西門子6SE6440-2UE37-5FA1

MICROMASTER 440 無濾波器 500-600V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 恒定轉矩 75kW 過載 150% 60S，200% 3S 二次矩 90kW 850x 350x 320（高x寬x深） 防護等級 IP20 環境溫度 -10+50°C 無 AOP/BOP

西門子MM440變頻器

在變頻器領域，也存在著一些難以控制的東西。直到西門子功能強大的變頻器問世之后，情況才有了改觀。MICROMASTER 440 是專門針對與通常相比需要更加廣泛的功能和更高動態響應的應用而設計的。這些高級矢量控制系統可確保*的高驅動性能，即使發生突然負載變化時也是如此。由于具有快速響應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至目標位置。該變頻器帶有一個集成制動斬波器，即使在制動和短減速斜坡期間，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) 的功率范圍內實現。

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(SIEMENS)上海非俗工控自動化設備有限公司（西門子分銷商）

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控制參數

變頻器日常使用中出現的一些問題，很多情況下都是因為變頻器參數設置不當引起的。西門子變頻器可設置的參數有幾千個，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，電動機的機械負載轉矩特性根據下列關系式決定：

p= t n/ 9550

式中：p——電動機功率(kw)

t——轉矩(n. m)

n——轉速(r/ min)

轉矩t與轉速n的關系根據負載種類大體可分為3種[2]。

(1)即使速度變化轉矩也不大變化的恒轉矩負載，此類負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。

(2)隨著轉速的降低，轉矩按轉速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體泵等。

(3)轉速越高，轉矩越小的恒功率負載。此類負載如軋機、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控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數p1300設為0，變頻器工作于線性

v/f控制方式，將使調速時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特性v/f控制方式，這種方式適用于風機、水泵類負載。這類負載的軸功率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特性是線性關系，則低速時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，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關系減小，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。

可以進一步通過設置參數使v/f控制曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值，具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當的提高以補償在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問題。適用于大起動轉矩的調速對象。

變頻器v/f控制方式驅動電機時，在某些頻率段，電機的電流、轉速會發生振蕩，嚴重時系統無法運行，甚至在加速過程中出現過電流保護，使得電機不能正常啟動，在電機輕載或轉矩慣量較小時更為嚴重。可以根據系統出現振蕩的頻率點，在v/f曲線上設置跳轉點及跳轉頻帶寬度，當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統能夠正常運行。從p1091至p1094可以設定4個不同的跳轉點，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。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機的參數，進行保角變換而進行調節控制的，矢量轉矩控制是直接取交流電動機參數進行控制，控制簡單，精確度高。

如何通過PC Adapter 調試MM4和G120變頻器？

利用STARTER軟件通過PC Adapter（PROFIBUS通訊）可以調試MM4和G120變頻器，但是PC Adapter 電纜需要由MPI/DP接口提供DC 24V供電才能正常工作，MPI/DP接口見圖1。

圖1

MM4系列變頻器PROFIBUS通訊模板的接口不提供DC 24V輸出，G120系列變頻器CU240S控制單元PROFIBUS接口可以提供DC 24V輸出，但是容量有限，不能支持PC Adapter 正常工作。如果將PC Adapter 直接插在變頻器的PROFIBUS接口上，STARTER軟件無法與變頻器通訊。可采用圖2所示的連接方式連接，將PC Adapter電纜接口通過帶編程口的總線連接器連接到CPU集成的DP接口上，PC Adapter就可以通過CPU集成的DP接口供電，并通過PROFIBUS電纜與變頻器通信。

圖2

1) 帶編程口的PROFIBUS總線連接器，訂貨號6ES7 972-0BB51-0XA0
2) 不帶編程口的PROFIBUS總線連接器，訂貨號6GK1 500-0FC10
注意：使用CP342-5作為主站時不支持此連接方式，該模塊 DP接口不提供DC 24V電源。

1. 電流消耗:

• 對大外形尺寸E的MICROMASTER 4變頻器，額定電流消耗為350mA，對外形尺寸F到GX，額定電流消耗為400mA。BOP 或 AOP 控制面板中的所有的數字輸入(處于開通狀態) 的損耗， 都包含在額定電流損耗里。   

• 如果安裝了編碼器模塊，則附加100mA的電流損耗。為了補償電壓波動和上電瞬間可能出現的浪涌現象，需要多考慮50%的電流損耗。

• 因此電流消耗應該在350mA(較理想情況下)到750mA(不利的情況下)之間。

2. MICROMASTER 的內部連接

• PROFIBUS模塊的供電端子(–) 與MICROMASTER 4的隔離0V端子處于同電位，直接相連

  • 對MICROMASTER 420來說, 為端子9

  • 對 MICROMASTER 430和MICROMASTER 440來說, 為端子28

• (+) 端子通過一個阻塞二級管連接到隔離24V端子上

  • 對MICROMASTER 420來說, 為端子8

  • 對MICROMASTER 430 和 MICROMASTER 440來說, 為端子9

3. 故障和報警

• A0503 = 欠壓報警

  • 通常，控制電源取自變頻器的直流母線，電源電壓也是通過直流母線檢測的。當變頻器斷電時，而控制電源取自外部24V，這時直流母線是沒有電壓的，因此會報A0503。

  • 變頻器電源斷開，而DP模塊（Profibus模塊）通過外部24V供電，在這種情況下，會報A0503。

  • 可忽略該報警。

• F0003 = 欠壓故障 & F0060 = Asic 超時故障

  • 對于固件版本高于1.05的MICROMASTER 420：
    由于變頻器沒有電源, 控制單元與功率單元之間不能完成通訊，會出現F0060而不是F0003。只讀參數可能顯示錯誤，比如，r0037，變頻器的溫度。

