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高效工程组态成就高效自动化

SINAMICS G120变频器 模块化设计，可灵活扩展 

面向未来的驱动理念，用户可以在同一变频器系统中实现不断的创新。出众的维护和维修友好性。

应用：灵活驱动，适用于各种应用完全集成的安全保护功能，具有SS1和SLS功能的产品。 

基于集成化的安全保护技术，设备运行更安全，操作更简便。

由于集成了安全保护功能，使具有安全保护的自动化和驱动系统的购建费用大大降低。也有效的保证了人机安全。应用：生产机械（包装机、纺织机），材料运输机械等。

PROFIBUS和PROFINET总线标准——将这两种总线通讯直接集成在变频器中。 

更多节点，多种网络拓扑，具有更高的性能PROFIBUS和PROFINET的优点不见在于它是被众多用户广泛使用的总线，而且表现在其优化的工程和组态结构。它们使成熟的IT技术应用于工业领域，并使办公工具应用在工业控制中。 

应用：远程控制生产机线和传动设备（例如汽车工业）。 

再生能量回馈能力：该输出功率范围内。 

节能，节省空间，无需制动电阻。采用创新的功率模块，可实现优化的能量回馈。全功率段都能实现换相整流，不产生任何系统干扰。而且所需线电流小，与常规变频器相比，降低到80%。 

应用：适用于车辆运输、离心机以及其它具有高惯性矩的生产机器的驱动。

采用冷却概念，鲁棒性大大增强。 

并且发布一些控制信息来指导现场系统的运行。因此，他们对人机界面的直观性和友好性要求较高，人机界面设计应该考虑以下原则。

 

1.以用户为中心的基本设计原则

 

在系统的设计过程中，设计人员要抓住用户的特征，发现用户的需求。在系统整个开发过程中要不断征求用户的意见，向用户咨询。系统的 设计决策要结合用户的工作和应用环境，必须理解用户对系统的要求。的方法就是让真实的用户参与开发，这样开发人员就能正确地了解 用户的需求和目标，系统就会更加成功。

 

2．顺序原则

 

即按照处理事件顺序、访问查看顺序（如由整体到单项，由大到小，由上层到下层等）与控制工艺流程等设计监控管理和人机对话主界面及 其二级界面。

 

3．功能原则

 

即按照对象应用环境及场合具体使用功能要求，各种子系统控制类型、不同管理对象的同一界面并行处理要求和多项对话交互的同时性要求 等，设计分功能区分多级菜单、分层提示信息和多项对话栏并举的窗口等的人机交互界面，从而使用户易于分辨和掌握交互界面的使用规律和 特点，提高其友好性和易操作性。

 

4．一致性原则

 

包括色彩的一致，操作区域一致，文字的一致。即一方面界面颜色、形状、字体与国家、或行业通用标准相一致。另一方面界面颜色、 形状、字体自成一体，不同设备及其相同设计状态的颜色应保持一致。界面细节美工设计的一致性使运行人员看界面时感到舒适，从而不分散 他的注意力。对于新运行人员，或紧急情况下处理问题的运行人员来说，一致性还能减少他们的操作失误。

 

5．频率原则

 

即按照管理对象的对话交互频率高低设计人机界面的层次顺序和对话窗口莱单的显示位置等，提高监控和访问对话频率。

 

6．重要性原则

 

即按照管理对象在控制系统中的重要性和全局性水平，设计人机界面的主次菜单和对话窗口的位置和突显性，从而有助于管理人员把握好控 制系统的主次，实施好控制决策的顺序，实现调度和管理。

 

7．面向对象原则

 

即按照操作人员的身份特征和工作性质，设计与之相适应和友好的人机界面。根据其工作需要，宜以弹出式窗口显示提示、引导和帮助信息 ，从而提高用户的交互水平和效率。

 

人机交互界面，无论是面向现场控制器还是面向上位监控管理，两者是有密切内在联系的，他们监控和管理的现场设各对象是相同的，因此 许多现场设备参数在他们之间是共享和相互传递的。人机界面的标准化设计应是未来的发展方向，因为它确实体现了易憧、简单、实用的基木 原则，充分表达了以人为本的设计理念。各种工控组态软件和编程工具为制作精美的人机交互界面提供了强大的支持手段，系统越大越复杂越 能体现其优越性。

人机界面的设计过程可分为以下几个步骤：

 

