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电气工程及其自动化专业【毕业设计+文献综述+开题报告】变频器在直流传动纸张卷绕机换代改造的实践与研究.doc54页
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本科毕业设计
变频器在直流传动纸张卷绕机换代改造的实践与研究
早期的造纸机等多数对速度调节控制要求较高的工业设备、传动系统都采用直流调节控制装置，驱动直流电动机进行速度调节控制。直流调节装置大都为模拟器件，调试难度大、稳定性差、故障率高。 直流电动机电刷、换向器及测速机损耗大，均为硬接触性磨损；随着变频器技术的发展，特别是矢量技术的出现，极大改善了交流传动的性能与可靠性。
本设计中提出的调频调速方案，以变频器为核心的控制交流电机调速的系统，可以利用变频器内置卷径计算功能，反馈卷径大小，并以此为依据，实时调整张力，然后改变自身输出电压来控制电机转矩，从而使系统达到恒张力卷绕的目的。以此设计理念改造现有的纸张卷绕设备，使之满足不断发展的生产需要，提高生产效率的同时简化了操作工序，也节约了维护成本，产品质量也因为系统稳定得以提升。本设计即是对采用变频对直流传动的改造进行研究和实践。
关键词：变频器
Inverter in dc transmission paper winding machine of practice and study upgrading transformation
Most of those commercial installations and drive systems which have high requirements of speed control and adjustment, such as the paper machine in the early stage, adopt DC adjusting control device. But DC adjusting devices are always analog devices, which are difficult to debug, unqualified in stability and high in failure rate. Besides, the electric brush, commutator and ZYS of the D. C. motor are subject to Hard contact wear. Yet, with the development of inverter technology especially the emergence of vector technology, AC drive’s performance and reliability are greatly improved.
In the project of VVVF proposed in this
正在加载中，请稍后...绞车用整体抽屉式低压防爆变频器的研究
1引言随着电气传动领域发生重大的技术变革,交流调速技术获得了飞速发展,变频器由初期的变压变频(VVVF)调速方案,到目前的矢量、直接转矩控制方案,使变频控制不仅具有稳态的控制特性,而且具有良好的动态性能,可以与直流调速系统相媲美。因此我国煤矿井下绞车电控系统也正在由传统的转子串电阻调速改为变频调速。2防爆变频器国内技术现状由于煤矿井下具有爆炸性气体的特殊环境,通用变频器不允许直接下井使用,因此,目前通用的办法是将通用变频器外壳去掉,安装防爆变频器特殊散热方式和结构将变频器内部元件拆解后安装在防爆外壳内。该方式需要对变频器进行拆分后重新安装,导致在拆解和安装过程中极易损坏变频器元件,影响变频器性能,同时安装时零散摆放也影响美观。因此,设计一款整体式专用于安装在防爆壳体内的变频器整体抽屉式机芯成为当务之急。3整体抽屉式变频器技术3.1散热技术散热是防爆变频器遇到最大的难题。在变频器内部:逆变模块是发热最多的器件,据专家诂计:它约占整...&
(本文共3页)
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1变频器所谓的变频器就是正弦交流电,将交流电通过整流,变成直流电,再将其按照正弦轨迹变成脉冲波,最后用电容器将不同幅值的脉冲波滤波,形成较平滑的积分曲线。变频器的频率改变是通过改变脉冲的宽度得以实现的。变频器用于电机调速,根据电机所带负载的需要可分为以下三种:变频启动,用于较大负载的启动;变频停止,用于不能立即停车或减速的负载;变频运行,用于负载负荷大小调整率。2变频器技术在油田企业中的发展变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节能效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。所以在我国油田企业中对变频器进行了改造,并取得了显著的成果。下面以野猪峁注水站变频改造成功事例举例说明。野猪峁注水站三台132千瓦注水泵是高压离心泵匹配高压电机,大功率系统运行常是“大马拉小车”,效率低下。注水压力靠泵出口安装的电接点式压力表控制,泵、电机匹配难以达到在泵的最佳工况点运行,管网效率低,电能损失高...&
(本文共1页)
