變頻器的壽命有多久?
西門(mén)子變頻器雖為靜止裝置,但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件,如果對它們進(jìn)行定期的維護,可望有10年以上的壽命。
12、西門(mén)子變頻器內藏有冷卻風(fēng)扇,風(fēng)的方向如何?風(fēng)扇若是壞了會(huì )怎樣?
對于小容量也有無(wú)冷卻風(fēng)扇的機種。有風(fēng)扇的機種,風(fēng)的方向是從下向上,所以裝設西門(mén)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(mén)子變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風(fēng)扇發(fā)生故障時(shí),由電扇停止檢測或冷卻風(fēng)扇上的過(guò)熱檢測進(jìn)行保護
13、關(guān)于散熱的問(wèn)題
如果要正確的使用西門(mén)子變頻器,必須認真地考慮散熱的問(wèn)題。西門(mén)子變頻器的故障率隨溫度升高而成指數的上升。使用壽命隨溫度升高而成指數的下降。環(huán)境溫度升高10度,西門(mén)子變頻器使用壽命減半。在西門(mén)子變頻器工作時(shí),流過(guò)西門(mén)子變頻器的電流是很大的,西門(mén)子變頻器產(chǎn)生的熱量也是非常大的,不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響。
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變頻器在長(cháng)時(shí)間的存放過(guò)程中,儲存環(huán)境可能對變頻器本身產(chǎn)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(jìn)行定期的維護保養。
1.西門(mén)子變頻器,保養維護,電容充電 1.外觀(guān)檢查 對長(cháng)期存放的變頻器,檢查時(shí)要
注意變頻器的外觀(guān)是否有變化,如:外觀(guān)有無(wú)變形,有無(wú)磕碰痕跡;有無(wú)液體滲出和物件脫落;有無(wú)動(dòng)物、昆蟲(chóng)、浮游物等人駐,以及其他異常的變化。。
2.檢查風(fēng)機的靈
用細的木棍或其他較軟的物體撥動(dòng)風(fēng)葉,手感應該流暢,風(fēng)機轉動(dòng)應靈活,不能有卡澀的現象,觀(guān)察風(fēng)機是否有液體滲出或潤滑油的痕跡。
3.電氣性能檢查
長(cháng)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(jìn)行電氣性能的檢查及保養。具體方法如下:
使用萬(wàn)用表檢測整流部分的整流橋特性,使用萬(wàn)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(dòng)應在2/3處,超過(guò)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(dòng),如出現擺動(dòng)則為異常。使用萬(wàn)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(dòng)應在2/3處,超過(guò)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(dòng),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(guān)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(jìn)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(dòng)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(shí)已經(jīng)根據電源電壓選定了電容器的型號,所以?xún)炔康臏囟葘﹄娊怆娙萜鱗優(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(xué)反應隨著(zhù)溫度的升高導致劣化速度加快。劣化速度與材料溫度的關(guān)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(shí)際上是電容器周?chē)h(huán)境溫度與脈動(dòng)電流造成的溫度之和。因此,我們應該在安裝時(shí)考慮適合的環(huán)境溫度,在電容器劣化過(guò)程中,會(huì )出現靜電容量減小,漏電流增大,等價(jià)電阻值增大,tgδ值增大等現象。維護保養時(shí)通常以比較容易測量的靜電容量來(lái)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(shí)應考慮更換電解電容器。對于儲存不超過(guò)5年的電容器我們應該定期充電以進(jìn)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(guò)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(guò)快熔接入變頻器的“R”“S”“T”。將變頻器調至10伏以下,送電,觀(guān)察電流表是否異常,如無(wú)異常,將電壓緩緩調到30伏,觀(guān)察5分鐘,如無(wú)異常,每十分鐘將電壓升高20伏,加壓過(guò)程中,隨時(shí)觀(guān)察電流的變化,當電壓超過(guò)200伏時(shí),振風(fēng)機等開(kāi)始工作。這時(shí)可將電壓緩緩升到350伏,觀(guān)察有無(wú)電流波動(dòng),維持1小時(shí)后,將電壓升到額定電壓,再維持2小時(shí),繼續觀(guān)察電流。無(wú)異常即可。上電過(guò)程中,如果遇見(jiàn)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(guān),否則應引起重視。電源斷開(kāi)后應等到充電燈*熄滅方可拆除電源線(xiàn),待機器*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(diǎn)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(dòng)保護回路中的電解電容器、冷卻系統中的風(fēng)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(guān)變化和運行時(shí)間為判斷的基準。