苏州西门子变频器代理商

上海西邑电气技术有限公司

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 当一台感应电机被机械驱动，并且有一台变频器给电机的出线端子提供某一电压的时候，它将作为一台发电机给变频器回馈能量。
        通常，在交流电机和负载的减速阶段，储存的大部分能量将被电机转化为电能反馈到变频器。当一个高惯性负载突然减速时，会有过大的反馈能量不能被变频器的直流母线所吸收，导致直流母线上电压过高而跳闸。

        由于变频器的直流侧电容只能吸收很小一部分的反馈能量，对于**过系统本身损耗的的制动力矩, 需提供一个动力制动电路来消除剩余能量。通过控制一个**的制动控制电路控制的制动单元的工作/停止周期来防止直流母线上的电压过高。通过控制在发电过程中制动单元的工作/停止周期来防止直流电压**过较大值和直流侧电容的过度充电。许多变频器的固有特征是当输出频率小于基础频率时，为恒定V/F比值控制（力矩恒定）；当输出频率大于基础频率时，为恒电压控制（功率恒定）。因为其恒压变频特性，基础频率之上的再生功率是恒定的，但在基础频率之下，将逐渐衰减至在速度为零时功率为零。当停车时，系统固定损耗大多数情况为摩擦力使驱动系统停止。
        当运行在基础频率之上任何速度，再生功率都为较大值且保持恒定，此时制动电阻器发挥较大功效。较大制动扭矩与在恒定电压下反比于电阻值的再生电流是一对函数关系。于是电阻值的选择决定了制动扭矩的大小。
        电阻的额定功率取决于制动周期（制动时间和循环时间）和电阻的冷却。
        出于安全的考虑，通常使用一个热继电器来单独保护电阻防止持续过载。这个热继电器应该控制切断变频器输入电源。

制动电阻的应用

        通常情况下，当电源为380-460V时，变频器的直流母线电压较大值为800V，电阻，电缆，绝缘需与此工作电压匹配。
        电阻值及额定功率可以由需吸收的能量，即释放的功率值和连续减速的延时时间算出。为了得到电阻的阻值需要知道要求的制动扭矩；为了得到电阻的额定功率需要知道负载的能量有多大。
        电机和负载的动能等于 0,5 J?2

在此    J = 电机和驱动器的总转动惯量(Kgm2 )
? = 角速度 (弧度值/秒), 或者

        因为能量与角速度的平方成正比，系统的较大能量集中在高速状态，会在开始减速的时候传递给电阻。假如电机运转在基础频率之上，传递给电阻的能量为定值，直到降至基础频率以下。用于制动周期的制动电阻应能承受热冲击，推荐使用额定脉冲式电阻。

举例：
转动惯量为10 的负载由1500rpm减速到静止。
计算制动电阻值，额定功率。

需要的数据:
        电机及驱动                                             30kW
        电机额定转矩                                         191Nm
        减速时间                                                 待定
        重复周期时间                                         30 s
        负载转动惯量 (J)                                    10 Kgm2
        电阻阻值(R)                                            未知
        电阻额定功率值（Pr）                         未知
        电阻工作电压 (V)                                  750V

首先较基本的一步是确定减速时间 (Tb ):

                                        

较大减速发生在电机额定转矩的150%。
较大值         Mb max = 1.5 x 191 = 286.5
较快的减速时间Tb :  

秒

可以确定一个实际的减速时间 , 对于这个例子，令 =7s
计算减速时间为7s时需要的制动转矩

       

       

制动功率为：

	Kw

     = 35.24 kW

制动电阻阻值为：

        电阻的额定功率为：
        由于制动电阻的工作为间歇性的，其额定功率可按间歇性的功率选择而不必是连续功率。优点是可根据电阻的过载系数来充分利用电阻的过载值（O/L), 这个系数可由一组冷却曲线得出，这个曲线是由制动电阻生产商或者供应商提供的。
        在这个例子中，减速时间设置为7秒，循环周期时间为30秒。
        所选择的电阻的额定功率为：

      
      = 17.5Kw

        实际上，在再生制动过程中，电机和负载的机械损耗可耗散15%到20%的制动能量。通常的情况下，实际上推荐的制动电阻阻值是代表应用中的较小值，使用推荐的阻值有可能会产生额外的制动转矩。然而，由于负载惯量的能量反馈值是由减速度决定，制动单元通过调整制动电阻的运行/停止周期来实现按照实际速率消耗能量。

1.硬件接线
西门子基本型变频器 SINAMICS V20 可应用于恒压供水系统，本文提供具体的接线及简单操作流程。
通过BOP设置固定的压力目标值，使用 4~20mA管道压力反馈仪表构成的PID控制恒压供水系统的接线如下图所示：