  • 對固件版本1.05及以下的MICROMASTER 420和版本1.17及以下的MICROMASTER 440：
    即使實際上*，偶爾也會報以下故障：
    F0001 = 過流
    F0002 = 過壓
    F0003 = 欠壓
    F0004 = 變頻器過熱
    F0005 = 變頻器I2/t過載
    F0022 = 組件故障
    F0060 = Asic超時  

  • 一旦重新上電，這些故障即可以復位，比如同過Profibus控制字的位7。對于500 – 600 V MICROMASTER 440來說，故障 F0002 可以馬上被復位。

  • 驅動運行時，DP模塊 (PROFIBUS模塊)通過外部24V供電，而未連接電源(200到600V AC)。在這種情況下，變頻器會報F0003并停機。

  • 變頻器的電源斷開, DP 模塊(PROFIBUS 模塊) 通過外部24V供電，給上運行命令。

4. I/O 功能

• MICROMASTER 420

  • 使用外部24V供電時，所有版本MM420的輸入輸出都有效。

• MICROMASTER 430/ MICROMASTER 440

  • 固件版本2.02以上的MM430和固件版本2.08以上的MM440，除了外形尺寸Fx**) 和Gx**)的模擬量輸入與輸出以外，所有的數字與模擬量輸入輸出都是有效的。

  • 固件版本2.02以下的MM430和固件版本2.08以下的MM440，對于繼電器輸出和模擬輸入輸出，有一些限條件。數字輸入仍然有效。

  • 固件版本2.02以上的MM430和固件版本2.08以上的MM440，如果一個電動機PTC連接到端子14和15，P0601=1，當變頻器電源斷開時，不會出現F0011和F0015。

  • 固件版本2.02以下的MM430和固件版本2.08以下的MM440，在這種情況下，會報F0015(PTC開路/短路)，再次電源合閘后，該故障可以重新復位。

早提供PROFIBUS模塊時，MM4的固件版本如下:

• MICROMASTER 420: 固件版本1.05;

• MICROMASTER 430: --------------------;

• MICROMASTER 440: 固件版本1.16*).

 *)       在提供PROFIBUS模塊后,  MM440 的固件版本很快升級到了1.17.

**)     對于FX和GX尺寸的變頻器，為了獲得可靠的控制電源，應該通過端子X9供電，而不是通過總線模塊供電。          
  
注意:
    X9 / 1保絲的配置，大為4A 6SE6440-2UE27-5CA1

對于SINAMICS G120，要設置正反轉運行可以參考'功能手冊: SINAMICS G120, SINAMICS G120D, SIMATIC ET200S FC, SIMATIC ET200pro FC“ 7.1章 '2節/3節 控制部分'.

MM4/SINAMICS G120的正反轉運行命令同以前的MICROMASTER產品相比較是否*？

對于MM4來說，正反轉運行命令的設定方法是設定參數P0700=2、P0701＝1和P0702＝2。然而，設定了以上參數后，在 發出反向運行命令之前，必須要先讓正在右轉的變頻器停下來（見下圖）。 

例如，如果停機前給正在正轉的變頻器發送一個反轉信號，則反轉信號被忽略。而對于MM3和以前的MICROMASTER產品，發出反轉 信號后會直接讓變頻器反轉而不需要停機。

對于一些在運行中就需要反向的應用，*使用反向命令。這樣不斷開運行命令就可以改變方向，工廠設置值是數字輸入1為正轉（P0701 =1）和數字輸入2為反轉（P0702=12）。需要注意的是反轉命令本身不能使變頻器起動，所以必須要同時使用數字輸入1（運行命令）。如果PLC軟件 已經設置了不同方向的分斷信號，那么這就帶來了一定困難。 可選擇的方法是，數字輸入1和數字輸入2設置為默認設定（運行和反向），可在外部加一個二極管，二極管的陽極連接到數字輸入2，陰極連接到到數字輸入1。 當向數字輸入2發送“反轉”信號后，則數字輸入1接收到運行信號，數字輸入2接收到反轉信號，那么變頻器反轉運行。當向數字輸入1發送“正轉” 信號后，變頻器則按要求的方向運轉。

對于一些機器，如果要替換機器內部的MM3（或者更早的）變頻器，因為它們是不需要停車就能切換正轉和反轉的，那么就建議使用以上方法。

設定以下參數可得到相似的功能，它使用了內部二進制互聯功能（即BiCo功能）。它不必停車就可以通過正轉和反轉命令來起動變頻器和改變方向。例如，本例 中設定值是模擬量，但是其他設定也可以。