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2005年年底深圳,在变频器行业的企业家论坛上,充分的总结了我国变频器界的骄人发展情况,我国变频器的各大品牌正在迅速崛起,高水平的高压变频器已经能和国外的品牌匹敌,并且占有的市场分额逐年迅速增加。可见,变频器技术将随着我国经济的飞速发展同步前进。一、变频器的基础知识及工作机理1、变频器的各项基础指标:一般的变频器应用途径非常的广,所以它的各项基础指标,也都是和日常应用所接轨的。输入电压:AC220v,50～60Hz,输出电压:AC40v,频率调节范围:0-40Hz(型号不同有差异);激磁电流调节范围:0-3A,最大输出功率:120W(型号不同有差异)。2、变频器的工作机理。变频器是采用由双T网络和集成运放组成的RC正弦信号发生器,工作路径可表示为:选频网络——信号放大——功率放大——激磁线圈。其中,选频网络是带阻滤电路的双T网络。把双T网络接在负反馈支路,构成正弦振荡电路。二、化工企业生产采用变频器的必要性和重要性化工企业生产过...&
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变频器一经发明,就能以迅雷不及掩耳之势受到工业领域的热捧,并且还在以惊人的速度更新扩张,主要是由于交流电动机在使用变频器以后,调速可以更加的方便快捷,除此以外,节能、环保、智能、易于安装、维护以及管理控制也是它的突出优势。变频器给工业生产带来便利的同时,也要求相关的自动化控制人员的基本使用和设备维护技能必须超强过硬。1变频器的选择1.1品牌的选择当下,在我国变频器市场上,国内、国外;名牌、普通产品一应俱全,具体选购什么牌子的变频器需要考虑到各种品牌的性能特征,价位分布,以及实际的应用需要,从更多的因素着眼,对于变频器的选择可以更加准确到位。虽然欧美一些国家的变频器早已占据了国际市场的大部分份额,知名度也比较高,拥有西门子、ABB、施耐德等知名品牌;还有韩国和日本等一些近现代发展较为迅速的发达国家,现在也有东芝、三星、富士、松下、LG等知名的变频器生产公司,但是我们也不能盲目的选择名牌,这样有可能造成项目投入资本增加,性能与需求不...&
(本文共1页)
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1引言随着工厂自动化技术的发展,变频器技术广泛得到应用,因此正确使用和维护变频器,保障变频器可靠运行,越来越成为维护者的重要议题。2变频器的正确使用注意事项2.1变频器的要求环境众所周知,变频器是电子装置,内含电子元、电解电容等,所以周围环境对其寿命影响比较大。通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃~40℃(如取下通风壳,可到50℃),周围湿度要求在90%RH以下(无水珠凝结现象),室内无腐蚀性气体、可燃性气体、油雾和尘埃等。如果能够采取措施尽可能降低变频器运行温度,那么变频器的使用寿命就延长,性能也将提高。2.2变频器的安装与接线要求变频器在安装前必须注意其安全场所,安装方向或周围空间,并保证其无振动。必须避免安装在易燃物上或靠近燃物品,以免发生火灾。变频器在接线前,必须严格按照主回路和控制回路的接线说明进行接线,掌握其用法及注意事项。变频器输入端最好接上一个空气开关,保护电流不能太大,以防止变频器发生短路时烧毁不会太严重。...&
(本文共2页)
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1引言本篇文章将重点分析新兴国产低压主要品牌:新时达、麦格米特、海浦蒙特、吉泰科、索肯和平、澳地特、七喜工控、步科、中冶南方等,分别从产品特点、营销方式等进行分析说明,并对内资变频器品牌未来发展方向作简明论述。2主要新兴变频器品牌介绍(1)新时达该公司变频器软件来自欧洲,由于其在电梯行业多年积累的经验,对电梯控制的深入了解,电梯专用型变频器一经推出,即赢得市场好评。其重点销售行业为各类电梯和港口起重机械行业。由于在电梯行业的固有客户基础,所以变频器配套电梯控制器一同销售是新时达的主要销售方式,其通用型主要依靠区域代理商进行销售。整体销售网络尚处于初级阶段,未完全铺开,但来势汹汹,给同行带来不小压力。(2)麦格米特由于麦格米特变频器主要负责人员均来自国际知名的变频器企业,加之多年的电源技术及市场实力,使得产品品质有较高保障。重点销售行业为电梯、机床、张力控制。依靠麦格米特在电源领域的领头地位,将自动化产品PLC、HMI、伺服、变频...&
(本文共4页)
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西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的知名品牌，主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、超强的过载能力、创新的BiCo（内部功能互联）功能以及无可比拟的灵活性，在变频器市场占据着重要的地位。
西门子变频器以其强大的品牌效应，打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位，据有关专业市场调研机构的统计，西门子的高低压变频器在中国市场上已位居第一。
