故障现象:一台西门子MM440变频器,上电后显示过电流故障信息,并跳停。
故障分析与处理:针对过电流故障,首先应区分过流跳闸是由负载还是变频器引起的。如果通过变频器的故障历史记录,查询到跳闸时的电流**过了变频器的额定电流或电子热继电器的设定值,而三相电压和电流是平衡的,则应考虑是否过载或负载突变,如电动机堵转等。在负载惯性较大的场合,可适当加速时间。若跳闸时的电流在变频器的额定电流或电子热继电器的设定值范围内,可判定IGBT模块或相关部分发生故障。
如果是减速时,IGBT模块过流或变频器对地短路跳闸,一般是逆变桥的上半桥的模块或其驱动电路部分发生了故障,而加速时IGBT模块过流则说明下半桥的IGBT模块或其驱动电路部分发生了故障。因本例的故障表现为上电后过电流跳闸,故对下半桥的IGBT模块及其驱动电路进行检查。首先通过测量变频器主回路输出端子U、V、W分别与直流侧的P、N端子之间的正、反向电阻来判断IGBT模块是否损坏。经检查判断IGBT模块已损坏。再对驱动电路进行检查,发现驱动电路工作正常。更换下半桥的IGBT模块后,变频器上电运行正常。
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**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**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
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**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。
变频器的设定参数多,每个参数均有一定的选择范围,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。
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。
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。
1、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,但是其增长速度较快。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**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较大限度的合理利用有限的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(较好是用模拟表)的电阻1K档,黑表棒接变频器的直流端(-)较,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(+)较,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。
西门子变频器选型时的注意事项:
1.负载类型和变频器的选择:电动机所带动的负载不一样,对变频器的要求也不一样。
A:是较普通的负载:对变频器的要求较为简单,只要变频器容量等于电动机容量即可(空压机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉需加大容量)。
B:起重机类负载:这类负载的特点是启动时冲击很大,因此要求变频器有一定余量。同时,在重物下放时,会有能量回馈,因此要使用制动单元或采用共用母线方式。
C:不均行负载:有的负载有时轻,有时重,此时应按照重负载的情况来选择变频器容量,例如轧钢机机械、粉碎机械、搅拌机等。
D:大惯性负载:如离心机、冲床、水泥厂的旋转窑,此类负载惯性很大,因此启动时可能会振荡,电动机减速时有能量回馈。应该用容量稍大的变频器来加快启动,避免振荡。配合制动单元消除回馈电能。
2.长期低速动转,由于电机发热量较高,风扇冷却能力降低,因此必须采用加大减速比的方式或改用6级电机,使电机运转在较高频率附近。
3.变频器安装地点必需符合标准环境的要求,否则易引起故障或缩短使用寿命;与驱动马达之间的距离一般不**过50米,若需更长的距离则需降低载波频率或增加输出电抗器选件才能正常运转。