變頻器應用技術(shù)全冊配套完整課件3

變頻器應用技術(shù)全冊配套完整課件3第1章變頻器和調(diào)速系統(tǒng)的認知

1.1變頻調(diào)速的認知

1.2變頻器的選用

1.3變頻器的安裝

1.4變頻器的調(diào)試

1.5變頻器的維護與險修1.1變頻調(diào)速的認知

任務目標

(1)了解變頻器的行業(yè)應用。

(2)熟悉變頻器的銘牌與結(jié)構(gòu)。

(3)理解通用變頻器的工作原理。任務引入隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對調(diào)速性能要求的不斷提高和電力電子、微電子及計算機控制等技術(shù)的迅速發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)日趨成熟，傳統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng)將逐漸被變頻調(diào)速系統(tǒng)所取代，其框圖分別如圖1-1、圖1-2所示，變頻調(diào)速是通過變頻器來實現(xiàn)的，那么變頻器是由哪些部分組成的?它是如何實現(xiàn)變頻調(diào)速的?下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知相關(guān)知識點一、通用變頻器的組成

1.變頻器的外部特征從外部結(jié)構(gòu)來看，通用變頻器有開啟式和封閉式兩種。開啟式的散熱性能較好，接線端子外露，適合于電氣柜內(nèi)的安裝;封閉式的接線端子全在內(nèi)部，須打開面蓋才能看見。以西門子MM440封閉式系列變頻器為例，變頻器的外觀如圖1-3所示。

2.變頻器的銘牌通用變頻器的銘牌主要包含型號(訂貨號)、輸入電源規(guī)格、最大輸出電流等內(nèi)容，使用變頻器必須遵循銘牌上的有關(guān)說明。以西門子MM440系列變頻器為例，變頻器的銘牌如圖1-4所示。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知其中，變頻器型號說明如圖1-5所示。

3.變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變頻器是把電壓、頻率固定的交流電變成電壓、頻率可調(diào)的交流電的一種電力電子裝置，其實際電路相當復雜，圖1-6所示為變頻器的內(nèi)部組成框圖。從圖1-6中可以看出，變頻器內(nèi)部主要由以下幾部分組成。

1)控制通道

(1)面板①—主要用于近距離基本控制與顯示;上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知(2)外接控制端子②和③—主要用于遠距離、多功能控制;(3)通信接口④—主要用于多電動機、系統(tǒng)控制。

2)主控電路部分主控電路部分主要用來處理各種外部控制信號、內(nèi)部檢測信號以及用戶對變頻器的參數(shù)設定信號等，實現(xiàn)變頻器的各種控制功能和保護功能，是變頻器的控制中心。

3)控制電源部分控制電源部分主要由主控電路、外控電路等部分提供穩(wěn)壓電源。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知4)采樣及檢測電路部分采樣電路的主要作用是提供控制用數(shù)據(jù)和保護采樣。尤其是在進行矢量控制時，必須測定足夠的數(shù)據(jù)，提供給主控電路部分進行矢量運算。

5)驅(qū)動電路部分驅(qū)動電路部分的主要作用是產(chǎn)生逆變器開關(guān)管的驅(qū)動信號，受主控電路控制。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知6)主電路部分主電路部分主要包括整流和逆變兩個主要功率變換部分，三相交一直一交變頻器主電路的基本組成如圖1-7所示，電網(wǎng)電壓由輸入端(R,S,T)接人變頻器，經(jīng)整流器整流成直流電壓，然后由逆變器逆變成電壓、頻率可調(diào)的交流電壓，從輸出端(U,V,W)輸出到交流電動機。

(1)整流單元(VD1~VD6)。三相不控整流電路由電力二極管VD，一VDT組成整流橋，將三相交流電整流成直流。濾波電容Cd起儲能和濾波作用，其平均直流電壓可用下式表示: (1.1)上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知式中，隊為電源的線電壓。

(2)逆變單元(VT1~VT6)。由逆變管VT1~VT6組成三相逆變橋，VT1~VT6交替通斷，將整流后的直流電壓變成交流電壓。目前常用的逆變管有功率晶體管(GTR)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等。整流單元和逆變單元的電力電子器件，是變頻器主電路部分的核心，在使用時要參照有關(guān)使用手冊。二、變頻調(diào)速基本原理交流異步電動機的轉(zhuǎn)速表達式

n=60f(1-s)/D (1.2)上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知式中，n為異步電動機的轉(zhuǎn)速(r/min);為定子電源頻率(Hz);S為電動機轉(zhuǎn)差率;P為電動機極對數(shù)。由式(1.2)可知，轉(zhuǎn)速n與頻率J.成正比，只要改變頻率J.即可改變電動機的轉(zhuǎn)速，當頻率f在0~50Hz的范圍內(nèi)變化時，電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機的電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的。三、變頻器的分類變頻器的分類方法很多，下面簡單介紹幾種主要的分類方法。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知1.按變換環(huán)節(jié)分類

1)交一交變頻器交一交變頻器的原理框圖如圖1-8所示，它把恒壓恒頻(CVCF)的交流電直接變換成變壓變頻(VVVF)的交流電。其主要優(yōu)點是沒有中間環(huán)節(jié)，故變換效率高，但其連續(xù)可調(diào)的頻率范圍較窄，輸出頻率一般為額定頻率的1/2以下，電網(wǎng)功率因數(shù)較低，主要應用于低速大功率的拖動系統(tǒng)。

2)交一直一交變頻器交一直一交變頻器首先將工頻交流電整流成直流電，經(jīng)過濾波，再將平滑的直流電逆變成頻率可調(diào)的交流電，主要由整流電路、中間直流環(huán)節(jié)和逆變電路三部分組成。交一直一交變頻器按中間環(huán)節(jié)的濾波方式又可分為電壓型變頻器和電流型變頻器。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知(1)電壓型變頻器。電壓型變頻器的主電路典型結(jié)構(gòu)如圖1-9所示。在電路中，中間直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波，直流電壓波形比較平直，使施加于負載上的電壓值基本上不受負載的影響，基本保持恒定，類似于電壓源，因而稱之為電壓型變頻器。

(2)電流型變頻器。電流型變頻器與電壓型變頻器在主電路結(jié)構(gòu)上基本相似，不同的是電流型變頻器的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波，如圖1-10所示，直流電流波形比較平直，使施加于負載上的電流基本不受負載的影響，其特性類似于電流源，所以稱之為電流型變頻器。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知2.按電壓的調(diào)制方式分類

1)PAM(脈副調(diào)制)

它是通過調(diào)節(jié)輸出脈沖的幅值來進行輸出控制的一種方式。在調(diào)節(jié)過程中，整流器部分負責調(diào)節(jié)電壓或電流，逆變器部分負責調(diào)頻。

2)PWM(脈寬調(diào)制)

它是通過改變輸出脈沖的占空比來實現(xiàn)變頻器輸出電壓的調(diào)節(jié)，因此，逆變器部分需要同時進行調(diào)壓和調(diào)頻。目前，普遍應用的是脈寬按正弦規(guī)律變化的正弦脈寬調(diào)制方式，即SPWM方式。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知3.按控制方式分類

1)U/f控制變頻器

U/f控制是同時控制變頻器輸出電壓和頻率，通過保持U/f比值恒定，使得電動機的主磁通不變，在基頻以下實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，基頻以上實現(xiàn)恒功率調(diào)速。它是一種轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，無需速度傳感器，控制電路簡單，多應用于精度要求不高的場合。

2)VC控制變頻器

VC控制即矢量控制，矢量控制是一種高性能的異步電動機控制方式，其基本思想是模仿直流電動機的控制原理，以三相交流繞組和兩相直流繞組產(chǎn)生同樣的旋轉(zhuǎn)磁動勢為準則，將異步電動機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量(勵磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)矩電流)分別加以控制，即通過直/交變換和2/3變換來實現(xiàn)，其控制示意圖如圖1-11所示。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知

其中是勵磁電流分量，是轉(zhuǎn)矩電流分量。它們都是由變頻器的給定信號分解而成的(*表示變頻器中的控制信號)。經(jīng)過直/交變換，將和變換成兩個交流分量和，再經(jīng)過2/3變換得到三相交流控制信號、、去控制三相逆變器?？梢钥吹?，控制和中的任意一個，就可以控制號、、，也就控制了變頻器的交流輸出。通過以上變換，將交流電動機的調(diào)速轉(zhuǎn)化為控制兩個控制量和，因此，更接近直流電動機的調(diào)速。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知

