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西門子變頻器以其強(qiáng)大的品牌效應(yīng)，打破了以前日本品牌變頻器在中國市場(chǎng)上的壟斷地位，據(jù)有關(guān)專業(yè)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，西門子的高低壓變頻器在中國市場(chǎng)上已位居。

西門子變頻器在中國市場(chǎng)的使用早是在鋼鐵行業(yè)，

西門子變頻器（圖1）

然而在當(dāng)時(shí)電機(jī)調(diào)速還是以直流調(diào)速為主，變頻器的應(yīng)用還是一個(gè)新興的市場(chǎng)，但隨著電子元器件的不斷發(fā)展以及控制理論的不斷成熟，變頻調(diào)速已逐步取代了直流調(diào)速，成為驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的主流，西門子變頻器因其強(qiáng)大的品牌效應(yīng)在這巨大的中國市場(chǎng)中取得了超規(guī)模的發(fā)展，西門子在中國變頻器市場(chǎng)的成功發(fā)展應(yīng)該說是西門子品牌與技術(shù)的完美結(jié)合。在中國市場(chǎng)上我們能碰到的早期的西門子變頻器主要有電流源的SIMOVERT A,以及電壓源的SIMOVERT P，這些變頻器也主要由于設(shè)備的引進(jìn)而一起進(jìn)入了中國的市場(chǎng)，目前仍有少量的使用，而其后在中國市場(chǎng)大量銷售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西門子變頻器為成功的一個(gè)系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我們常說的6SE70系列。它不僅提供了通用場(chǎng)合使用的AC變頻器，也提供了在造紙，化纖等特殊行業(yè)要求使用的多電機(jī)傳動(dòng)的直流母線方案。當(dāng)然西門子也推出了在我個(gè)人看來技術(shù)上比較失敗然而在市場(chǎng)上卻相當(dāng)成功的ECO變頻器，在技術(shù)上的失敗主要是由于它有太高的故障率，市場(chǎng)上的成功主要是因?yàn)樗搅烁皇孔冾l器成為中國市場(chǎng)的?，F(xiàn)在西門子在中國市場(chǎng)上的主要機(jī)型就是MM420，MM440.6SE70系列。

參數(shù)設(shè)置

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變頻器的設(shè)定參數(shù)多，每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍，

西門子變頻器（圖2）

使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。

控制方式：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)。

低運(yùn)行頻率：即電機(jī)運(yùn)行的小轉(zhuǎn)速，電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，其散熱性能很差，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時(shí)，其電纜中的電流也會(huì)增大，也會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱。

高運(yùn)行頻率：一般的變頻器大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)普通電機(jī)來說，其軸承不能長(zhǎng)時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。

載波頻率：載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長(zhǎng)度，電機(jī)發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。

電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。

跳頻：在某個(gè)頻率點(diǎn)上，有可能會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個(gè)裝置比較高時(shí)；在控制壓縮機(jī)時(shí)，要避免壓縮機(jī)的喘振點(diǎn)。

控制參數(shù)

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變頻器日常使用中出現(xiàn)的一些問題，很多情況下都是因?yàn)樽冾l器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的。西門子變頻器可設(shè)置的參數(shù)有幾千個(gè)，只有系統(tǒng)地、合適地、準(zhǔn)確地設(shè)置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。 ^[1] 

變頻器控制方式的選擇由負(fù)荷的力矩特性所決定，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性根據(jù)下列關(guān)系式?jīng)Q定：

p= t n/ 9550

式中：p——電動(dòng)機(jī)功率(kw)

t——轉(zhuǎn)矩(n. m)

n——轉(zhuǎn)速(r/ min)

轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系根據(jù)負(fù)載種類大體可分為3種[2]。

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

(2)隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負(fù)載。此類負(fù)載如風(fēng)機(jī)、各種液體泵等。

(3)轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩越小的恒功率負(fù)載。此類負(fù)載如軋機(jī)、機(jī)床主軸、卷取機(jī)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(shù)p1300設(shè)為0，變頻器工作于線性

v/f控制方式，將使調(diào)速時(shí)的磁通與勵(lì)磁電流基本不變。適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速對(duì)象。

將p1300設(shè)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(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載。這類負(fù)載的軸功率n近似地與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比。其轉(zhuǎn)矩m近似地與轉(zhuǎn)速n的平方成正比。對(duì)于這種負(fù)載，如果變頻器的v/f特性是線性關(guān)系，則低速時(shí)電機(jī)的許用轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴(yán)重下降。為了適應(yīng)這種負(fù)載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小，從而減小電機(jī)的磁通和勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