图1-1.V20变频器用于恒压供水典型接线 

2调试步骤

2.1 工厂复位

当调试变频器时，建议执行工厂复位操作：
    P0010 = 30
    P0970 = 1
    (显示50? 时 按下OK按钮选择输入频率，直接转至P304进入快速调试。)

2.2 快速调试

表2-1 快速调试参数操作流程

参数	功能	设置
P0003	访问级别	=3 （*级）
P0010	调试参数	= 1 （快速调试）
P0100	50 / 60 Hz 频率选择	根据需要设置参数值： =0: 欧洲 [kW] ， 50 Hz （工厂缺省值） =1: 北美 [hp] ， 60 Hz
P0304[0]	电机额定电压 [V]	范围： 10 ... 2000 说明：输入的铭牌数据必须与电机接线 （星形 / 三角形）一致
P0305[0]	电机额定电流 [A]	范围： 0.01 ... 10000 说明： 输入的铭牌数据必须与电机接线 （星形 / 三角形）一致
P0307[0]	电机额定功率 [kW / hp]	范围： 0.01 ... 2000.0 说明： 如 P0100 = 0 或 2 ，电机功率              单位为 [kW]         如 P0100 = 1 ，电机功率单位为 [hp]
P0308[0]	电机额定功率因数（ cosφ ）	范围： 0.000 ... 1.000 说明： 此参数仅当 P0100 = 0 或 2 时可见
P0309[0]	电机额定效率 [%]	范围： 0.0 ... 99.9 说明： 仅当 P0100 = 1 时可见 此参数设为 0 时内部计算其值。
P0310[0]	电机额定频率 [Hz]	范围： 12.00 ... 599.00
P0311[0]	电机额定转速 [RPM]	范围： 0 ... 40000
P0314[0]	电机较对数	设置为0时内部计算其值。
P0320[0]	电机磁化电流[%]	定义相对于电机额定电流的磁化电流。 设置为0时内部计算其值。
P0335[0]	电机冷却	根据实际电机冷却方式设置参数值 = 0: 自冷（工厂缺省值） = 1: 强制冷却 = 2: 自冷与内置风扇 = 3: 强制冷却与内置风扇
P0507	应用宏	=10: 普通水泵应用
P0625	电机环境温度	范围： -40... 80℃（工厂设置20）
P0640[0]	电机过载系数 [%]	范围： 10.0 ... 400.0 （工厂缺省值： 150.0 ） 说明： 该参数相对于 P0305 （电机额定电          流）定义电机过载电流极限值。建议          保留工厂缺省值。
P0700	选择命令源	= 2: 端子启动
P0717	连接宏	=8: PID 控制与模拟量参考组合
P0727	2/3线控制方式选择	=0: 西门子标准控制（启动 / 方向）
P1000[0]	频率设定值选择	=0: 无主设定值
P1080[0]	较小频率 [Hz]	范围： 0.00 … 599.00 （工厂缺省值： 0.00 ） 说明： 此参数中所设定的值对正转和反转             都有效。 例如可设置为30Hz。
P1082[0]	较大频率 [Hz]	范围： 0.00 … 599.00 （工厂缺省             值： 50.00 ） 说明： 此参数中所设定的值对正转和反转             都有效。
P1120[0]	斜坡上升时间 [s]	范围： 0.00 … 650.00 （工厂缺省                   值： 10.00 ） 说明： 此参数中所设定的值表示在不使用              圆弧功能时使电机从停车状态加速              至电机较大频率（ P1082 ）所需的              时间。
P1121[0]	斜坡下降时间 [s]	范围： 0.00 … 650.00 （工厂缺省             值： 10.00 ） 说明： 此参数中所设定的值表示在不使用              圆弧功能时使电机从电机较大频率            （ P1082 ）减速至停车状态所需的              时间。
P1135[0]	OFF3 斜坡下降时间	范围： 0.00 … 650.00 （工厂缺省值： 5.00 ）
P1300[0]	控制方式	= 0: 具有线性特性的 V/f 控制（潜水泵适用） = 2: 具有平方特性的 V/f 控制 （离心循环泵        适用）
P1900	电机识别	= 0 : 暂时跳过电机辨识
P3900	快速调试结束	= 3: 仅对电机数据结束快速调试 说明： 在计算结束之后， P3900 及 P0010 自动复位至初始值0 。 变频器显示 “8.8.8.8.8” 表明其正在执行 内部数据处理。
P1900	选择电机数据识别	= 2: 静止时识别所有参数
此时变频器屏幕出现三角报警符号。报警号A541。 此时通过端子启动变频器，开始电机数据识别，待报警符号消失后， 电机识别完成。

 
  
 