一般的矢量控制系統(tǒng)均需速度傳感器，然而速度傳感器使整個傳動系統(tǒng)中最不可靠的環(huán)節(jié)，安裝也很麻煩，因此，現(xiàn)代的變頻器又推廣使用無速度傳感器矢量控制技術(shù)，它的速度反饋信號不是來自于速度傳感器，而是通過CPU對電動機的一些參數(shù)進行計算得到的一個轉(zhuǎn)速的實在值。對于很多新系列的變頻器都設置了“無反饋矢量控制”這一功能，這里“無反饋”，是指不需要用戶在變頻器的外部再加其他的反饋環(huán)節(jié)，矢量控制時變頻器內(nèi)部還是存在反饋的。本書中用到的西門子MM440變頻器就是一款高性能矢量控制變頻器。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知3)DTC控制變頻器

DTC控制即直接轉(zhuǎn)矩控制，是繼矢量控制之后發(fā)展起來的另一種高性能的異步電動機控制方式，其基本思想是在準確觀測定子磁鏈的空間位置和大小并保持其幅值基本恒定以及準確計算負載轉(zhuǎn)矩的條件下，通過控制電動機的瞬時輸入電壓來控制電動機定子磁鏈的瞬時旋轉(zhuǎn)速度，改變它對轉(zhuǎn)子的瞬時轉(zhuǎn)差率，從而達到直接控制電動機輸出的目的。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知不同于矢量控制，直接轉(zhuǎn)矩控制具有魯棒性強、轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應好、控制結(jié)構(gòu)簡單、計算簡便等優(yōu)點，它在很大程度上解決了矢量控制中結(jié)構(gòu)復雜、計算量大、對參數(shù)變化敏感等問題。然而作為一種誕生不久的新理淪、新技術(shù)，自然有其不完善不成熟之處，一是在低速區(qū)，由于定子電阻的變化帶來了一系列問題，主要是定子電流和磁鏈的畸變非常嚴重;二是低速時轉(zhuǎn)矩脈動大，限制了調(diào)速范圍。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)必將有所突破，具有廣闊的應用前景。目前，該技術(shù)已成功地應用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。以上三種控制方式性能比較見表1-1。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知4)其他控制方式在實際應用中，還有一些其他非智能控制方式在變頻器的控制中得以實現(xiàn)，例如轉(zhuǎn)差頻率控制、電壓空間矢量控制、自適應控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、差頻控制、環(huán)流控制、頻率控制等。另外，一些智能控制方式如神經(jīng)網(wǎng)絡控制、模糊控制、專家系統(tǒng)、學習控制等在變頻器的具體應用中也有一些成功的范例。

4.按變頻器用途分類

1)通用變頻器通用變頻器其特點是通用性，是變頻器家族中應用最為廣泛的一種。通用變頻器主要包含兩大類:節(jié)能型變頻器和高性能通用變頻器。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知(1)節(jié)能型變頻器。是一種以節(jié)能為主要目的而簡化了其他一些系統(tǒng)功能的通用變頻器，控制方式比較單一，一般為之少、控制，主要應用于風機、水泵等調(diào)速性能要求不高的場合，具有其體積小、價格低等優(yōu)勢。

(2)高性能通用變頻器。是一種在設計中充分考慮了變頻器應用時可能出現(xiàn)的各種需要，并為這種需要在系統(tǒng)軟件和硬件方面都做了相應的準備，使其具有較豐富的功能如:PID調(diào)節(jié)、PC閉環(huán)速度控制等。高性能通用變頻器除了可以應用于節(jié)能型變頻器的所有應用領(lǐng)域之外，還廣泛應用于電梯、數(shù)控機床等調(diào)速性能要求較高的場合。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知2)專用變頻器是一種針對某一種(類)特定的應用場合而設計的變頻器，為滿足某種需要，這種變頻器在某一方面具有較為優(yōu)良的性能。如電梯及起重機用變頻器等，還包括一些高頻、大容量、高壓等變頻器。任務訓練一、訓練內(nèi)容認識變頻器的銘牌、外觀和結(jié)構(gòu)。二、訓練工具、材料和設備西門子MM440變頻器一臺、通用電工工具一套。三、成績評價表成績評價見表1-2。上一頁下一頁返回1.1變頻調(diào)速的認知四、鞏固練習

1.針對某一具體變頻器，讓學生借助有關(guān)工具書，進行銘牌識讀，分析其類型、結(jié)構(gòu)組成、工作原理等，并進行拆裝。

2.簡述U/f和矢量控制的基本原理。上一頁返回1.2變頻器的選用

任務目標

1.掌握變頻器的選擇方法。

2.掌握變頻器容量的計算。任務引入目前，市場上各個廠家的變頻器種類繁多，而只有合適的變頻器才能使機械設備電控系統(tǒng)既能長期正常、安全可靠地運行，又能實現(xiàn)最佳性價比，變頻器的正確選用是使用好變頻器的第一步，那么我們該如何選用變頻器?下一頁返回1.2變頻器的選用(1)對于恒轉(zhuǎn)矩負載，如擠壓機、攪拌機、傳送帶、工廠運輸電車、起重機等，如采用普通功能型變頻器，要實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，常采用加大電動機和變頻器容量的辦法，以提高低速轉(zhuǎn)矩;如采用具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高性能變頻器來實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，則更理想，因為這種變頻器低速轉(zhuǎn)矩大，靜態(tài)機械特性硬度大，不怕負載沖擊，具有挖土機特性。

(2)對于恒功率負載，如車床、刨床、鼓風機等，由于沒有恒功率特性的變頻器，一般依靠U/f控制方式來實現(xiàn)恒功率。

(3)對于二次方律負載，如風機、泵類等，由于負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平方成正比，低速時負載轉(zhuǎn)矩較小，通常可選擇專用或節(jié)能型通用變頻器。上一頁下一頁返回1.2變頻器的選用(4)對于要求精度高、動態(tài)性能好、響應速度快的生產(chǎn)機械，如造紙機、注塑機、軋鋼機等，應采用矢量控制高性能通用變頻器;電力機車、電梯、起重機等領(lǐng)域，可選用具有直接轉(zhuǎn)矩控制功能的專用變頻器。需指出，有些通用型變頻器對以上三種負載都適用。二、變頻器容量的選擇變頻器容量的選擇由很多因素決定，如電動機容量、電動機額定電流、電動機加減速時間等，其中最主要的是電動機額定電流，電動機的額定功率作為參考。變頻器的容量應按運行過程中可能出現(xiàn)的最大工作電流來選擇。下面介紹的呆幾種不同情況下變頻器的容量計算與冼擇方法。上一頁下一頁返回1.2變頻器的選用1.輕載啟動或連續(xù)運轉(zhuǎn)時所需的變頻器容量的計算由于變頻器的輸出電壓、電流中含有高次諧波，電動機的功率因數(shù)、效率有所下降，電流約增加10%，因此，變頻器的容量(輸出電流)可按以下公式計算:ICN>=1.1IM (1.3)式中，ICN為變頻器的額定輸出電流(A)，以下同;IM為電動機的額定電流(A)，以下同。2.重載啟動或頻繁啟動、制動運行時變頻器容量的計算

ICN>=(1.2~1.3)IM (1.4)上一頁下一頁返回1.2變頻器的選用3.加減速時變頻器容量的計算變頻器的最大輸出轉(zhuǎn)矩是由變頻器的最大輸出電流決定的。一般情況下，對于短時的加減速而言，變頻器允許達到額定輸出電流的130%~150%(持續(xù)時間約1min)，因此，電動機中流過的電流不會超過此值。如只需要較小的加減速轉(zhuǎn)矩時，則可降低選擇變頻器的容量。由于電流的脈動原因，也應該留有10%的余量。

4.頻繁加減速運轉(zhuǎn)時變頻器容量的計算根據(jù)加速、恒速、減速等各種運行狀態(tài)下的電流值，按下式確定: (1.5)上一頁下一頁返回1.2變頻器的選用式中，I1,I2,In為各運行狀態(tài)下平均電流(A);t1,t2，...,tn為各運行狀態(tài)下的時間(*);k為安全系數(shù)(運行頻繁時取1.2，其他條件下為1.1)。

5.多臺變頻器并聯(lián)運行共用一臺變頻器時容量的計算用一臺變頻器使多臺電機并聯(lián)運轉(zhuǎn)時，對于一小部分電機開始啟動后，再追加投人其他電機啟動的場合，此時變頻器的電壓、頻率已經(jīng)上升，追加投人的電機將產(chǎn)生大的啟動電流，因此，變頻器容量與同時啟動時相比需要大些。以變頻器短時過載能力為150%,1min為例計算變頻器的容量，若電動機加速時間在1min以內(nèi)，須滿足以下兩式:上一頁下一頁返回1.2變頻器的選用 (1.6) (1.7)若電動機加速時間在1min以上時，則須滿足以下兩式:

(1.8) (1.9)式中，PCN為變頻器的額定容量(KVA);PE為電動機輸出功率(kW);n為電動機的效率(通常約為0.85);為電動機功率因數(shù)(通常約為0.75);Nt為電動機并聯(lián)的臺數(shù)(臺);Ns為電動機同時啟動的臺數(shù)(臺);Ks為變頻器的額定容量(kVA)。上一頁下一頁返回1.2變頻器的選用三、變頻器選型注意事項在實際應用中，變頻器的選用應注意以下一些事項:(1)選擇變頻器容量時，既要充分利用變頻器的過載能力，又要不至于在負載運行時使裝置超溫;(2)選擇變頻器的容量要考慮負載性質(zhì)。即使相同功率的電動機，負載性質(zhì)不同，所需變頻器的容量也不相同。其中，二次方律轉(zhuǎn)矩負載所需的變頻器容量較恒轉(zhuǎn)矩負載的低;(3)在傳動慣量、啟動轉(zhuǎn)矩大，或電動機帶負載且要正、反轉(zhuǎn)運行的情況下，變頻器的功率應加大一級;上一頁下一頁返回1.2變頻器的選用(4)要根據(jù)使用環(huán)境條件、電網(wǎng)電壓等仔細考慮變頻器的選型。如高海拔地區(qū)因空氣密度降低，散熱器不能達到額定散熱器效果，一般在1000m以上，每增加100m，容量下降10"}，必要時可加大容量等級，以免變頻器過熱;(5)使用場所不同需對變頻器的防護等級作選擇，為防止鼠害、異物等進入應作防護選擇，常見IP10,IP20,IP30,IP40等級分別能防止固體物進入;(6)矢量控制方式只能對應一臺變頻器驅(qū)動、一臺電機。上一頁下一頁返回1.2變頻器的選用任務訓練一、訓練內(nèi)容某一恒定轉(zhuǎn)矩連續(xù)運行設備，籠型交流異步電動機的主要參數(shù)如下。額定功率:22kW;額定電壓:380V額定電流:42A;額定轉(zhuǎn)速:1470r/min;額定頻率:50Hz。試選用合適容量的變頻器。二、訓練工具、材料和設備西門子MM440變頻器或自定、通用電工工具一套。三、操作方法和步驟

(1)根據(jù)電動機所帶負載類型選擇變頻器的類型。由于是恒轉(zhuǎn)矩負載，故可選用通用型變頻器。上一頁下一頁返回1.2變頻器的選用(2)根據(jù)電動機額定電流和運行情況等計算變頻器的容量。屬于控制單臺電動機且連續(xù)運轉(zhuǎn)，故變頻器的額定輸出電流計算如下:ICN>=1.1IM=1.1X42=46.2(A)

因此，如選擇西門子MM440系列變頻器，可選用65E6440-2UC322EB165E6440-2AD330EB1等型號變頻器。四、成績評價表成績評價見表1-3。上一頁下一頁返回1.2變頻器的選用五、鞏固練習

(1)某塑料薄膜卷繞機，薄膜數(shù)據(jù):Dmin=0.1m;Dmax=1m;電動機數(shù)據(jù):額定功率3.0kW;額定轉(zhuǎn)速960r/min;額定電流7.2A;傳動比=10;試通過查找資料選擇合適的變頻器。

(2)某加熱爐鼓風機數(shù)據(jù):55kW,1480r/min,102.5A，工頻運行時的實際工作電流96A。試選擇合適的變頻器。上一頁返回1.3變頻器的安裝任務目標(1)掌握變頻器的安裝工藝和方法。

(2)了解變頻器的安裝要求和注意事項。任務引入變頻器的安裝環(huán)境、安裝方式、安裝中主回路和控制回路接線要求以及防雷保護等各環(huán)節(jié)及注意事項，這些安裝細節(jié)是確保變頻器安全和可靠運行的基本條件和必要措施，直接關(guān)系著變頻器及其系統(tǒng)運行安全和系統(tǒng)的可靠性，為了變頻器能穩(wěn)定地工作，該如何正確地進行變頻器的安裝?下一頁返回1.3變頻器的安裝相關(guān)知識點一、變頻器的安裝要求變頻器屬于精密設備，為了確保其能夠長期、安全、可靠地運行，安裝時須充分考慮變頻器工作場所的條件。

1)安裝場所

(1)無易燃、易爆、腐蝕性氣體和液體、粉塵少。

(2)結(jié)構(gòu)房或電氣室應濕氣少、無水浸。

(3)變頻器易于安裝，并有足夠的空間便于維修檢查。

(4)應備有通風口或換氣裝置，以排出變頻器產(chǎn)生的熱量。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝(5)應與易受變頻器產(chǎn)生的高次諧波和無線電干擾影響的裝置隔離。

(6)若安裝在室外，須單獨按照戶外配電裝置設置。

2)環(huán)境條件

(1)變頻器的運行溫度多為:0~40℃或-10~50℃，要注意變頻器柜體的通風性。

(2)變頻器的周圍濕度為90%以下。周圍濕度過高，存在電氣結(jié)緣降低和金屬部分的腐蝕問題。如果受安裝場所的限制，變頻器不得已安裝在濕度高的場所，變頻器的柜體應盡量采用密封結(jié)構(gòu)。為防止變頻器停止時結(jié)露，有時裝置需加對流加熱器。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝(3)變頻器周圍不應有腐蝕性、爆炸性或燃燒性氣體以及粉塵和油霧。變頻器的安裝周圍如有爆炸性和燃燒性氣體，由于變頻器內(nèi)有易產(chǎn)生火花的繼電器和接觸器，所以有時會引起火災或爆炸事故。有腐蝕性氣體時，金屬部分產(chǎn)生腐蝕，影響變頻器的長期運行。如果變頻器周圍存在粉塵和油霧時，這些氣體在變頻器內(nèi)附著、堆積將導致結(jié)緣降低。對于強迫風冷的變頻器，由于過濾器堵塞將引起變頻器內(nèi)溫度異常上升，致使變頻器不能穩(wěn)定運行。

(4)變頻器的標高多規(guī)定在1000m以下。標高高則氣壓下降，容易產(chǎn)生結(jié)緣破壞。另外標高高冷卻效果也下降，必須注意升溫。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝(5)安裝場所的振動加速度應限制在0.6g以內(nèi)，超過變頻器的允許值時，將產(chǎn)生部件的緊固部分松動以及繼電器和接觸器等的可動部分的器件誤動作，往往導致變頻器不能穩(wěn)定運行。對于機床、船舶等事先能預見的振動場合，應考慮變頻器的振動問題。

3)安裝方式在安裝變頻器時，常見的安裝方式及注意事項有

(1)為了便于通風，使變頻器散熱，變頻器應該垂直安裝，不可倒置或平放安裝，如圖1-12所示;另外，四周要保留一定的空間距離，如圖1-13所示。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝(2)變頻器工作時，其散熱片附近的溫度可高達900，故變頻器的安裝底板與背面須為耐溫材料。

(3)變頻器安裝在柜內(nèi)時，要注意充分通風與散熱，避免超過變頻器的最高允許溫度，如圖1-14所示。二、MM440變頻器的電氣安裝

1.主電路部分的接線

1)主電路端子的接線在拆下蓋板以后可以拆卸和連接MM440變頻器與電源和電動機的接線端子，如圖1-15所示。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝變頻器與電源、電動機的接線方法如圖1-16所示。

2)主電路線徑的選擇

(1)電源與變頻器之間的導線。一般來說，和同容量電動機的導線選擇方法相同?？紤]到其輸入側(cè)的功率因數(shù)往往較低，應本著宜大不宜小的原則來決定線徑。