P0003 = 3 (參數級別為專家級)

P0700 = 2 (命令源為端子/二進制互聯)
P0701 = 99 (二進制互聯)
P0702 = 99 (二進制互聯)
P0703 = 99 (二進制互聯)

P1000 = 23 (見注意1)
P1001 = 0.0 Hz 
P1002 = 0.0 Hz
P1016 = 2 (固定頻率1＋運行命令)
P1017 = 2 (固定頻率2＋運行命令)
P1020 = 722.0 (數字輸入1) (固定頻率1的源)
P1021 = 722.1 (數字輸入2) (固定頻率2的源)
P1113 = 722.1 (數字輸入2) (反向運行的源)

注意

1. 對于MM4來說，通常同時加兩個分開的運行命令是不可能的。然而，固定頻率設置是可以的。在上面的例子中，每個數字輸入設置為帶 起動命令的固定頻率，數字輸入2也是反向源。通過這種方法來使能運行命令，固定頻率必須是一個設定源。然而，通過設定每個固定頻率為0Hz和使用模擬量設 定作為附加給定（P1000=23），那么固定頻率本身不影響總的設定值。

2. 如果同時加兩個信號，那么反向信號將激活，因此變頻器將反方向運行。

這些設定方法適用于MM420變頻器的所有版本，也包括新發布的1.20版本。以上設定方法也適用于版本為1.1x和2.0x的 MM440變頻器，而版本為2.1x及以上的MM440與MM3和更早MICROMASTER變頻器一樣有相同的功能。

MICROMASTER 4(MM430/MM440),SINAMICS G120/G120D(CU240):把測量得到的或計算得到的溫度值與一個固定溫度值作比較

當測量得到的（通過KTY84）或者計算得到的（根據電機溫度模型）電機溫度超過一個溫度*，需要輸出一個特定的響應。

如何把測量或者計算得到的溫度與一個固定的溫度值作比較？

示例

例如，如果電機溫度超過80℃的限，就置位一個數字量輸出來激活水冷系統。

解決方案

要實現這些，固定溫度值（例如80℃）必須轉化為一個百分數。

電機溫度必須已經達到這個固定的溫度值（可以使用電位器調整），接在端子14和15上。

步驟1

如果PID控制器沒有被占用和激活，那么可以使用PID控制器把這個固定溫度值轉化為一個百分數（如圖1）。

設置以下參數實現：

P2264=r0035.0//電機溫度值r0035.0作為PID反饋的實際值

r2266=需要讀取的值//經過濾波的PID實際值 =一個百分數顯示的固定溫度值
 

圖1－把固定溫度值轉化為一個百分數

例如，20°C轉化為0.12%，80°C轉化為0.49%。

然后必須把參數P2889設置為r2266得到的值。

用百分數顯示的溫度值還可以通過下面的公式計算：

步驟2

比較器可以用來比較電機溫度值和固定溫度值：

2800 = 1 // 激活自由功能塊
2802.12 = 1 // 激活比較器1 (CMP 1)
2885.0 = r0035.0 // 電機溫度值r0035.0作為比較器1的*個輸入
2885.1 = P2889 // 固定值P2889作為比較器1的第二個輸入

圖2－電機溫度值和固定溫度值比較

731.0 = r2886 // 比較器1的輸出連接到一個數字輸出

注意

P2200（使能PID控制器）和P2803（使能快速自由功能塊）彼此互鎖，不能同時使用。

PID和FFB在一個數據組中不能同時使用。

溫度的測量和計算精度取決于變頻器和溫度傳感器的類型。

在CU240 固件3.0版本中使用自由功能塊FFB會出現問題。

MM4變頻器在現場使用中，有時會?出現報警A911或者A502，檢查進線電壓和直流母線電壓均正常。造成報警的原因分析如下：
MM4變頻器在運行時會檢測直流母線的電壓值，當直流母線過高或者過低時，變頻器會產生相應的報警或故障代碼。如圖1所示：

圖1 MM4變頻器直流母線電壓檢測

如圖在直流母線電壓大于r1242的值時，如果Vdmax控制器已使能會出現A0911報警，如果Vdmax控制器沒有使能，會出現A0502報警。
r1242的值與參數P1254的設置有關，當P1254=0時：                         

而當P1254=1時，變頻器在啟動過程中會根據進線電壓自動計算確定r1242的值。
如果P1254=1，在現場使用中可能遇到這種情況：在啟動變頻器時，電網的電壓比較低（例如電網上接有大的負載時），此時 變頻器根據當前進線電壓計算出一個較低的閾值（r1242），而在正常運行中，電網電壓恢復正常電壓值（例如電網上大的負載停止工作），此時直流母線電壓可能會超過r1242的閾值，出現報警A0911或A0502。而此時，如果測量進線電壓或直流母線電壓均正常。
在這種情況下可以設置P1254=0，禁止變頻器電壓的自動檢測，可以解決此類問題。

西門MM440變頻器：

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