2.3 输入输出端子相关参数设置

2.3.1 DI端子设置
            P0700[0]＝2             端子启动
            P0701[0]＝1             DI1 作为启动信号
            P0703[0]＝9             DI3作为故障复位

2.3.2 DO端子设置
            P0731[0]＝52.2             DO1设置为运行信号
            P0732[0]＝52.3             DO2设置为故障信号
            P0748.1＝1                   DO2作为故障输出，有故障时NO触点闭合，
                                                  无故障时NO触点断开。

2.3.3 AI端子设置
            P0756[0] ＝2             模拟量输入通道1，电流信号
            P0757[0] ＝4             模拟量输入通道1定标X1=4mA
            P0758[0] ＝0             模拟量输入通道1定标Y1=0%
            P0759[0] ＝20           模拟量输入通道1定标X2=20mA
            P0760[0] ＝100         模拟量输入通道1定标Y2=**
            P0761[0] ＝4             模拟量输入通道1死区宽度4mA

2.3.4 AO端子设置
            P0771[0]＝21            模拟量输出通道1，设置为实际频率输出
            P0773[0]＝50            模拟量输出通道1，滤波时间50ms
            P0777[0]＝0              模拟量输出通道 定标X1=0%
            P0778[0]＝4              模拟量输出通道 定标Y1=4mA
            P0779[0]＝100          模拟量输出通道 定标X2=**
            P0780[0]＝20            模拟量输出通道 定标Y2=20mA
            P0781[0]＝4              模拟量输出通道死区宽度4mA

2.4 PID恒压控制功能调试
            P2200[0]＝1             使能PID控制器
            P2240[0]＝X             依用户需求设置压力设定值的百分比
            P2253[0]＝2250        BOP作为PID目标给定源
            P2264[0]＝755.0       PID反馈源于模拟通道1
            P2265＝1                  PID反馈滤波时间常数
            P2274＝0                  微分时间设置。通常微分需要关闭，设置为0
            P2280＝P参数          比例增益设置（需要根据现场调试）
            P2285＝I参数           积分时间设置（需要根据现场调试）

2.5 其他可选功能

2.5.1 斜坡启动、自由停车 设置
            P0701[0]＝99             端子DI1使用BICO连接功能
            P0840[0]＝722.0        端子DI1设置为启动功能
            P0852[0]＝722.0        端子DI1设置为脉冲使能

2.5.2 使用2线制压力反馈仪表的接线

图2-1 压力反馈使用2线制仪表的接线

2.5.3 休眠功能
V20变频器具有简单休眠功能：当需求频率低于阈值时电机停转，当需求频率**阈值时电机启动。

图2-2 简单休眠模式下要求的响应

            P2365[0]＝1 休眠使能 / 禁止 此参数使能或禁止休眠功能。
            P2366[0]＝t1 电机停止前的延迟 [s] 在休眠使能的情况下，此参数
                                   定义变频器进入休眠模式之前的延迟时间。
                                   范围： 0 ... 254 （工厂缺省值： 5 ）
            P2367[0]＝t2 电机启动前的延迟 [s] 在休眠使能的情况下，此参数定义变频器
                                    退出休眠模式之前的延迟时间。
                                    范围： 0 ... 254 （工厂缺省值： 2 ）

2.5.4捕捉启动功能
        水泵启动前可能处在自由旋转状态，为避免启动时出现过电流，可设置捕捉启动功能：

            P1200＝1             始终激活捕捉启动 双方向有效；
            P1202[0]＝50      以电机额定电流P305表示的搜索电流大小。
            P1203[0]＝100    较大600ms的搜索时间

2.5.5 BOP设置目标值记忆
            P2231[0]＝1 设定值存储激活

问题

当MM4系列变频器出现F0001故障时该如何解决?

F0001

变频器过电流，变频器输出电流**过较大允许电流，常见故障可分为以下三类，电机故障、负载问题以及变频器故障。

常见原因

1. 电机问题

l  电机绕组相间或对地短路

l  电机电缆有接地故障

l  电机电缆长度**过了较大允许的电缆长度

l  电机电缆接线存在接触不良的情况

2. 负载问题

l  负载电机遇到冲击，或机械结构出现“卡住”现象，引起电机电流突然增加

l  变频器输出频率**过电机额定频率，电机处于弱磁状态，负载波动引起过电流

l  变频器斜坡上升下降时间与负载特性不匹配，如加、减速时间太短

l  电动机功率与变频器的功率不相匹配，小变频器拖动大电机(小马拉大车的情况)

l  变频器运行过程当中，使用接触器投入或切除电机

l  PID控制，反馈信号受到干扰波动较大，PI参数不合适

l  启动正在旋转的电机

l  矢量控制时电机参数或速度环参数不准确

l  势能负载（例如起重机）启动时过电流，电机抱闸控制不合理，或启动力矩不够

3. 变频器问题

l  变频器I/O板接触不良

l  变频器内部器件短路

l  变频器电流检测元件故障

 