(2)變頻器與電動機之間的導線。由于變頻器與電動機之間的電壓降會隨導線距離長度的增加而增加，特別是變頻器輸出頻率較低時，電壓降所占比例將會增大，從而可能導致電動機轉(zhuǎn)矩不足。所以，在選擇變頻器與電動機之間導線線徑時，關(guān)鍵因素是電壓降的影響，一般須滿足下式:上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝 (1.10)式中，為允許的電壓降(V);IM為電動機額定電流(A);R0為單位長度導線的電阻(/m);L為導線長度。實際進行變頻器與電動機之間連接時，須根據(jù)要求的距離計算出所需導線的R0值，從而選定合適線徑的導線。常用導線的單位長度電阻值見表1-4。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝3)變頻器與電源和電動機連接時須注意以下事項:(1)變頻器與供電電源之間應裝設帶有短路及過載保護的低壓斷路器、交流接觸器，以免變頻器發(fā)生故障時事故擴大。電控系統(tǒng)的急?？刂茟棺冾l器電源側(cè)的交流接觸器開斷，徹底切斷變頻器的電源供給，保證設備及人身安全。

(2)變頻器輸入端L1/R,L2/S,L3/T與輸出端U,V,W不能接錯。變頻器的輸入端R,S,T是與三相整流橋輸入端相連接，而輸出端U,V,W是與三相異步電動機相連接的晶體管逆變電路。若兩者接錯，輕則不能實現(xiàn)變頻調(diào)速，電機也不會運轉(zhuǎn)，重則燒毀變頻器。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝(3)變頻器的輸出側(cè)一般不能安裝電磁接觸器，若必須安裝，則一定要注意滿足以下條件:變頻器若正在運行中，嚴禁切換輸出側(cè)的電磁接觸器;要切換接觸器必須等到變頻器停止輸出后才可以。

(4)不要在變頻器輸出側(cè)安裝電力電容器、浪涌抑制器和無線電噪聲濾波器，這將導致變頻器故障或電容器和浪涌抑制器的損壞。

(5)當變頻器和電動機之間的接線超長時，隨著變頻器輸出電纜的長度增加，其分布電容明顯增大，從而造成變頻器輸出的容性尖峰電流過大而引起變頻器跳閘保護。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝(6)變頻器必須可靠接地。否則裝置內(nèi)可能出現(xiàn)導致人身傷害的潛在危險。

2.控制電路端子的接線

MM440變頻器的控制接線圖如圖1-17所示。控制電路端子主要涉及模擬信號和開關(guān)量兩類信號，接線時要分別注意以下事項。

1)模擬量控制線由于模擬量信號的抗干擾能力較低，因此，必須采用屏蔽線，屏蔽層靠近變頻器一側(cè)，接到控制電路的公共端(COM)，而不要接到變頻器的地端(E)或大地，屏蔽層的另一端懸空，如圖1-18所示。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝

另外，接線時還應遵守以下原則:(1)盡量遠離主電路，至少在100mm以上。

(2)盡量不和主電路交叉，如果要交叉應采取垂直交叉的方式。

2)開關(guān)量控制線開關(guān)量控制線主要包括:啟動、點動、多擋速控制等控制線。一般而言，開關(guān)量控制線的布線可參照模擬信號線。另外，由于開關(guān)量信號的抗干擾能力較強，所以在近距離時，可以不采用屏蔽線，但同一信號的兩根線必須絞合在一起。如果操作臺離變頻器較遠，應先將控制信號轉(zhuǎn)換成能遠距離傳送的信號，然后再在變頻器一側(cè)將該信號轉(zhuǎn)換成變頻器所要求的信號。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝三、變頻器的抗干擾及屏蔽措施變頻器的設計允許它在具有很強電磁干擾的工業(yè)環(huán)境下運行。通常，如果安裝的質(zhì)量良好，就可以確保安全和無故障的運行。如果在運行中遇到問題，可以采取以下措施進行處理。

(1)將機柜內(nèi)的所有設備都用短而粗的接地電纜可靠地連接到公共的星型接地點或公共的接地母線上。

(2)將與變頻器連接的任何控制設備(如PLC)也像變頻器一樣用短而粗的接地電纜連接到同一個接地網(wǎng)或星型接地點。

(3)變頻系統(tǒng)的供電電源與其他設備的供電電源相互獨立，或在變頻器和其他用電設備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器，切斷諧波電流。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝(4)在變頻器輸入側(cè)與輸出側(cè)串接合適的電抗器，或安裝諧波濾波器，濾波器的組成必須是LC型，吸收諧波和增大電源或負載的阻抗，達到抑制諧波的目的。

(5)將電動機返回的接地線直接連接到控制該電動機的變頻器的接地端子PE上。

(6)截斷電纜的端頭時應盡可能整齊，保證未經(jīng)屏蔽的線段盡可能短。

(7)控制電纜的布線應盡可能遠離供電電源線，使用單獨的走線槽，在必須與電源線交叉時，相互應采取90o直角交叉。

(8)與控制回路的連接線都應采用屏蔽電纜。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝(9)確保機柜內(nèi)安裝的接觸器應是帶阻尼的，即在交流接觸器的線圈上連接有RC阻尼回路;在直流接觸器的線圈上連接有續(xù)流二極管。

(10)接到電動機的連接線應采用屏蔽的或帶有愷甲的電纜，并用電纜接線卡子將屏蔽層的兩端接地。

(11)對于電磁輻射方式傳播的干擾信號，主要通過由高頻電容構(gòu)成的濾波器來吸收削弱，它能吸收掉頻率很高的、具有輻射能量的諧波成分。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝任務訓練一、訓練內(nèi)容MM440變頻器的安裝布線。二、訓練工具、材料和設備西門子MM440變頻器、通用電工工具一套、萬用表、絕緣電阻表。三、操作方法和步驟(1)主電路和控制電路導線選擇。

(2)明確安裝布線的注意事項。

(3)對照變頻器相應的接線圖，按照由里向外、由低至高，先控制電路、后主電路的布線順序。上一頁下一頁返回1.3變頻器的安裝四、成績評價表成績評價見表1-5。五、鞏固練習(1)簡述MM440變頻器主電路各接線端子的功能。(2)簡述MM440變頻器控制電路各接線端子的功能。上一頁返回1.4變頻器的調(diào)試

任務目標

(1)熟悉變頻器的參數(shù)意義及設置方法。

(2)掌握變頻器的調(diào)試方法。任務引入隨著科技不斷地進步，變頻器不斷更新、換代、升級、演變，并且其應用亦日益廣泛。尤其是變頻器的優(yōu)良調(diào)速、節(jié)能、軟啟動等性能，備受廣大用戶青睞。作為變頻器的使用者，掌握和熟悉變頻器的正確現(xiàn)場調(diào)試方法與技術(shù)要領(lǐng)，對變頻器正常運作、減少故障、延長使用壽命，至關(guān)重要。下一頁返回1.4變頻器的調(diào)試相關(guān)知識點一、MM440變頻器的面板操作簡介

(1)顯示操作面板介紹。

MM440變頻器的標準配置操作面板為狀態(tài)顯示板(SDP)(標準件)，對于大多數(shù)用戶來說，利用SDP和出廠默認設置值，即可使變頻器投人運行。如果要訪問變頻器的各個參數(shù)，并能夠?qū)ψ冾l器參數(shù)進行設置，則須利用可選件基本操作面板(BOP)或高級操作面板(AOP)來修改參數(shù)，使變頻器與設備匹配。各顯示操作面板如圖1-19所示。上一頁下一頁返回1.4變頻器的調(diào)試(2)操作面板(BOP/AOP)的使用方法。一般常用基本操作面板(BOP)顯示變頻器的參數(shù)序號和參數(shù)的設定值與實際值，故障和報警信息，以及設置變頻器的各個參數(shù)，設置值由五位數(shù)字和單位顯示。為了用基本操作面板設置參數(shù)，用戶首先須將狀態(tài)顯示面板從變頻器上拆卸下來，然后將基本操作面板直接安裝在變頻器上，或者利用安裝組合件安裝在電氣控制柜的門上。操作面板(BOP/AOP)按鍵功能見表1-6。上一頁下一頁返回1.4變頻器的調(diào)試二、MM440變頻器的參數(shù)調(diào)試