西门子变频器在中国市场的使用最早是在钢铁行业，西门子变频器（图1）然而在当时电机调速还是以直流调速为主，变频器的应用还是一个新兴的市场，但随着电子元器件的不断发展以及控制理论的不断成熟，变频调速已逐步取代了直流调速，成为驱动产品的主流，西门子变频器因其强大的品牌效应在这巨大的中国市场中取得了超规模的发展，西门子在中国变频器市场的成功发展应该说是西门子品牌与技术的完美结合。在中国市场上我们能碰到的早期的西门子变频器主要有电流源的SIMOVERT A,以及电压源的SIMOVERT P，这些变频器也主要由于设备的引进而一起进入了中国的市场，目前仍有少量的使用，而其后在中国市场大量销售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西门子变频器最为成功的一个系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我们常说的6SE70系列。它不仅提供了通用场合使用的AC变频器，也提供了在造纸，化纤等特殊行业要求使用的多电机传动的直流母线方案。当然西门子也推出了在我个人看来技术上比较失败然而在市场上却相当成功的ECO变频器，在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率，市场上的成功主要是因为它超越了富士变频器成为中国市场的第一品牌。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420，MM440.6SE70系列。变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，西门子变频器（图2）使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。
控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。
最低运行频率：即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。
最高运行频率：一般的变频器最大频率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。
载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。变频器日常使用中出现的一些问题，很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。[1]
变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定，电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定：
p= t n/ 9550
式中：p——电动机功率(kw)
t——转矩(n. m)
n——转速(r/ min)
转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种[2]。
(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载，此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。
(2)随着转速的降低，转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。
(3)转速越高，转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。
变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0，变频器工作于线性
v/f控制方式，将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。
将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器的v/f特性是线性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要，使电压随着输出频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和励磁电流，使功率因数保持在适当的范围内。
可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p0之间设置合适的值，具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。
变频器v/f控制方式驱动电机时，在某些频率段，电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护，使得电机不能正常启动，在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点，设置p1101确定跳转频带宽度。
有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩，用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标，对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。
参数p1300设置为20，变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善，调速范围宽，低速范围起动力矩高，精度高达0.01%，响应很快，高精度调速都采用svpwm矢量控制方式。
参数p1300设置为22，变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前国际上最先进的控制方式，其他方式是模拟直流电动机的参数，进行保角变换而进行调节控制的，矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制，控制简单，精确度高。MicroMaster440
西门子变频器MicroMaster440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。
它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，以满足广泛的应用场合。创新的BiCo（内部功能互联）功能有无可比拟的灵活性。
