西門子變頻器6SE6440-2UE35-5FA1

MICROMASTER 440 無濾波器 500-600V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 恒定轉矩 55kW 過載 150% 60S，200% 3S 二次矩 75kW 850x 350x 320（高x寬x深） 防護等級 IP20 環(huán)境溫度 -10+50°C 無 AOP/BOP

　知識點：a、首先要熟悉S7-200PLC模擬量輸入、輸出模塊的硬件特性。西門子plc系列常有問題及解決辦法組態(tài)王和多臺西門子S7-300、400PLC通過dp協議通訊時，設備地址應如何定義。1）硬件連接：計算機中插入一塊CP5611（或CP5613)可實現將多個S7-300/400PLC連接在一條DP總線上。

　　完成了對于西門子變頻器的初步測量后需要對西門子變頻器進行上電測量，以西門子變頻器中MM4變頻器為例：
　?。?）上電后西門子變頻器上的數碼管顯示的是F231故障時，則意味著西門子變頻器的電源驅動板或是主控板存在問題，則可以更換西門子變頻器中的電源驅動板或是主控板來進行測試。
　　（2）在西門子變頻器上電后如面板無顯示或是面板下的指示燈不亮，則意味著西門子變頻器的整流供電部分存在問題，應當對西門子變頻器中的供電部分進行檢測，可以使用萬用表對西門子變頻器中的整流部分中的整流二級管進行檢測，發(fā)現存在問題的二極管直接進行更換即可解決問題。
　?。?）如西門子變頻器上電后顯示的是（------），多數意味著西門子變頻器中的主控板存在問題，可以通過更換西門子變頻器主控板的方式予以解決，造成此類故障的原因主要是由于西門子變頻器外部接入線中存在著較大的雜波，從而使得西門子變頻器主控板上的電阻、電容等遭到沖擊后損壞所造成的，此外，在西門子變頻器工作的過程中也會產生較大的熱量，如西門子變頻器主控板散熱不好也會造成主控板上的電子部件燒毀。

　脈動與噪聲
理想的直流電源應供給純潔的直流，但是總有一些干擾存在，比如在開關電源輸出端口疊加的脈動電流和高頻振動。這兩種干擾再加上電源本身發(fā)生的尖峰噪聲使電源呈現斷續(xù)和隨意的漂移。。
一、西門子變頻器選型時要確定以下幾點：
1) 采用變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等;
2) 西門子變頻器的負載類型;如葉片泵或容積泵等，特別注意負載的性能曲線，性能曲線決定了應用時的方式方法;
3) 西門子變頻器與負載的匹配問題;
I.電壓匹配;西門子變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。
II. 電流匹配;普通的離心泵，西門子變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數，以電流確定西門子變頻器電流和過載能力。

西門子變頻器6SE6440-2UE35-5FA1

1.根據負載選購變頻器 　

　電動機所帶動的負載不一樣，對變頻器的要求也不一樣。 　

　A:風機和水泵是zui普通的負載：對變頻器的要求zui為簡單，只要變頻器容量等于電動機容量即可（空壓機、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂噴泉需加大容量）。 　

　B:起重機類負載：這類負載的特點是啟動時沖擊很大，因此要求變頻器有一定余量。同時，在重物下放肘，會有能量回饋，因此要使用制動單元或采用共用母線方式。

　　C:不均行負載：有的負載有時輕，有時重，此時應按照重負載的情況來選擇變頻器容量，例如軋鋼機機械、粉碎機械、攪拌機等。 　

　D:大慣性負載：如離心機、沖床、水泥廠的旋轉窯，此類負載慣性很大，因此啟動時可能會振蕩，電動機減速時有能量回饋。。應該用容量稍大的變頻器來加快啟動，避免振蕩。配合制動單元消除回饋電能。 　

　2.用戶應根據生產機械的具體情況選購 　

　如果是挖土機，應選擇具有轉矩控制功能的高功能型變頻器，因為這種變頻器低速轉矩大，靜態(tài)機械特性硬度大，不怕負載沖擊，可以通過加大電動機和變頻器容量的辦法，提高低速轉矩； 　　如果是控制壓縮機，由于壓縮機的轉矩特性比較復雜，尤其是起動轉矩很大，因此應選擇轉矩特性好和具有限流功能的高性能矢量變頻器。如果是造紙、化纖設備用，應選擇高精度、高響應特性的閉環(huán)矢量變頻器。 　

　3.根據可靠性選購變頻器 　　采用變頻器的目的就是提高生產效率，如果性能雖好但可靠性不好，經常出問題，那就得不償失。我國國土遼闊，南方地區(qū)常年高溫潮濕，沿海地區(qū)則以鹽腐蝕為主，這些都會造成設備絕緣下降，北方氣候干燥，容易產生靜電，冬夏溫差大，還有每個企業(yè)的生產環(huán)境更是千差萬別，這些因素都是在選購變頻器時應考慮的。有的變頻器性能雖然很好，但環(huán)境適應能力差，就有可能經常出故障影響生產。