(1)MM440變頻器的參數(shù)說明。

MM440有兩種參數(shù)類型:以字母P開頭的參數(shù)為用戶可改動的參數(shù);以字母:開頭的參數(shù)表示本參數(shù)為只讀參數(shù)。所有參數(shù)分成命令參數(shù)組(CDS)，以及與電機、負載相關(guān)的驅(qū)動參數(shù)組(DD幻兩大類。每個參數(shù)組又分為三組。其結(jié)構(gòu)如圖1-20所示。默認狀態(tài)下使用的當前參數(shù)組是第。組參數(shù)，即CDSO和DDSO。本文后面如果沒有特殊說明，所訪問的參數(shù)都是指當前參數(shù)組。例如，P1000的第。組參數(shù)，在BOP上顯示為。，在本書中為了一致，均以P1000[0]的形式表示P1000的第0組參數(shù)。上一頁下一頁返回1.4變頻器的調(diào)試(2)MM440變頻器的參數(shù)調(diào)試。通常，一臺新的MM440變頻器一般需要經(jīng)過圖1-21所示的三個調(diào)試步驟。參數(shù)復位:是將變頻器參數(shù)恢復到出廠狀態(tài)下的默認值的操作。一般在變頻器出廠和參數(shù)出現(xiàn)混亂的時候進行此操作。快速調(diào)試:是指用戶輸入電動機相關(guān)參數(shù)和一些基本驅(qū)動控制參數(shù)，使變頻器可以良好地驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)。一般在復位操作后，或更換電動機后需要進行此操作。MM440變頻器的快速調(diào)試內(nèi)容見表1-7。功能調(diào)試:是指用戶安裝具體生產(chǎn)工藝的需要進行的設置操作。這一部分的調(diào)試工作比較復雜，常常需要在現(xiàn)場多次調(diào)試。上一頁下一頁返回1.4變頻器的調(diào)試在完成快速調(diào)試后，變頻器就可以正常的驅(qū)動電機了。三、變頻器系統(tǒng)的調(diào)試變頻器系統(tǒng)的調(diào)試工作，一般按照“先空載、繼輕載、后重載”的規(guī)律。

1.變頻器的通電和預置變頻器無機(即不連接電動機)空載(即電動機不帶負載)運行調(diào)試。

(1)把變頻器的接地端子接地以及將其電源輸入端子經(jīng)過漏電保護開關(guān)接到電源上。

(2)查看變頻器顯示窗口的出廠顯示是否正常，若不正確，應復位，否則要求供應商退換。

(3)熟悉變頻器的“啟動”、“停止”等操作鍵，觀察變頻器的工作情況是否正常。上一頁下一頁返回1.4變頻器的調(diào)試(4)進行功能預置。關(guān)于變頻器的功能參數(shù)的簡介詳見附錄。

2.變頻器帶機空載運行調(diào)試即變頻器接上電動機，但電動機不連接負載。

(1)先將頻率設為0Hz，合上電源后，微微提升工作頻率，觀察電動機的旋轉(zhuǎn)方向是否與要求一致，觀察電動機在運行過程中是否運轉(zhuǎn)靈活，有無雜音、振動等現(xiàn)象。

(2)將頻率上升至額定頻率，讓電動機運行一段時間，如一切正常，按下停止按鈕，觀察電動機的制動情況。上一頁下一頁返回1.4變頻器的調(diào)試3.變頻器帶負載運行調(diào)試將電動機的輸出軸與機械傳動裝置連接起來進行試車，主要包括以下測試內(nèi)容。

1)低速運行測試將工作頻率從0Hz開始逐漸增加，觀察拖動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)是否正常。如啟動困難，則可適當加大U/f比或啟動頻率。按負載所要求的連續(xù)運行時間進行低速持續(xù)運行，觀察電動機的發(fā)熱情況。上一頁下一頁返回1.4變頻器的調(diào)試2)全速啟動測試將給定頻率設至最大，按啟動鍵，觀察以下兩點。

(1)啟動電流的變化。如因啟動電流過大而跳閘，則應適當延長升速時間。

(2)整個啟動過程是否平穩(wěn)。即觀察是否在某一頻率時有較大振動，如有，則應設置回避頻率。

3)全速停機測試將運行頻率調(diào)至最高工作頻率，按停止鍵，觀察以下兩點。

(1)直流母線電壓是否過高。觀察是否出現(xiàn)因電壓過高而跳閘，如有，則應適當延長降速時間。上一頁下一頁返回1.4變頻器的調(diào)試(2)拖動系統(tǒng)能否停住。當頻率降為0Hz時，觀察拖動系統(tǒng)是否有“爬行”現(xiàn)象，如有則預置直流制動功能。

4)負載能力測試即系統(tǒng)正常工作運行一段時間，觀察以下兩點。

(1)將頻率設置在最高工作頻率，觀察電動機在該轉(zhuǎn)速下能否帶動額定負載，以及運轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)。

(2)按負載可能出現(xiàn)的過載情況及持續(xù)時間進行試驗，觀察拖動系統(tǒng)能否繼續(xù)工作。上一頁下一頁返回1.4變頻器的調(diào)試任務訓練一、訓練內(nèi)容西門子MM440變頻器的參數(shù)復位設置。二、訓練工具、材料和設備MM440變頻器、通用電工工具一套、萬用表、絕緣電阻表等。三、操作方法和步驟訓練中變頻器為空載，其設置操作流程如圖1-22所示。上一頁下一頁返回1.4變頻器的調(diào)試四、成績評價表成績評價見表1-8。五、鞏固練習(1)電動機銘牌參數(shù)、運行頻率參數(shù)設置。(2)控制信號來源參數(shù)設置。(3)簡述變頻器系統(tǒng)調(diào)試的步驟和方法。上一頁返回1.5變頻器的維護與險修

任務目的

(1)熟悉變頻器的日常檢查和定期維護。

(2)熟悉變頻器的一般故障及其檢修方法。

(3)掌握變頻器主電路的電阻參數(shù)測試。任務引入在實際應用中，變頻器受周圍的溫度、濕度、振動、粉塵、腐蝕性氣體等環(huán)境條件的影響，其性能會有一些變化。如使用合理、維護得當，則能延長使用壽命，并減少因突然故障造成的生產(chǎn)損失。如果使用不當，維護檢修跟不上去，就會出現(xiàn)運行故障，導致變頻器不能正常工作，甚至造成變頻器過早的損壞，而影響生產(chǎn)設備的正常運行。為保證變頻器長期可靠地運行，日常維護與定期檢查是必不可少的。下一頁返回1.5變頻器的維護與險修相關(guān)知識點一、變頻器的檢查與維護

1.變頻器檢查注意事項

(1)操作者必須熟悉變頻器的基本原理、功能、指標等，具有操作變頻器運行的經(jīng)驗。

(2)維護前必須切斷電源，使主回路電容器充分放電，確認電容放電結(jié)束后再進行操作。

2.變頻器日常檢查與定期維護方法一般來說，變頻器的定期檢查應一年進行一次，日常檢查和定期維護主要項目及方法見表1-9。上一頁下一頁返回1.5變頻器的維護與險修二、變頻器的故障檢修

1.通用變頻器常見故障及處理方法按變頻器發(fā)生故障或損壞的特征，一般可分為兩類:一類是在運行中頻繁出現(xiàn)的自動停機現(xiàn)象，并伴隨著一定的故障顯示代碼，其處理措施可根據(jù)隨機說明書上提供的指導方法，進行處理和解決，詳見附錄。這類故障一般是由于變頻器運行參數(shù)設定不合適，或外部工況、條件不滿足變頻器使用要求所產(chǎn)生的一種保護動作現(xiàn)象。上一頁下一頁返回1.5變頻器的維護與險修

另一類是由于使用環(huán)境惡劣，高溫、導電粉塵引起的短路、潮濕引起的絕緣能力降低或擊穿等突發(fā)故障(嚴重時，會出現(xiàn)打火、爆炸等異常現(xiàn)象)。這類故障發(fā)生后，一般會使變頻器無任何顯示，其處理方法是先對變頻器解體檢查，重點查找損壞件，根據(jù)故障發(fā)生區(qū)，進行清理、測量、更換，然后全面測試，再恢復系統(tǒng)，空載試運行，觀察觸發(fā)回路輸出側(cè)的波形，波形正常后再加載運行，達到解決故障的目的。

2.MM440變頻器的故障診斷

1)利用狀態(tài)顯示面板(SDP)診斷故障如果變頻器安裝的是狀態(tài)顯示面板，其上的兩個LED指示燈可以顯示變頻器的運行狀態(tài)，變頻器的故障狀態(tài)與報警信息可以由這兩個LED指示燈顯示出來，其狀態(tài)說明見表1-10。上一頁下一頁返回1.5變頻器的維護與險修2)利用基本操作面板(BOP)診斷故障如果變頻器安裝的是基本操作面板，當發(fā)生故障時，變頻器停止運行，面板顯示以FXXX字母開頭相應故障代碼，需要故障復位才能重新運行。為了使故障碼復位，可以采用以下三種方法中的一種:(1)重新給變頻器加上電源電壓。