主要特征：
200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW；
矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制；
高过载能力，内置制动单元；
三组参数切换功能。控制功能： 线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式；
标准参数结构，标准调试软件；
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；
独立I/O端子板，方便维护；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；
内置，参数自整定；
集成RS485通讯接口，可选/Device-Net通讯模块；
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；
可实现主/从控制及力矩控制方式；
在电源消失或故障时具有&自动再起动&功能；
灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性；
快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸；
有直流制动和复合制动方式提高制动性能。
保护功能：
过载能力为200%额定负载电流，持续时间3秒和150%额定负载电流，持续时间60秒；
过电压、欠电压保护；
变频器、电机过热保护；
，短路保护；
闭锁电机保护，防止失速保护；
采用PIN编号实现参数连锁。
MicroMaster430
西门子变频器MicroMaster430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家。功率范围7.5kW至250kW。它按照专用要求设计，并使用内部功能互联（BiCo）技术，具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现专用功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。
主要特征：
380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW；
风机和泵类变转矩负载专用；
牢固的EMC（）设计；
控制信号的快速响应；
控制功能：
线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点v/f控制；
内置PID控制器；
快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸；
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块；
灵活的斜坡函数发生器，可选平滑功能；
三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换；
风机和泵类专用功能：
多泵切换；
旁路功能；
手动/自动切换；
断带及缺水检测 ；
节能方式；
保护功能：
过载能力为140%额定负载电流，持续时间3秒和110%额定负载电流，持续时间60秒;
过电压、欠电压保护；
变频器过温保护；
接地故障保护，短路保护；
I2t电动机过热保护；
PTC Y电机保护。
西门子变频器MicroMaster420
西门子变频器MicroMaster420是全新一代模块化设计的多功能标准变频器。它友好的用户界面，让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵活方便。全新的、强大的通讯能力、精确的控制性能、和高可靠性都让控制变成一种乐趣。
主要特征：
200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-5.5kW；
380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW；
模块化结构设计，具有最多的灵活性；
标准参数访问结构，操作方便。
控制功能：
线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制；
磁通电流控制（FCC），可以改善动态响应特性；
最新的IGBT技术，数字微处理器控制；
数字量输入3个，模拟量输入1个，模拟量输出1个，继电器输出1个；
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块/Device-Net模板；
具有7个固定频率，4个跳转频率，可编程；
捕捉再起动功能；
在电源消失或故障时具有“自动再起动”功能；
灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性；
快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸；
有直流制动和复合制动方式提高制动性能；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接。
保护功能：
过载能力为150%额定负载电流，持续时间60秒；
过电压、欠电压保护；
变频器过温保护；
接地故障保护，短路保护；
I2t电动机过热保护；
采用PTC通过数字端接入的电机过热保护；
采用PIN编号实现参数连锁；
闭锁电机保护，防止失速保护。
西门子G120C紧凑型变频器