可以進(jìn)一步通過設(shè)置參數(shù)使v/f控制曲線適合負(fù)載特性。將p1312在0至250之間設(shè)置合適的值，具有起動(dòng)提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對(duì)于線性的v/f曲線作適當(dāng)?shù)奶岣咭匝a(bǔ)償在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小的問題。適用于大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對(duì)象。

變頻器v/f控制方式驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，在某些頻率段，電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無法運(yùn)行，甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護(hù)，使得電機(jī)不能正常啟動(dòng)，在電機(jī)輕載或轉(zhuǎn)矩慣量較小時(shí)更為嚴(yán)重?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點(diǎn)，在v/f曲線上設(shè)置跳轉(zhuǎn)點(diǎn)及跳轉(zhuǎn)頻帶寬度，當(dāng)電機(jī)加速時(shí)可以自動(dòng)跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。從p1091至p1094可以設(shè)定4個(gè)不同的跳轉(zhuǎn)點(diǎn)，設(shè)置p1101確定跳轉(zhuǎn)頻帶寬度。

有些負(fù)載在特定的頻率下需要電機(jī)提供特定的轉(zhuǎn)矩，用可編程的v/f控制對(duì)應(yīng)設(shè)置變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線。設(shè)置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標(biāo)，對(duì)應(yīng)的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標(biāo)。

參數(shù)p1300設(shè)置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對(duì)完善，調(diào)速范圍寬，低速范圍起動(dòng)力矩高，精度高達(dá)0.01%，響應(yīng)很快，高精度調(diào)速都采用svpwm矢量控制方式。

參數(shù)p1300設(shè)置為22，變頻器工作于矢量轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)的參數(shù)，進(jìn)行保角變換而進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的，矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行控制，控制簡(jiǎn)單，精確度高。

常見型號(hào)

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MicroMaster440

西門子變頻器MicroMaster440是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。

它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具備*的過載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合。創(chuàng)新的BiCo（內(nèi)部功能互聯(lián)）功能有*的靈活性。

主要特征：

200V-240V ±10%，單相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW；

矢量控制方式，可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制；

高過載能力，內(nèi)置制動(dòng)單元；

三組參數(shù)切換功能?？刂乒δ埽?線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制，磁通電流控制免測(cè)速矢量控制，閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，節(jié)能控制模式；

標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試軟件；

數(shù)字量輸入6個(gè)，模擬量輸入2個(gè)，模擬量輸出2個(gè)，繼電器輸出3個(gè)；

獨(dú)立I/O端子板，方便維護(hù)；

采用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接；

內(nèi)置PID控制器，參數(shù)自整定；

集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊；

具有15個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；

可實(shí)現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式；

在電源消失或故障時(shí)具有"自動(dòng)再起動(dòng)"功能；

靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性；

快速電流限制（FCL），防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；

有直流制動(dòng)和復(fù)合制動(dòng)方式提高制動(dòng)性能。

保護(hù)功能：

過載能力為200%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間3秒和150%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60秒；

過電壓、欠電壓保護(hù)；

變頻器、電機(jī)過熱保護(hù)；

接地故障保護(hù)，短路保護(hù)；

閉鎖電機(jī)保護(hù)，防止失速保護(hù)；

采用PIN編號(hào)實(shí)現(xiàn)參數(shù)連鎖。

MicroMaster430

西門子變頻器MicroMaster430是全新一代標(biāo)準(zhǔn)變頻器中的風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專家。功率范圍7.5kW至250kW。它按照要求設(shè)計(jì)，并使用內(nèi)部功能互聯(lián)（BiCo）技術(shù)，具有高度可靠性和靈活性?？刂栖浖梢詫?shí)現(xiàn)功能：多泵切換、手動(dòng)/自動(dòng)切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測(cè)、節(jié)能運(yùn)行方式等。

主要特征：

380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW；

風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載；

牢固的EMC（電磁兼容性）設(shè)計(jì)；

控制信號(hào)的快速響應(yīng)；

控制功能：

線性v/f控制，并帶有增強(qiáng)電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)和控制特性的磁通電流控制（FCC），多點(diǎn)v/f控制；