(2)按下BOP上的鍵。

(3)通過數(shù)字輸入3(缺省設置)。當發(fā)生報警時，變頻器繼續(xù)運行，面板顯示以AXXX字母開頭的相應報警代碼，報警消除后代碼自然消除。上一頁下一頁返回1.5變頻器的維護與險修(1)故障信息以故障碼序號的形式存放在參數(shù)u94中，相關(guān)的故障值可以在參數(shù)u949中查到。如果該故障沒有故障值，u949中將輸入。，而且可以讀出故障發(fā)生的時間u948和存放在參數(shù)u947中的故障信息序號P0952。故障信息及排除方法參見附錄Bo(2)報警信息以報警碼序號的形式存放在參數(shù)r2110中，相關(guān)的報警信息可以在參數(shù)r2110中查到。報警信息參見附錄C。任務訓練一、訓練內(nèi)容MM440變頻器主電路的電阻特性參數(shù)測量。上一頁下一頁返回1.5變頻器的維護與險修二、訓練工具、材料和設備MM440變頻器、通用電工工具一套、萬用表、絕緣電阻表等。三、操作方法和步驟

1.打開變頻器端蓋，去掉所有端子的外部引線。

2.將指針式萬用表置于Rx1SL或10SL檔，檢查L1/R,L2/S,L3/T,U,V,W,DC+,DC-、PE,DB等端子之間的導通情況及電阻特性參數(shù)，其中DC+,DC一端分別為主電路中濾波電容的正、負極端，PE為變頻器接地端，DB端為制動管的集電極引出端。如果狀態(tài)正常，其測試結(jié)果見表1-11;如發(fā)現(xiàn)測試結(jié)果不一致或差別很多，則說明某元件出現(xiàn)問題。表中，所謂導通，即電阻為幾歐至幾十歐;不導通，即電阻很大，在十幾千歐以上。上一頁下一頁返回1.5變頻器的維護與險修3.注意事項

(1)有些變頻器的主電路端子標號與以上不同，測試前須弄清楚其端子與主電路的內(nèi)部連接關(guān)系。

(2)有些變頻器主電路未引出測量需要的端子，可從相應功率模塊的引腳上進行測量。

(3)須在斷開變頻器電源5min以上，待變頻器電源指示燈完全熄滅后才進行測量，以防危及人身安全或損壞萬用表。四、成績評價表成績評價見表1-12。上一頁下一頁返回1.5變頻器的維護與險修五、鞏固練習1.MM440變頻器驅(qū)動電路的檢查。2.簡述變頻器的日常維護項目及注意事項。3.變頻器常見的故障有哪些?應如何處理?上一頁返回圖1-1傳統(tǒng)的直流調(diào)速框圖返回圖1-2變頻調(diào)速框圖返回圖1-3西門子MM440系列變頻器前視圖1-操作面板(可選);2-狀態(tài)顯示面板返回圖1-4西門子MM440變頻器的銘牌1-變頻器型號;z-制造序號;3-輸入電源規(guī)格;4-輸出電流及頻率范圍;5-適用電動機及其容量;6-防護等級;7-運行溫度;8-采用的標準;9-硬件/軟件版本號;10-重量返回圖1-5變頻器的型號說明返回圖1-6變頻器的內(nèi)部組成框圖返回圖1-7交-直-交變頻器主電路的基本組成返回圖1-8交-交變頻器原理框圖返回圖1-9電壓型變頻器主電路結(jié)構(gòu)返回圖1-10電流型變頻器主電路結(jié)構(gòu)返回圖1-11矢量控制的示意圖返回表1-1變頻器控制方式性能比較返回表1-2成績評價表返回表1-3成績評價表返回圖1-12變頻器的正確安裝圖返回圖1-13變頻器的安裝空間返回圖1-14變頻器的柜內(nèi)安裝返回圖1-15MM440變頻器的主電路按線端子(a)外形尺寸A;(b)外形尺寸B和C;(c)外形尺寸D和E;(d)外形尺寸F返回圖1-16變頻器與電源和電動機的連接(a)單相;(b)三相返回表1-4常用導線的單位長度電阻值返回圖1-17MM440變頻器控制接線圖返回圖1-18屏蔽線的接法返回表1-5成績評價表返回圖1-19顯示操作面板(a)狀態(tài)顯示板(SDP);(b)狀態(tài)顯示板(BOP);(c)狀態(tài)顯示板(AOP)返回表1-6操作面板(BOP/AOP)按鍵功能返回圖1-20MM440參數(shù)結(jié)構(gòu)圖返回圖1-21MM440變頻器調(diào)試步驟返回表1-7MM440變頻器的快速調(diào)試內(nèi)容返回圖1-22MM440變頻器的參數(shù)復位設置操作流程返回表1-8成績評價表返回表1-9變頻器的日常檢查和定期維護返回表1-10狀態(tài)顯示面板狀態(tài)說明返回表1-11主電路電阻特性參數(shù)測試狀態(tài)表返回表1-12成績評價表返回第2章變頻器的基本操作與控制

2.1變頻器的面板操作與運行

2.2變頻器的外部運行操作

2.3變頻器的模擬f占號操作控制

2.4變頻器的多段速運行操作

2.5變頻器的PID控制運行操作2.1變頻器的面板操作與運行

任務目的

(1)熟悉變頻器的面板操作方法。

(2)熟練變頻器的功能參數(shù)設置。

(3)熟練掌握變頻器的正反轉(zhuǎn)、點動、頻率調(diào)節(jié)方法。任務引入變頻器MM440系列(MicroMasler440)是德國西門子公司廣泛應用于工業(yè)場合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(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載能力，以滿足廣泛的應用場合。對于變頻器的應用，首先熟悉變頻器的面板操作，以及根據(jù)實際應用，對變頻器的各種功能參數(shù)進行設置。下一頁返回2.1變頻器的面板操作與運行相關(guān)知識點一、變頻器面板的操作利用變頻器的操作面板和相關(guān)參數(shù)設置，即可實現(xiàn)對變頻器的某些基本操作如正反轉(zhuǎn)、點動等運行。變頻器面板的介紹及按鍵功能說明詳見本書1.4變頻器的調(diào)試，具體參數(shù)號和相應功能參照系統(tǒng)手冊。二、基本操作面板修改設置參數(shù)的方法

MM440在缺省設置時，用BOP控制電動機的功能是被禁止的。如果要用BOP進行控制，參數(shù)P0700應設置為1，參數(shù)P1000也應設置為1。用基本操作面板(BOP)可以修改任何一個參數(shù)。修改參數(shù)的數(shù)值時，BOP有時會顯示“busy”，表明變頻器正忙于處理優(yōu)先級更高的任務。下面就以設置P1000=1的過程為例，介紹通過基本操作面板(BOP)修改設置參數(shù)的流程，見表2-l。上一頁下一頁返回2.1變頻器的面板操作與運行任務訓練一、訓練內(nèi)容通過變頻器操作面板對電動機的啟動、正反轉(zhuǎn)、點動、調(diào)速控制。二、訓練工具、材料和設備西門子MM440變頻器、小型三相異步電動機、電氣控制柜、電工工具一套、連接導線若干等。三、操作方法和步驟

1.按要求接線系統(tǒng)接線如圖2-1所示，檢查電路正確無誤后，合上主電源開關(guān)QS。上一頁下一頁返回2.1變頻器的面板操作與運行2.參數(shù)設置

(1)設定P0010=30和P0970=1，按下P鍵，開始復位，復位過程大約3min，這樣就可保證變頻器的參數(shù)恢復到工廠默認值。

(2)設置電動機參數(shù)，為了使電動機與變頻器相匹配，需要設置電動機參數(shù)。電動機參數(shù)設置見表2-2。電動機參數(shù)設定完成后，設P0010=0，變頻器當前處于準備狀態(tài)，可正常運行。(3)設置面板操作控制參數(shù)，見表2-3。上一頁下一頁返回2.1變頻器的面板操作與運行3.變頻器運行操作

(1)變頻器啟動:在變頻器的前操作面板上按運行鍵，變頻器將驅(qū)動電動機升速，并運行在由P1040所設定的20Hz頻率對應的560r/min的轉(zhuǎn)速上。