SINAMICS G120C紧凑型变频器，在许多方面为同类变频器的设计树立了典范。包括它紧凑的尺寸，便捷的快速调试，简单的面板操作，方便友好的维护以及丰富的集成功能都将成为新的标准。
SINAMICS G120C是专门为满足OEM用户对于高性价比和节省空间的要求而设计的变频器，同时它还具有操作简单和功能丰富的特点。这个系列的变频器与同类相比相同的功率具有更小的尺寸，并且它安装快速，调试简便，以及它友好的用户接线方式和简单的调试工具都使它与众不同。集成众多功能：安全功能（STO,可通过端子或PROFIsafe激活），多种可选的通用的现场总线接口，以及用于参数拷贝的存储卡槽。
SINAMICS G120C 变频器包含三个不同的尺寸功率范围从0.55kW到18.5kW。为了提高能效，变频器集成了矢量控制实现能量的优化利用并自动降低了磁通。该系列的变频器是全集成自动化的组成部分，并且可选PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通讯接口。操作控制和调试可以快速简单地采用PC机通过USB接口，或者采用BOP-2（基本操作面板）或IOP（智能操作面板）来实现。[2]操作人员必须熟悉西门子变频器的基本工作原理、功能特点，西门子变频器（图3）具有电工操作常识。在对变频器日常维护之前，必须保证设备总电源全部切断；并且在变频器显示完全消失的3-30分钟（根据变频器的功率）后再进行。应注意检查电网电压，改善变频器、电机及线路的周边环境，定期清除变频器内部灰尘，通过加强设备管理最大限度地降低变频器的故障率。
1、冷却风扇
变频器的功率模块是发热最严重的器件，其连续工作所产生的热量必须要及时排出，一般风扇的寿命大约为20kh～40kh。按变频器连续运行折算为3～5年就要更换一次风扇，避免因散热不良引发故障。
2、滤波电容
中间电路滤波电容：又称电解电容，该电容的作用：滤除整流后的电压纹波，还在整流与逆变器之间起去耦作用，以消除相互干扰，还为电动机提供必要的无功功率，要承受极大的脉冲电流，所以使用寿命短，因其要在工作中储能，所以必须长期通电，它连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加速其电解液的干涸，直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次，一般其容量减少20%以上应更换。
3、防腐剂的使用
因一些公司的生产特性，各电气mcc室的腐蚀气体浓度过大，致使很多电气设备因腐蚀损坏（包括变频器）。
为了解决以上问题可安装一套空调系统，用正压新鲜风来改善环境条件。为减少腐蚀性气体对电路板上元器件的腐蚀，还可要求变频器生产厂家对线路板进行防腐加工，维修后也要喷涂防腐剂，有效地降低了变频器的故障率，提高了使用效率。
4、给变频器除尘：变频器根据使用环境的不同，应定期检查散热通道、及电路板中有无积累灰尘，一般每半年清理一次，至少也要一年清理一次，以确保变频器散热良好，使其避免因散热不良而引发故障。
在保养的同时要仔细检查变频器，定期送电，带电机工作在2hz 的低频约10分钟，以确保变频器工作正常。由于西门子变频器在中国市场的一个庞大的销售量，在使用中必然会碰到许多问题，以下就西门子变频器的一些常见故障在这里说明：
西门子变频器应该是进入中国市场较早的一个品牌，西门子变频器（图4）所以有些老的产品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用户在使用。对于MICRO MASTER系列变频器最常见的故障就是通电无显示，该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形发生器，该芯片的损坏会导致开关电源无法工作，从而也无法正常显示，此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无法正常工作。对于MIDI MASTER系列变频器较常见的故障主要有驱动电路的损坏，以及IGBT模块的损坏，MIDI MASTER的驱动电路是由一对对管去驱动IGBT模块的，而这对管也是最容易损坏的元器件，损坏原因常由于IGBT模块的损坏，而导致高压大电流窜入驱动回路，导致驱动电路的元器件损坏。
对于6SE70系列变频器，由于质量较好，故障率明显降低，经常会碰到的故障现象有（直流电压低），由于是直接通过电阻降压来取得采样信号，所以故障F008的出现主要是由于采样电阻的损坏而导致的。此外，还会碰到F025、F026、F027关于输入相缺失的报警，故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能，输入检测电路的损坏会导致输入缺相报警，如排除此故障原因，报警信号还不能消除，那故障很有可能就是CU板的损坏了。此外F011（过电流）故障也是一个常见的故障，电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一，此外，在维修中经常会碰到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011报警，要特别注意由于这种原因而引起的故障报警。
对于ECO的变频器，碰到最多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏，引起的原因也主要是由于强电侧（功率模块）与弱电侧（驱动电路）没有隔离电路，导致强电进入了控制电路，引起驱动电路及开关电源大面积烧坏，此外预充电回路损坏也是常见故障（30KW以上），由于限流回路设计在交流输入侧，只要有三相交流电源任意一路送电时有时序上的超前和滞后，都有可能引起自身一路或其余两路充电时电流过大，而使得限流电阻和切入继电器烧毁。F231故障也是ECO变频器的一种常见故障，引起原因就是因为采样电阻的损坏。