內(nèi)置PID控制器；

快速電流限制，防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；

數(shù)字量輸入6個(gè)，模擬量輸入2個(gè)，模擬量輸出2個(gè)，繼電器輸出3個(gè)；

具有15個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；

采用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接；

集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊；

靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，可選平滑功能；

三組參數(shù)切換功能：電機(jī)數(shù)據(jù)切換，命令數(shù)據(jù)切換；

風(fēng)機(jī)和泵類功能：

多泵切換；

旁路功能；

手動(dòng)/自動(dòng)切換；

斷帶及缺水檢測(cè) ；

節(jié)能方式；

保護(hù)功能：

過載能力為140%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間3秒和110%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60秒;

過電壓、欠電壓保護(hù)；

變頻器過溫保護(hù)；

接地故障保護(hù)，短路保護(hù)；

I2t電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)；

PTC Y電機(jī)保護(hù)。

西門子變頻器MicroMaster420

西門子變頻器MicroMaster420是全新一代模塊化設(shè)計(jì)的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它友好的用戶界面，讓你的安裝、操作和控制象玩游戲一樣靈活方便。全新的IGBT技術(shù)、強(qiáng)大的通訊能力、精確的控制性能、和高可靠性都讓控制變成一種樂趣。

主要特征：

200V-240V ±10%，單相/三相，交流，0.12kW-5.5kW；

380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW；

模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有多的靈活性；

標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)訪問結(jié)構(gòu)，操作方便。

控制功能：

線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制；

磁通電流控制（FCC），可以改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性；

新的IGBT技術(shù)，數(shù)字微處理器控制；

數(shù)字量輸入3個(gè)，模擬量輸入1個(gè)，模擬量輸出1個(gè)，繼電器輸出1個(gè)；

集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊/Device-Net模板；

具有7個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；

捕捉再起動(dòng)功能；

在電源消失或故障時(shí)具有“自動(dòng)再起動(dòng)”功能；

靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性；

快速電流限制（FCL），防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；

有直流制動(dòng)和復(fù)合制動(dòng)方式提高制動(dòng)性能；

采用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接。

保護(hù)功能：

過載能力為150%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60秒；

過電壓、欠電壓保護(hù)；

變頻器過溫保護(hù)；

接地故障保護(hù)，短路保護(hù)；

I2t電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)；

采用PTC通過數(shù)字端接入的電機(jī)過熱保護(hù)；

采用PIN編號(hào)實(shí)現(xiàn)參數(shù)連鎖；

閉鎖電機(jī)保護(hù)，防止失速保護(hù)。

西門子G120C緊湊型變頻器

SINAMICS G120C緊湊型變頻器，在許多方面為同類變頻器的設(shè)計(jì)樹立了*。包括它緊湊的尺寸，便捷的快速調(diào)試，簡(jiǎn)單的面板操作，方便友好的維護(hù)以及豐富的集成功能都將成為新的標(biāo)準(zhǔn)。

SINAMICS G120C是專門為滿足OEM用戶對(duì)于高性價(jià)比和節(jié)省空間的要求而設(shè)計(jì)的變頻器，同時(shí)它還具有操作簡(jiǎn)單和功能豐富的特點(diǎn)。這個(gè)系列的變頻器與同類相比相同的功率具有更小的尺寸，并且它安裝快速，調(diào)試簡(jiǎn)便，以及它友好的用戶接線方式和簡(jiǎn)單的調(diào)試工具都使它與眾不同。集成眾多功能：安全功能（STO,可通過端子或PROFIsafe激活），多種可選的通用的現(xiàn)場(chǎng)總線接口，以及用于參數(shù)拷貝的存儲(chǔ)卡槽。

SINAMICS G120C 變頻器包含三個(gè)不同的尺寸功率范圍從0.55kW到18.5kW。為了提高能效，變頻器集成了矢量控制實(shí)現(xiàn)能量的優(yōu)化利用并自動(dòng)降低了磁通。該系列的變頻器是全集成自動(dòng)化的組成部分，并且可選PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通訊接口。操作控制和調(diào)試可以快速簡(jiǎn)單地采用PC機(jī)通過USB接口，或者采用BOP-2（基本操作面板）或IOP（智能操作面板）來實(shí)現(xiàn)。 ^[2] 

日常維護(hù)

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操作人員必須熟悉西門子變頻器的基本工作原理、功能特點(diǎn)，

西門子變頻器（圖3）

具有電工操作常識(shí)。在對(duì)變頻器日常維護(hù)之前，必須保證設(shè)備總電源全部切斷；并且在變頻器顯示*消失的3-30分鐘（根據(jù)變頻器的功率）后再進(jìn)行。應(yīng)注意檢查電網(wǎng)電壓，改善變頻器、電機(jī)及線路的周邊環(huán)境，定期清除變頻器內(nèi)部灰塵，通過加強(qiáng)設(shè)備管理大限度地降低變頻器的故障率。