(2)正反轉(zhuǎn)及加減速運行:電動機的轉(zhuǎn)速(運行頻率)及旋轉(zhuǎn)方向可直接通過按前操作面板上的增加鍵/減少鍵()來改變。

(3)點動運行:按下變頻器前操作面板上的點動鍵，則變頻器驅(qū)動電動機升速，并運行在由P1058所設置的正向點動10Hz頻率值上。當松開變頻器前錯做面板上的點動鍵，則變頻器將驅(qū)動電動機降速至零。這時，如果按下變頻器前操作面板上的換向鍵，在重復上述的點動運行操作，電動機可在變頻器的驅(qū)動下反向點動運行。上一頁下一頁返回2.1變頻器的面板操作與運行(4)電動機停車:在變頻器的前操作面板上按停止鍵，則變頻器將驅(qū)動電動機降速至零。四、成績評價表成績評價見表2-4。五、鞏固練習1.怎樣利用變頻器操作面板對電動機進行預定時間的啟動和停止?2.怎樣設置變頻器的最大和最小運行頻率?上一頁返回2.2變頻器的外部運行操作

任務目的

(1)掌握MM440變頻器基本參數(shù)的輸入方法。

(2)掌握MM440變頻器輸入端子的操作控制方式。

(3)熟練掌握MM440變頻器的運行操作過程。任務引入變頻器在實際使用中，電動機經(jīng)常要根據(jù)各類機械的某種狀態(tài)進行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點動等運行，變頻器的給定頻率信號、電動機的啟動信號等都是通過變頻器控制端子給出，即變頻器的外部運行操作，大大提高了生產(chǎn)過程的自動化程度。下面就來學習變頻器的外部運行操作的相關(guān)知識。下一頁返回2.2變頻器的外部運行操作相關(guān)知識點一、MM440變頻器的數(shù)字輸入端口MM440變頻器有六個數(shù)字輸入端口，具體如圖2-3所示。二、數(shù)字輸入端口功能

MM440變頻器的六個數(shù)字輸入端口(DIN1~DING)，即端口“5”;“6”;“7”;“8”;“16”和“17”，每一個數(shù)字輸入端口功能很多，用戶可根據(jù)需要進行設置。參數(shù)號P0701~P0706為與端口數(shù)字輸入1功能至數(shù)字輸入6功能，每一個數(shù)字輸入功能設置參數(shù)值范圍均為0~99，出廠默認值均為1。以下列出其中幾個常用的參數(shù)值，各數(shù)值的具體含義見表2-5。上一頁下一頁返回2.2變頻器的外部運行操作任務訓練一、訓練內(nèi)容用自鎖按鈕SB1和SB2，外部線路控制MM440變頻器的運行，實現(xiàn)電動機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制。其中端口“5"(DINT)設為正轉(zhuǎn)控制，端口“6"DIN1)設為反轉(zhuǎn)控制。對應的功能分別由P0701和P0702的參數(shù)值設置。二、訓練工具、材料和設備西門子MM440變頻器一臺、三相異步電動機一臺、斷路器一個、熔斷器三個、自鎖按鈕二個、導線若干、通用電工工具一套等。上一頁下一頁返回2.2變頻器的外部運行操作三、操作方法和步驟1.按要求接線變頻器外部運行操作接線圖如圖2-3所示。

2.參數(shù)設置接通斷路器QS，在變頻器在通電的情況下，完成相關(guān)參數(shù)設置，具體設置見表2-6。

3.變頻器運行操作

1)正向運行:當按下帶鎖按鈕SB1時，變頻器數(shù)字端口“5”為ON，電動機按P1120所設置的55斜坡上升時間正向啟動運行，經(jīng)55后穩(wěn)定運行在560r/min的轉(zhuǎn)速上，此轉(zhuǎn)速與P1040所設置的20Hz對應。放開按鈕SB1，變頻器數(shù)字端口“5”為OFF，電動機按P1121所設置的55斜坡下降時間停止運行。上一頁下一頁返回2.2變頻器的外部運行操作2)反向運行:當按下帶鎖按鈕SB2時，變頻器數(shù)字端口“6”為ON，電動機按P1120所設置的55斜坡上升時間正向啟動運行，經(jīng)55后穩(wěn)定運行在560r/min的轉(zhuǎn)速上，此轉(zhuǎn)速與P1040所設置的20Hz對應。放開按鈕SB2，變頻器數(shù)字端口“6”為()FF，電動機按P1121所設置的55斜坡下降時間停止運行。

3)電動機的點動運行

(1)正向點動運行:當按下帶鎖按鈕SB3時，變頻器數(shù)字端口“7”為ON,電動機按P1060所設置的55點動斜坡上升時間正向啟動運行，經(jīng)55后穩(wěn)定運行在280r/tnin的轉(zhuǎn)速上，此轉(zhuǎn)速與P1058所設置的lOHz對應。放開按鈕SB3，變頻器數(shù)字端口“7”為()FF，電動機按P1061所設置的55點動斜坡下降時間停止運行。上一頁下一頁返回2.2變頻器的外部運行操作(2)反向點動運行:當按下帶鎖按鈕SB4時，變頻器數(shù)字端口“8為ON電動機按P1060所設置的55點動斜坡上升時間正向啟動運行，經(jīng)55后穩(wěn)定運行在280r/min的轉(zhuǎn)速上，此轉(zhuǎn)速與P1059所設置的10Hz對應。放開按鈕SB4，變頻器數(shù)字端口“8”為()FF，電動機按P1061所設置的55點動斜坡下降時間停止運行。

4)電動機的速度調(diào)節(jié)分別更改P1040,P1058和P1059的值，按上步操作過程，就可以改變電動機正常運行速度和正、反向點動運行速度。上一頁下一頁返回2.2變頻器的外部運行操作5)電動機實際轉(zhuǎn)速測定電動機運行過程中，利用激光測速儀或者轉(zhuǎn)速測試表，可以直接測量電動機實際運行速度，當電動機處在空載、輕載或者重載時，實際運行速度會根據(jù)負載的輕重略有變化。四、成績評價表成績評價見表2-7。上一頁下一頁返回2.2變頻器的外部運行操作五、鞏固練習

1.電動機正轉(zhuǎn)運行控制，要求穩(wěn)定運行頻率為40Hz,DIN3端口設為在正轉(zhuǎn)控制。畫出變頻器外部接線圖，并進行參數(shù)設置、操作調(diào)試。

2.利用變頻器外部端子實現(xiàn)電動機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和點動的功能，電動機加減速時間為4s，點動頻率為10Hz。DINS端口設為正轉(zhuǎn)控制，DING端口設為反轉(zhuǎn)控制，進行參數(shù)設置、操作調(diào)試。上一頁返回2.3變頻器的模擬f占號操作控制

任務目的

(1)掌握MM440變頻器的模擬信號控制;(2)掌握MM440變頻器基本參數(shù)的輸入方法;(3)熟練掌握MM440變頻器的運行操作過程。任務引入

MM440變頻器可以通過六個數(shù)字輸入端口對電動機進行正反轉(zhuǎn)運行、正反轉(zhuǎn)點動運行方向控制?？赏ㄟ^基本操作板，按頻率調(diào)節(jié)按鍵可增加和減少輸出頻率，從而設置正反向轉(zhuǎn)速的大小。也可以由模擬輸入端控制電動機轉(zhuǎn)速的大小。本任務的目的就是通過模擬輸入端的模擬量控制電動機轉(zhuǎn)速的大小。下一頁返回2.3變頻器的模擬f占號操作控制

相關(guān)知識點

MM440變頻器的“1;\+2;輸出端為用戶的給定單元提供了一個高精度的+10V直流穩(wěn)壓電源。可利用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電位器串聯(lián)在電路中，調(diào)節(jié)電位器，改變輸入端口AIN1+給定的模擬輸入電壓，變頻器的輸入量將緊緊跟蹤給定量的變化，從而平滑無極地調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的大小。

MM440變頻器為用戶提供了兩對模擬輸入端口，即端口“3","4”和端口"10","11"，通過設置P0701的參數(shù)值，使數(shù)字輸入“5”端口具有正轉(zhuǎn)控制功能;通過設置P0702的參數(shù)值，使數(shù)字輸入“6”端口具有反轉(zhuǎn)控制功能;模擬輸入“3","4”端口外接電位器，通過“3”端口輸入大小可調(diào)的模擬電壓信號，控制電動機轉(zhuǎn)速的大小。即由數(shù)字輸入端控制電動機轉(zhuǎn)速的方向，由模擬輸入端控制轉(zhuǎn)速的大小。上一頁下一頁返回2.3變頻器的模擬f占號操作控制任務訓練一、訓練內(nèi)容用自鎖按鈕SB1控制實現(xiàn)電動機起停功能，由模擬輸入端控制電動機轉(zhuǎn)速的大小。二、訓練工具、材料和設備西門子MM440變頻器一臺、三相異步電動機、電位器一個、斷路器一個、熔斷器三個、自鎖按鈕二個、通用電工工具一套、導線若干等。三、操作方法和步驟1.按要求接線變頻器模擬信號控制接線如圖2-4所示。檢查電路正確無誤后，合上主電源開關(guān)QS。上一頁下一頁返回2.3變頻器的模擬f占號操作控制2.參數(shù)設置