西门子变频器故障分析及处理方法：
一般来说，当遇到西门子变频器故障时，再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧，线路板上有没有明显烧损的痕迹。
具体方法是：用万用表（最好是用模拟表）的电阻1K档，黑表棒接变频器的直流端(-)极，用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。然后，反过来将红表棒接变频器的直流端(+)极，黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。否则，说明模块损坏。这时候不能盲目上电，特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电，以免造成更大的损失。
如果以上测量西门子变频器故障结果表明模块基本没问题，可以上电观察。
1、上电后面板显示[F231]或[F002](MM3变频器)，这种故障一般有两种可能。常见的是由于电源驱动板有问题，也有少部分是因为主控板造成的，可以先换一块主控板试一试，否则问题肯定在电源驱动板部分了。
2、上电后面板无显示(MM4变频器)，面板下的指示灯[绿灯不亮，黄灯快闪]，这种现象说明整流和开关电源工作基本正常，问题出在开关电源的某一路不正常(整流二极管击穿或开路，可以用万用表测量开关电源的几路整流二极管，很容易发现问题。换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管的耐压偏低，电源脉动冲击造成的。
3、有时显示[F,A0501]不定(MM4)，敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常，一般属于接插件的问题，检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件质量问题或焊接不良所致。
4、上电后显示[-----](MM4)，一般是主控板问题。多数情况下换一块主控板问题就解决了，一般是因为外围控制线路有强电干扰造成主控板某些元件（如帖片电容、电阻等）损坏所至，或与主控板散热不好也有一定的关系。但也有个别问题出在电源板上。
5、上电后显示正常，一运行即显示过流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空载也一样，一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题，需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电，不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏！这种问题的出现，一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大(特别是偏低)使得变频器脉动电流过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。
总结以上，大的原器件如IGBT功率模块出问题的比例倒是不多，因为一些低端的简单原器件问题和装配问题引发的故障比例较多，如果有图纸和零件，这些问题便不难解决而且费用不高，否则解决这些问题还是不容易的。最简单的办法就是换整块的线路板！西门子公司不同类型的变频器，用户可以根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。在选择变频器时因注意以下几点注意事顼：
1、根据负载特性选择变频器，如负载为恒转矩负载需选择西门子mmv/mdv、mm420/mm440变频器，如负载为风机、泵类负载应选择西门子430变频器。
2、选择变频器时应以实际电动机电流值作为变频器选择的依据，电动机的额定功率只能作为参考。另外，应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波，会使电动机的功率因数和效率变差。因此，用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流会增加10%而温升会增加20%左右。所以在选择电动机和变频器时应考虑到这种情况，适当留有余量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。
3、变频器若要长电缆运行时，此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两挡选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。
4、当变频器用于控制并联的几台电动机时，一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。如果超过规定值，要放大两挡来选择变频器，另外在此种情况下，变频器的控制方式只能为v/f控制方式，并且变频器无法实现电动机的过流、过载保护，此时，需在每台电动机侧加熔断器来实现保护。
5、对于一些特殊的应用场合，如高环境温度、高开关频率、高海拔等，此时会引起变频器的降容，变频器需放大一挡选择。
6、使用变频器控制高速电动机时，由于高速电动机的电抗小，会产生较多的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。因此，选择用于高速电动机的变频器时，应比普通电动机的变频器稍大一些。
7、变频器用于变极电动机时，应充分注意选择变频器的容量，使其最大额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外，在运行中进行极数转换时，应先停止电动机工作，否则，会造成电动机空转,恶劣时会造成变频器损坏。