常见处理办法

处理MM4系列变频器F0001故障，应首先明确变频器在何种工况下发生F0001故障，再按照故障的可能性逐条原因排查。常见工况：

1.        上电不运行就发生F0001故障，并且不能复位故障

2.        上电没有F0001故障，一启动马上报F0001故障，可以复位但启动马上又出现F0001

3.        正常运行过程中偶尔报F0001故障

对于*1种情况，由变频器问题引起的可能性较大，可尝试拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，尝试能否复位故障，如果不能复位，变频器可能损坏，请联系维修部门。如果故障能复位，检查变频器外部接线是否存在问题。

对于*2种情况，由电机问题引起的可能性较大，可尝试拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，尝试使用BOP面板空载启动变频器（变频器控制方式需要设置为V/F方式），如果变频器不出现F0001故障，请着重检查电机和电机电缆绝缘情况、电机电缆是否**长、以及电机电缆是否存在接触不良的情况，或更换电机进行测试。如果变频器仍然出现F0001故障，变频器可能损坏，请联系维修部门。

对于*3种情况，由负载问题引起的可能性较大，请按照“常见故障原因”中负载问题逐条分析。

注意：该故障无法屏蔽。

 

案例集

序号	故障现象描述	可能的故障原因及处理措施
1	变频器上电未启动就报F0001故障，并且无法复位，拆除控制接线、电机接线，只保留变频器供电电源和地线，仍然不能复位故障	原因：变频器损坏   措施：请联系维修部门
2	变频器上电正常，一起动电机不转马上报F0001故障，故障可以复位，复位后再启动仍然出现F0001，拆除电机电缆空载起动变频器，不再出现F0001	原因：可能由于电机或电机电缆绝缘不良导致   措施：检查电机绝缘
3	MM430带风机负载，启动前风机叶片无规则旋转，启动马上报F0001故障	原因：启动正在旋转的电机   措施：激活直流制动，或者采用机械方式，锁定电机轴
4	MM430带风机负载，启动前风机被风吹着一直在旋转，启动马上报F0001故障	原因：启动正在旋转的电机   措施：激活捕捉再启动
5	风机负载，电网闪动时， 变频器激活了自动再启动功能，自动复位欠压故障后再启动，偶尔出现F0001故障	原因：风机为大惯量负载，变频器F0001故障后停机，但风机由于惯性仍然在旋转，再启动时变频器启动正在旋转的电机导致过流   措施：激活捕捉再启动功能
6	起重机主钩，平地起动报F0001故障	原因：电机速度环比例积分参数可能不合适   措施：优化电机参数
7	起重机主钩，悬停起动报F0001故障	原因：电机抱闸控制不合理，或启动力矩不够   措施：优化抱闸控制逻辑，提高低频扭矩
8	起重机大车行走机构，启动F0001	原因：通常大车行走机构为一带多形式，单台电机有问题， 容易导致变频器过流   措施：检查外围机械， 检查电机匝间绝缘
9	430变频器用于恒压供水，水泵切换时出现F0001故障	原因：变频器运行过程当中，使用接触器投入或切除电机   措施：必须封锁变频器脉冲输出才能进行接触器的投切
10	440驱动挤出机，运行过程出现F0001	原因：是否投料太多，出现卡住现象   措施：考虑特殊机械的选型余量
11	430驱动风机、水泵**50Hz运行F0001	原因：变频器**频运行 ，风机泵类负载导致电机轴功率按照3次方关系加大   措施：限制频率上限，避免变频器**速运行
12	440驱动 离心机，离心机全速运行后，增加物料，变频器F0001	原因：突然增加负载，导致变频器过流   措施：需要缓慢增加负载
13	430恒压供水系统，偶尔F0001	原因：模拟量反馈信号受干扰波动较大或PI参数设置不合适   措施：排出干扰增加模拟量滤波时间，调整PI参数
14	440变频器输出电缆**长，偶尔F0001	原因：长电缆导致分布电容加大，导致变频器峰值电流加大   措施：加装输出电抗器、缩短电缆长度
15	440驱动带抱闸的电机，抱闸由PLC控制，停车时F0001	原因：电机减速过程突加负载引起过流   措施：使用变频器抱闸控制逻辑或停机后延时关闭抱闸
16	MM440驱动移动小车，偶尔F0001	原因：小车震动导致电机电缆接触不良引起过电流   措施：禁锢接线端子

 

注意

以上内容仅作为故障报警排查的指导，不具有**性，导致变频器故障报警的原因很多，情况也较复杂，本文只是对常见的故障报警原因和处理方法进行说明，供参考。

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