(1)恢復變頻器工廠默認值，設定P0010=30和P0970=1，按下P鍵，開始復位。

(2)設置電動機參數(shù)，電動機參數(shù)設置見表2-8。電動機參數(shù)設置完成后，設P0010=0，變頻器當前處于準備狀態(tài)，可正常運行。(3)模擬信號操作控制參數(shù)，模擬信號操作控制參數(shù)設置見表2-9。上一頁下一頁返回2.3變頻器的模擬f占號操作控制3.變頻器運行操作

(1)電動機正轉(zhuǎn)與調(diào)速。按下電動機正轉(zhuǎn)自鎖按鈕SB1，數(shù)字輸入端口DINI為“ON"，電動機正轉(zhuǎn)運行，轉(zhuǎn)速由外接電位器RP1來控制，模擬電壓信號在。-10V之間變化，對應變頻器的頻率在0~50Hz之間變化，對應電動機的轉(zhuǎn)速在0~1500r/tnin之間變化。當松開帶鎖按鈕SB1時，電動機停止運轉(zhuǎn)。

(2)電動機反轉(zhuǎn)與調(diào)速。按下電動機反轉(zhuǎn)自鎖按鈕SB2，數(shù)字輸入端口DIN2為“ON"，電動機反轉(zhuǎn)運行，與電動機正轉(zhuǎn)相同，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的大小仍由外接電位器來調(diào)節(jié)。當松開帶鎖按鈕SB2時，電動機停止運轉(zhuǎn)。上一頁下一頁返回2.3變頻器的模擬f占號操作控制四、成績評價表成績評價見表2-10。五、鞏固練習通過模擬輸入端口“10","11"，利用外部接人的電位器，控制電動機轉(zhuǎn)速的大小。連接線路，設置端口功能參數(shù)值。上一頁返回2.4變頻器的多段速運行操作

任務目的

(1)掌握變頻器的多段速頻率控制方式。

(2)熟練掌握變頻器的多段速運行操作過程。任務引入由于現(xiàn)場工藝上的要求，很多生產(chǎn)機械在不同的轉(zhuǎn)速下運行。為方便這種負載，大多數(shù)變頻器提供了多擋頻率控制功能。用戶可以通過幾個開關(guān)的通、斷組合來選擇不同的運行頻率，實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下運行的目的。下一頁返回2.4變頻器的多段速運行操作

相關(guān)知識點

MM440變頻器的多段速控制功能及參數(shù)設置多段速功能，也稱作固定頻率，就是設置參數(shù)P1000=3的條件下，用開關(guān)量端子選擇固定頻率的組合，實現(xiàn)電機多段速度運行?？赏ㄟ^如下三種方法實現(xiàn)。

1.直接選擇(P0701-P0706=15)

在這種操作方式下，一個數(shù)字輸入選擇一個固定頻率，端子與參數(shù)設置對應見表2-10。2.直接選擇+ON命令(P0701-P0706=16)在這種操作方式下，數(shù)字量輸入既選擇固定頻率(見表2-10)，又具備啟動功能。上一頁下一頁返回2.4變頻器的多段速運行操作3.二進制編碼選擇+ON命令(P0701一P0704=17)MM440變頻器的六個數(shù)字輸入端口(DIN1~DIN6)，通過P0701-P0706設置實現(xiàn)多頻段控制。每一頻段的頻率分別由P1001-P1015參數(shù)設置，最多可實現(xiàn)15頻段控制，各個固定頻率的數(shù)值選擇見表2-11。在多頻段控制中，電動機的轉(zhuǎn)速方向是由P1001~P1015參數(shù)所設置的頻率正負決定的。六個數(shù)字輸入端口，哪一個作為電動機運行、停止控制，哪些作為多段頻率控制，可以由用戶任意確定，一旦確定了某一數(shù)字輸入端口的控制功能，其內(nèi)部的參數(shù)設置值必須與端口的控制功能相對應。上一頁下一頁返回2.4變頻器的多段速運行操作任務訓練一、訓練內(nèi)容實現(xiàn)三段固定頻率控制，連接線路，設置功能參數(shù)，操作三段固定速度。二、訓練工具、材料和設備西門子MM440變頻器一臺、三相異步電動機一臺、斷路器一個、熔斷器三個、自鎖按鈕四個、導線若干、通用電工工具一套等。三、操作方法和步驟1.按要求接線按圖2-5連接電路，檢查線路正確后，合上變頻器電源空氣開關(guān)QS。上一頁下一頁返回2.4變頻器的多段速運行操作2.參數(shù)設置

(1)恢復變頻器工廠缺省值，設定P0010=30,P0970=1。按下“P"鍵變頻器開始復位到工廠缺省值。

(2)設置電動機參數(shù)，見表2-12。電動機參數(shù)設置完成后，設P0010=0變頻器當前處于準備狀態(tài)，可正常運行。(3)設置變頻器三段固定頻率控制參數(shù)，見表2-13。

3.變頻器運行操作當按下帶按鎖SB1時，數(shù)字輸入端口“7”為“ON"，允許電動機運行。

(1)第1頻段控制。當SB1按鈕開關(guān)接通、SB2按鈕開關(guān)斷開時，變頻器數(shù)字輸入端口“5”為“ON”，端口“6”為“OFF”，變頻器工作在由P1001參數(shù)所設定的頻率為20Hz的第1頻段上。上一頁下一頁返回2.4變頻器的多段速運行操作(2)第2頻段控制。當SB1按鈕開關(guān)斷開，SB2按鈕開關(guān)接通時，變頻器數(shù)字輸入端口“5”為“OFF","6”為“ON"，變頻器工作在由P1002參數(shù)所設定的頻率為30Hz的第2頻段上。

(3)第3頻段控制。當按鈕SB1,SB2都接通時，變頻器數(shù)字輸入端口"5";"6”均為“ON"，變頻器工作在由P1003參數(shù)所設定的頻率為50Hz的第3頻段上。

(4)電動機停車。當SB1,SB2按鈕開關(guān)都斷開時，變頻器數(shù)字輸入端口"5";"6”均為“OFF"，電動機停止運行?；蛟陔妱訖C正常運行的任何頻段，將SB3斷開使數(shù)字輸入端口“7”為“OFF"，電動機也能停止運行。上一頁下一頁返回2.4變頻器的多段速運行操作

注意:三個頻段的頻率值可根據(jù)用戶要求P1001,P1002和P1003參數(shù)來修改。當電動機需要反向運行時，只要將向?qū)l段的頻率值設定為負就可以實現(xiàn)。四、成績評價表成績評價見表2-14。上一頁下一頁返回2.4變頻器的多段速運行操作五、鞏固練習用自鎖按鈕控制變頻器實現(xiàn)電動機12段速頻率運轉(zhuǎn)。10段速設置分別為:第1段輸出頻率為5Hz;第2段輸出頻率為10Hz;第3段輸出頻率為15Hz;第4段輸出頻率為-15Hz;第5段輸出頻率為-5Hz;第6段輸出頻率為-20Hz;第7段輸出頻率為25Hz;第8段輸出頻率為40Hz;第9段輸出頻率為50Hz;第10段輸出頻率為30Hz;第11段輸出頻率為-30Hz;第12段輸出頻率為60Hz。畫出變頻器外部接線圖，寫出參數(shù)設置。上一頁返回2.5變頻器的PID控制運行操作

任務目標

(I)掌握面板設定目標值的接線方法及參數(shù)設置。

(2)掌握端子設定多個目標值的接線方法及參數(shù)設置。

(3)熟悉P,I,D參數(shù)調(diào)試方法。任務引入在生產(chǎn)實際中，拖動系統(tǒng)的運行速度需要平穩(wěn)，而負載在運行中不可避免受到一些不可預見的干擾，系統(tǒng)的運行速度將失去平衡，出現(xiàn)震蕩，和設定值存在偏差。對該偏差值，經(jīng)過變頻器的P,I,D調(diào)節(jié)，可以迅速、準確地消除拖動系統(tǒng)的偏差，恢復到給定值。下一頁返回2.5變頻器的PID控制運行操作

相關(guān)知識

PID控制是閉環(huán)控制中的一種常見形式。反饋信號取自拖動系統(tǒng)的輸