8、驱动防爆电动机时，变频器没有防爆构造，应将变频器设置在危险场所之外。
9、使用变频器驱动齿轮减速电动机时，使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时，在低速范围内没有限制；在超过额定转速以上的高速范围内，有可能发生润滑油用光的危险。因此，不要超过最高转速容许值。
10、变频器驱动绕线转子异步电动机时，大多是利用已有的电动机。绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比，绕线电动机绕组的阻抗小。因此，容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象，所以应选择比通常容量稍大的变频器。一般绕线电动机多用于飞轮力矩gd2较大的场合，在设定加减速时间时应多注意。1、什么是西门子变频器？
西门子变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
2、为什么西门子变频器的电压与电流成比例的改变？
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁 电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制西门子变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于 风机、泵类节能型西门子变频器。
3、西门子变频器制动的有关问题
制动的概念：指电能从电机侧流到西门子变频器侧（或供电电源侧），这时电机的转速高于同步转速，负载的能量分为动能和势能. 动能（由速度和重量确定其大小）随着物体的运动而累积。当动能减为零时，该事物就处在停止状态。机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。对于西门子变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低。这时会产生制动过程. 由制动产生的功率将返回到西门子变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。在用于提升类负载,在下降时, 能量（势能）也要返回到西门子变频器(或电源)侧,进行制动.这种操作方法被称作“再生制动”，而该方法可应用于西门子变频器制动。在减速期间，产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到西门子变频器电源侧的方法叫做“功率返回再生方法”。在实际中，这种应用需要“能量回馈单元”选件。
4、采用西门子变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？
采用西门子变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。用工频电源直接起动 时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用西门子变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转 矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的西门子变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。
5、装设西门子变频器时安装方向是否有限制。
西门子变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的，上下的关系对通风也是重要的，因此，对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。
6、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的西门子变频器时是否可以？
在很低的频率下是可以的，但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流（6~7倍额定电流），由于西门子变频器切断过电流，电机不能起动。
7、西门子变频器可以传动齿轮电机吗？
根据减速机的结构和润滑方式不同，需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为最大极限，采用油润滑时，在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等。
8、西门子变频器能用来驱动单相电机吗？可以使用单相电源吗？
单相电机基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机，在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组；对于电容起动或电容运转方式的，将诱发电容器爆炸。西门子变频器的电源通常为3相，但对于小容量的，也有用单相电源运转的机种。
9、西门子变频器本身消耗的功率有多少？
它与西门子变频器的机种、运行状态、使用频率等有关，但要回答很困难。不过在60Hz以下的西门子变频器效率大约为94%~96%，据此可推算损耗，但内藏再生制动式（FR-K）西门子变频器，如果把制动时的损耗也考虑进去，功率消耗将变大，对于操作盘设计等必须注意。
10、为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用？