3.1 创建系统功能的外部模型设计模型主要是考虑软件的数据结构、总体结构和过程性描述，界面设计一般只作为附属品，只有对用户的情况（包括年龄、性别、心理情况、文化程度、个性、种族背景等）有所了解，才能设计出有效的用户界面；根据终端用户对未来系统的假想(简称系统假想）设计用户模型，终使之与系统实现后得到的系统映象（系统的外部特征）相吻合，用户才能对系统感到满意并能有效的使用它；建立用户模型时要充分考虑系统假想给出的信息，系统映象必须准确地反映系统的语法和语义信息。总之，只有了解用户、了解任务才能设计出好的人机界面。

 

3.2 确定为完成此系统功能人和计算机应分别完成的任务

 

任务分析有两种途径。一种是从实际出发，通过对原有处于手工或半手工状态下的应用系统的剖析，将其映射为在人机界面上执行的一组类似的任务；另一种是通过研究系统的需求规格说明，导出一组与用户模型和系统假想相协调的用户任务。

 

逐步求精和面向对象分析等技术同样适用于任务分析。逐步求精技术可把任务不断划分为子任务，直至对每个任务的要求都十分清楚；而采用面向对象分析技术可识别出与应用有关的所有客观的对象以及与对象关联的动作。

 

3.3 考虑界面设计中的典型问题

 

设计任何一个机界面，一般必须考虑系统响应时间、用户求助机制、错误信息处理和命令方式四个方面。系统响应时间过长是交互式系统中用户抱怨多的问题，除了响应时间的长短外，用户对不同命令在响应时间上的差别亦很在意，若过于悬殊用户将难以接受；用户求助机制宜采用集成式，避免叠加式系统导致用户求助某项指南而不得不浏览大量无关信息；错误和警告信息必须选用用户明了、含义准确的术语描述，同时还应尽可能提供一些有关错误恢复的建议。此外，显示出错信息时，若再辅以听觉（铃声）、视觉（颜色）刺激，则效果更佳；命令方式是菜单与键盘命令并存，供用户选用。

 

3.4 借助CASE工具构造界面原型，并真正实现设计模型软件模型一旦确定，即可构造一个软件原形，此时仅有用户界面部分，此原形交用户评审，根据反馈意见修改后再交给用户评审，直至与用户模型和系统假想一致为止。一般可借助于用户界面工具箱作。

 

1. 人机界面产品的定义

 

连接可编程序控制器（PLC）、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元（如触摸屏、键盘、鼠标等）写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互的数字设备，由硬件和软件两部分组成。HMI为英文Human-Machine Interface的缩写。

 

2. 人机界面（HMI）产品的组成及工作原理

 

人机界面产品由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存贮单元等，其中处理器的性能决定了HMI产品的性能高低，是HMI的核心单元。根据HMI的产品等级不同，处理器可分别选用8位、16位、32位的处理器。HMI软件一般分为两部分，即运行于HMI硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件（如JB－HMI画面组态软件）。使用者都必须先使用HMI的画面组态软件制作“工程文件”，再通过PC机和HMI 产品的串行通讯口，把编制好的“工程文件”下载到HMI的处理器中运行。

 

3. 人机界面产品的基本功能及选型指标

 

基本功能：

 

设备工作状态显示，如指示灯、按钮、文字、图形、曲线等；

 

数据、文字输入操作，打印输出；

 

生产配方存储，设备生产数据记录；

 

简单的逻辑和数值运算；

 

可连接多种工业控制设备组网。

 

选型指标：

 

显示屏尺寸及色彩，分辨率；

 

HMI的处理器速度性能；

 

输入方式：触摸屏或薄膜键盘；

 

画面存贮容量，注意厂商标注的容量单位是字节（byte）、还是位（bit）；

 

通讯口种类及数量，是否支持打印功能。

 

4. 人机界面产品分类

 

薄膜键输入的HMI，显示尺寸小于5.7?，画面组态软件免费，属初级产品。如POP－HMI 小型人机界面；

 

触摸屏输入的HMI，显示屏尺寸为5.7?～12.1?，画面组态软件免费，属中级产品；

 

基于平板PC计算机的、多种通讯口的、高性能HMI，显示尺寸大于10.4?，画面组态软件收费，属高端产品。

 

5. 人机界面的使用方法

 

明确监控任务要求，选择适合的HMI产品；

 

在PC机上用画面组态软件编辑“工程文件”；

 

测试并保存已编辑好的“工程文件” ；

 

PC机连接HMI硬件，下载“工程文件”到HMI中；

 

连接HMI和工业控制器（如PLC、仪表等），实现人机交互。

 

 

通过外部散热片冷却功率模块，散热效率高。 

功率部分的散热全部由外部散热片来完成，电子部分的冷却则通过系统对流，这使其可用于更加苛刻的气候环境。电子部分增加西门子变频器 编辑词条

B 添加义项 ?