　　4.根據價格選購變頻器 　　這是選購變頻器時主要考慮的因素， 　　但如果片面追求低價格，往往會導致質量與可靠性的下降，因為變頻器中的功率器件和主回路電解電容約占70%的成本，有些廠家為了降低成本，用耐壓1000伏的模塊代替1200伏的模塊，用電流25A的代替30A的，用普通低頻電解電容代替變頻器高頻電解電容，這種變頻器在正常情況下或短時間內使用不會發(fā)現有什么問題，但是由于模塊的功率余量降低了，一旦碰上電機堵轉、電網瞬時高電壓、持續(xù)高溫等情況，就很容易損壞。 　

　5.根據功率模塊選購變頻器 　　現已普遍的變頻器關鍵器件的功率模塊是IGBT模塊和IPM智能功率模塊，特別是IPM模塊，雖然成本較高，但由于模塊內部具有過流、短路、欠壓、輸出接地、過熱等保護功能，一旦發(fā)生異常，模塊內部立即自行保護，然后再通過外部保護電路進行二次保護，燒模塊的可能性大為降低，可靠性顯著提高。而采用GTR模塊的產品，由于GTR自身無保護功能，外部保護電路和推動電路又很復雜，一旦保護跟不上，模塊頃刻間就燒毀。有的廠家為了降低成本，仍采用GTR模塊，這也是選購變頻器時需要注意的。

　　在安裝變頻器時也要注意，安裝地點必需符合標準環(huán)境的要求，否則易引起故障或縮短使用壽命；變頻器與驅動馬達之間的距離一般不超過50米，若需更長的距離則需降低載波頻率或增加輸出電抗器選件才能正常運轉 　　zui后，要選擇選擇具有良好技術實力與售后服務的生產廠家或經銷商，再好的產品都有出故障的可能，只有具有良好技術實力的生產廠家或經銷商，可以獲得周到的技術服務，免除后顧之憂
 

低壓通用變頻輸出電壓為380～650V，輸出功率為0.75～400kW，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經歷了以下幾種。

1、U/f=C的正弦脈寬調制（SPWM）控制方式

其特點是控制電路結構簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調速要求，已在產業(yè)的各個領域得到廣泛應用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出zui大轉矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉矩能力和靜態(tài)調速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉矩響應慢、電機轉矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調速。

2、電壓空間矢量（SVPWM）控制方式

它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目的，一次生成三相調制波形，以內切多邊形逼近圓的方式進行控制的。經實踐使用后又有所改進，即引入頻率補償，能消除速度控制的誤差；通過反饋估算磁鏈幅值，消除低速時定子電阻的影響；將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié)較多，且沒有引入轉矩的調節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒有得到*。

3、矢量控制（VC）方式

矢量控制變頻調速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉子磁場定向旋轉變換，等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Im1、It1（Im1相當于直流電動機的勵磁電流；It1相當于與轉矩成正比的電樞電流），然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經過相應的坐標反變換，實現對異步電動機的控制。其實質是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量，經坐標變換，實現正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應用中，由于轉子磁鏈難以準確觀測，系統(tǒng)特性受電動機參數的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較復雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結果。

4、直接轉矩控制（DTC）方式

1985年，德國魯爾大學的DePenbrock教授*提出了直接轉矩控制變頻技術。該技術在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結構、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。目前，該技術已成功地應用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。

直接轉矩控制直接在定子坐標系下分析交流電動機的數學模型，控制電動機的磁鏈和轉矩。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉變換中的許多復雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數學模型。

5、矩陣式交—交控制方式

    VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能電容，再生能量又不能反饋回電網，即不能進行四象限運行。為此，矩陣式交—交變頻應運而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現功率因數為l，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學者深入研究。其實質不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉矩直接作為被控制量來實現的。具體方法是： 控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現無速度傳感器方式； 自動識別（ID）依靠精確的電機數學模型，對電機參數自動識別； 算出實際值對應定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉矩、定子磁鏈、轉子速度進行實時控制； 實現Band—Band控制按磁鏈和轉矩的Band—Band控制產生PWM信號，對逆變器開關狀態(tài)進行控制。

矩陣式交—交變頻具有快速的轉矩響應（<2ms），很高的速度精度（±2％，無PG反饋），高轉矩精度（<＋3％）；同時還具有較高的起動轉矩及高轉矩精度，尤其在低速時（包括0速度時），可輸出150％～200％轉矩。