一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却，若速度降低则冷却效果下降，因而不能承受与高速运转相同的发热，必须降低在低速下的负载转矩，或采用容量大的西门子变频器与电机组合，或采用专用电机。
11、西门子变频器的寿命有多久？
西门子变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件，如果对它们进行定期的维护，可望有10年以上的寿命。
12、西门子变频器内藏有冷却风扇，风的方向如何？风扇若是坏了会怎样？
对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种，风的方向是从下向上，所以装设西门子变频器的地方，上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有，西门子变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时，由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护
13、关于散热的问题
如果要正确的使用西门子变频器，必须认真地考虑散热的问题。西门子变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度，西门子变频器使用寿命减半。在西门子变频器工作时，流过西门子变频器的电流是很大的，西门子变频器产生的热量也是非常大的，不能忽视其发热所产生的影响。变频器在长时间的存放过程中，储存环境可能对变频器本身产生许多不利的影响，对于潮湿、温度、微尘及腐蚀性气体等都有一定的要求，在确保其环境符合要求的前提下，还有必要对变频器进行定期的维护保养。
1.西门子变频器，保养维护，电容充电 1.外观检查 对长期存放的变频器，检查时要
注意变频器的外观是否有变化，如:外观有无变形，有无磕碰痕迹;有无液体渗出和物件脱落;有无动物、昆虫、浮游物等人驻，以及其他异常的变化。。
2.检查风机的灵
用细的木棍或其他较软的物体拨动风叶，手感应该流畅，风机转动应灵活，不能有卡涩的现象，观察风机是否有液体渗出或润滑油的痕迹。
3.电气性能检查
长期存放的变频器，由于环境的影响和变频器器件的使用期限，必须定期对变频器进行电气性能的检查及保养。具体方法如下:
使用万用表检测整流部分的整流桥特性，使用万用表的欧姆挡X100，红表笔接变频器的“P”端，用黑表笔分别接输人“R”“S”“T”，表针摆动应在2/3处，超过2/3或低于l/2均视异常，将黑红表笔交换重新测量，表针不能摆动，如出现摆动则为异常。使用万用表的欧姆挡X100，红表笔接变频器的“N”端，用黑表笔分别接输入“R”“S”“T”，表针摆动应在2/3处，超过2/3或低于1/2均视异常，将黑红表笔交换重新测量，表针不能摆动，否则为异常。
用同样的方法检查逆变部分，将“R”“S”“T”换为“U”“V”“W”，因为逆变的IGBT的源极和漏极之间在关闭状态下同样有整流桥特性。
绝缘测试。对于输人输出端和地(外壳)进行高压绝缘检测，使用500v摇表的黑表端接变频器的接地标识。红端分别接“R”“S”“T”“U”“V”“W”，均速摇动摇表，测量绝缘电阻应在SM以上。
电容器的检测。主回路主要由三相或单相整流桥、平滑电容、滤波电容、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元器件组成。其中对变频器寿命最有影响的是平滑铝电解电容器，它的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定。在主回路设计时已经根据电源电压选定了电容器的型号，所以内部的温度对电解电容器[优论论文]的寿命起决定作用。
电解电容器相对温度的劣化特性直接影响到变频器的寿命。
一般每上升10℃变频器的寿命减半，这是因为电解电容器内部的化学反应随着温度的升高导致劣化速度加快。劣化速度与材料温度的关系遵循阿列里乌斯理论(电解液理论)。电解电容器的内部温度实际上是电容器周围环境温度与脉动电流造成的温度之和。因此，我们应该在安装时考虑适合的环境温度，在电容器劣化过程中，会出现静电容量减小，漏电流增大，等价电阻值增大，tgδ值增大等现象。维护保养时通常以比较容易测量的静电容量来判断电解电容器的劣化情况，当静电容量低于初期值的80%，绝缘阻抗在5MΩ以下时应考虑更换电解电容器。对于储存不超过5年的电容器我们应该定期充电以进行维护，每隔半年到一年充电一次，方法具体如下:
首先准备功率不小于5KW的三相调压器将调压器的输人端接人有短路过流保护的三相电源，三相电源每相必须有10A的交流电流表作为指示。将输出端通过快熔接入变频器的“R”“S”“T”。将变频器调至10伏以下，送电，观察电流表是否异常，如无异常，将电压缓缓调到30伏，观察5分钟，如无异常，每十分钟将电压升高20伏，加压过程中，随时观察电流的变化，当电压超过200伏时，振风机等开始工作。这时可将电压缓缓升到350伏，观察有无电流波动，维持1小时后，将电压升到额定电压，再维持2小时，继续观察电流。无异常即可。上电过程中，如果遇见变频器的面板显示有故障代码，先查明原因，是否与低压有关，否则应引起重视。电源断开后应等到充电灯完全熄灭方可拆除电源线，待机器完全冷却后装机。
除日常的检查外，推荐检查周期为半年。在众多的检查项目中，重点要检查的是主回路的平滑电容器、逻辑控制回路、电源回路、逆变驱动保护回路中的电解电容器、冷却系统中的风扇等。除主回路的电容器外，其他电容器的测定比较困难，因此主要以外观变化和运行时间为判断的基准。
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