西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的变频器品牌，主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。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。

 

西门子变频器在中国市场的使用早是在钢铁行业，

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。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420，MM440.6SE70系列。

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高效工程组态成就高效自动化

西门子变频器MicroMaster440

 

西门子变频器MicroMaster440是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PID控制器，参数自整定；

 

集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP/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；

 

接地故障保护，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。

 

西门子变频器MicroMaster430

 

西门子变频器MicroMaster430是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；

 

牢固的EMC（电磁兼容性）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。的IGBT技术、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；

 

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）来实现西门子通用型变频器的特点

 

西门子变频器进入中国市场较晚，但是其增长速度快。西门子变频器主要分为通用型、工程型和型三类。西

门子通用型变频器快速增长的原因主要有以下几个方面:

(1)  不断推出新产品，满足不同用户的特定要求。西门子产品一般的更新周期不超过5年。其产品能够满足不同用

户的特殊要求。

(2)  强大的通讯功能和全面的配套软件，是西门子自动化产品的一大特点。这在我国造纸、化工、钢铁、机械制造

等诸多产业从技术改造向自动化控制全面推进的飞速发展过程中，尤显其竞争优势。

(3)  近两年推出的MM4新一代变频器不仅具有西门子工程型变频器MasterDrive的良好架构，还具有较高的性能价格

比，虽然价格不高却有着比同类产品更强大的功能。利用BiCo功能可以为更为复杂的功能进行编程，它可以在输入

(数字的，模拟的，串行通讯的等等)和输出(变频器的电流，频率，模拟输出，继电器节点输出等等)之间建立布尔

代数式和数学关系式。

(4)  MM4新一代变频器不同于其他变频器的另一个显著特点是：他给用户提供的是一个完全开放的编程平台，使用

户可以根据自己的需要限度的合理利用有限的资源实现尽可能复杂的控制特性。它的几十个自由功能块可以代

替PLC实现一些简单的编程操作。

(5)  由于价格低廉，变频器在制造时不得已选用了一些底端的原器件，或者说在选用原器件时考虑的富裕量太小。

比如：耐压，耐温，耐电压、电流冲击等。因此，在我国使用的实践中出现问题相对较多，这是令我们感到非常遗

憾的地方。

 

2常见故障现象分析及处理方法

 

一般来说，当你拿到一台有故障的变频器，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(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[F0022,F0001,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，我分析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。

例如:重庆某水泥厂回转窑驱动用的一台MM440-200kW变频器，由于负载惯量较大，启动转距大，设备启动时频率只

能上升到5Hz左右就再也上不去，并且报警[F0001]。客户要求到现场服务，我当时考虑认为：作为变频器本身是没

有问题的，问题是客户参数设置不当，用矢量控制方式，再正确设定电机的参数/模型就可以解决问题。又过了两

天客户来电告诉我变频器已经坏了，故障现象是上电显示[-----]。经现场检查分析，这种故障是因为主控板出问

题造成的，因为用户在安装的过程中没有严格遵循EMC规范，强弱电没有分开布线、接地不良并且没有使用屏蔽

线，致使主控板的I/O口被烧毁。后来，我申请了维修服务，SFAE的工程师去现场维修，更换了一块主控板问题解

决了。

(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。

还有一些特殊故障(不常见但有一些普遍意义，可以举一反三，希望达到抛砖引玉的效果)，例如:

(6)  有一台变频器(MM3-30KW)，在使用的过程中经常“无故”停机。再次开机可能又是正常的，机器拿到我这儿来

以后，开始我也没有发现问题所在。经过较长时间的观察，发现上电后主接触器吸合不正常--有时会掉电，乱跳。

查故障原因，结果发现是因为开关电源出来到接触器线包的一路电源的滤波电容漏电造成电压偏低，这时如果供电

电源电压偏高还问题不大，如果供电电压偏低就会致使接触器吸合不正常造成无故停机。

(7)  还有一台变频器(MM4-22KW)，上电显示正常，一给运行信号就出现[P----]或[-----]，经过仔细观察，发现风

扇的转速有些不正常，把风扇拔掉又会显示[F0030]，在维修的过程中有时报警较乱，还出现过[F0021\F0001

\A0501]等。在我先给了运行信号然后再把风扇接上去就不出现[P----]，但是，接上一个风扇时，风扇的转速是正

常的，输出三相也正常，第二个风扇再接上时风扇的转速明显不正常。于是我分析问题在电源板上。结果是开关电

源出来的一路供电滤波电容漏电造成的，换上一个同样的电容问题就解决了。

（8）在某钢铁厂有一台75kW的MM440变频器，安装好以后开始时运行正常，半个多小时后电机停转，可是变频器的

运转信号并没有丢失却仍在保持，面板显示[A0922]报警信息（变频器没有负载），测量变频器三相输出端无电压

输出。将变频器手动停止，再次运行又回复正常。正常时面板显示的输出电流是40A-60A。过了二十多分钟同样的

故障现象出现，这时面板显示的输出电流只有0.6A左右。经分析判断是驱动板上的电流检测单元出了问题，更换驱

动板后问题解决。

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，正如我前面在西门子通用变频器的特点里所说的，

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。简单的办法就是换整块的线路板！

 

结束语

 

西门子变频器的设计水平同各品牌变频器相比，功能强大，无可挑剔！如果再能从设计上就考虑到将来维修的方便

性并在制造选材上提高一下零件的质量是为理想的了。

西门子变频器整流单元的耐压是1200V。若能使用耐压1600V的整流单元，我认为会大大提高稳定性并降低故障率。西门子变频器参数设置的探讨

 

　　本文从控制方式的选择、加减速时间调整和转动惯量设置等方面对西门子micromaster 440变频器的参数设置进行了简单的探讨。实际上，该变频器的设置有几千个，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。 引言 　 近十多年来，随着大规模集成电路、计算机控制技术以及现代控制理论的发展，特别是矢量控制技术的应用，使得交流变频调速技术逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、快动态响应，以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，调速特性可与直流电气传动相媲美。在交流调速技术中，由于变频调速的调速性能与可靠性等性能在不断完善，价格也在不断降低，特别是它的节电效果明显，实现交流电机调速极为方便，因此，在需要速度控制的场合，变频器以其操作方便、体积小、控制性能高而获得广泛的应用。变频器在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micromaster 440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、控制方式选择 　 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。 

 

　 (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p1312在0至250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上的控制方式，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。 

 

2、快速调试 　 在使用变频器驱动电机前，必须进行快速调试。参数p0010设为1、p3900设为1，变频器进行快速调试，快速调试完成后，进行了必要的电动机数据的计算，并将其它所有的参数恢复到它们的缺省设置值。在矢量或转矩控制方式下，为了正确地实现控制，非常重要的一点是，必须正确地向变频器输入电动机的数据，而且，电动机数据的自动检测参数p1910必须在电动机处于常温时进行。当使能这一功能 (p1910 =1)时，会产生一个报警信号a0541，给予警告，在接着发出on 命令时，立即开始电动机参数的自动检测。 

 

3、加减速时间调整 　 加速时间就是输出频率从0上升到频率所需时间，减速时间是指从频率下降到0所需时间。加速时间和减速时间选择的合理与否对电机的起动、停止运行及调速系统的响应速度都有重大的影响。加速时间设置的约束是将电流限制在过电流范围内，不应使过电流保护装置动作。电机在减速运转期间，变频器将处于再生发电制动状态。传动系统中所储存的机械能转换为电能并通过逆变器将电能回馈到直流侧。回馈的电能将导致中间回路的储能电容器两端电压上升。因此，减速时间设置的约束是防止直流回路电压过高。加减速时间计算公式为： 

 

加速时间:ta=(jm+jl)n/9.56(tma-tl) 减速时间:tb=(jm+jl)n/9.56(tmb-tl) 

 

式中：jm 一 电机的惯量 jl - 负载惯量 n - 额定转速 tma- 电机驱动转矩 tmb - 电机制动转矩 tl - 负载转矩 　 加减速时间可根据公式算出来，也可用简易试验方法进行设置。首先，使拖动系统以额定转速运行(工频运行)，然后切断电源，使拖动系统处于自由制动状态，用秒表计算其转速从额定转速下降到停止所需要的时间。加减速时间可首先按自由制动时间的1/2~1/3进行预置。通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警，调整加减速时间设定值，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出加减速时间。 

 

4、转动惯量设置 　 电机与负载转动惯量的设置往往被忽视，认为加减速时间的正确设置可保证系统正常工作。其实，转动惯量设置不当会使得系统振荡，调速精度也会受到影响。转动惯量公式： 

 

j=t/dω/dt 　 电机与负载转动惯量的获得方法一样，让变频器工作频率在合适的值，5～10hz。分别让电机空载和带载运行，读出参数r0333额定转矩和r0345电动机的起动时间，再将变频器工作频率换算成对应的角速度，代入公式，计算得出电机与负载转动惯量。设置参数p0341(电动机的惯量)与参数p0342(驱动装置总惯量 / 电动机惯量的比值)，这样变频器就能更好的调速。