1、冷卻風(fēng)扇

變頻器的功率模塊是發(fā)熱嚴(yán)重的器件，其連續(xù)工作所產(chǎn)生的熱量必須要及時(shí)排出，一般風(fēng)扇的壽命大約為20kh～40kh。按變頻器連續(xù)運(yùn)行折算為3～5年就要更換一次風(fēng)扇，避免因散熱不良引發(fā)故障。

2、濾波電容

中間電路濾波電容：又稱電解電容，該電容的作用：濾除整流后的電壓紋波，還在整流與逆變器之間起去耦作用，以消除相互干擾，還為電動(dòng)機(jī)提供必要的無功功率，要承受極大的脈沖電流，所以使用壽命短，因其要在工作中儲(chǔ)能，所以必須長(zhǎng)期通電，它連續(xù)工作產(chǎn)生的熱量加上變頻器本身產(chǎn)生的熱量都會(huì)加速其電解液的干涸，直接影響其容量的大小。正常情況下電容的使用壽命為5年。建議每年定期檢查電容容量一次，一般其容量減少20%以上應(yīng)更換。

3、防腐劑的使用

因一些公司的生產(chǎn)特性，各電氣mcc室的腐蝕氣體濃度過大，致使很多電氣設(shè)備因腐蝕損壞（包括變頻器）。

為了解決以上問題可安裝一套空調(diào)系統(tǒng)，用正壓新鮮風(fēng)來改善環(huán)境條件。為減少腐蝕性氣體對(duì)電路板上元器件的腐蝕，還可要求變頻器生產(chǎn)廠家對(duì)線路板進(jìn)行防腐加工，維修后也要噴涂防腐劑，有效地降低了變頻器的故障率，提高了使用效率。

4、給變頻器除塵：變頻器根據(jù)使用環(huán)境的不同，應(yīng)定期檢查散熱通道、及電路板中有無積累灰塵，一般每半年清理一次，至少也要一年清理一次，以確保變頻器散熱良好，使其避免因散熱不良而引發(fā)故障。

在保養(yǎng)的同時(shí)要仔細(xì)檢查變頻器，定期送電，帶電機(jī)工作在2hz 的低頻約10分鐘，以確保變頻器工作正常。

故障處理

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由于西門子變頻器在中國市場(chǎng)的一個(gè)龐大的銷售量，在使用中必然會(huì)碰到許多問題，以下就西門子變頻器的一些常見故障在這里說明：

西門子變頻器應(yīng)該是進(jìn)入中國市場(chǎng)較早的一個(gè)品牌，

西門子變頻器（圖4）

所以有些老的產(chǎn)品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用戶在使用。對(duì)于MICRO MASTER系列變頻器常見的故障就是通電無顯示，該系列變頻器的開關(guān)電源采用了一塊UC2842芯片作為波形發(fā)生器，該芯片的損壞會(huì)導(dǎo)致開關(guān)電源無法工作，從而也無法正常顯示，此外該芯片的工作電源不正常也會(huì)使得開關(guān)電源無法正常工作。對(duì)于MIDI MASTER系列變頻器較常見的故障主要有驅(qū)動(dòng)電路的損壞，以及IGBT模塊的損壞，MIDI MASTER的驅(qū)動(dòng)電路是由一對(duì)對(duì)管去驅(qū)動(dòng)IGBT模塊的，而這對(duì)管也是容易損壞的元器件，損壞原因常由于IGBT模塊的損壞，而導(dǎo)致高壓大電流竄入驅(qū)動(dòng)回路，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路的元器件損壞。

對(duì)于6SE70系列變頻器，由于質(zhì)量較好，故障率明顯降低，經(jīng)常會(huì)碰到的故障現(xiàn)象有（直流電壓低），由于是直接通過電阻降壓來取得采樣信號(hào)，所以故障F008的出現(xiàn)主要是由于采樣電阻的損壞而導(dǎo)致的。此外，還會(huì)碰到F025、F026、F027關(guān)于輸入相缺失的報(bào)警，故障原因一是由于6SE70系列本身帶有輸入相檢測(cè)功能，輸入檢測(cè)電路的損壞會(huì)導(dǎo)致輸入缺相報(bào)警，如排除此故障原因，報(bào)警信號(hào)還不能消除，那故障很有可能就是CU板的損壞了。此外F011（過電流）故障也是一個(gè)常見的故障，電流傳感器的損壞是引起此故障的原因之一，此外，在維修中經(jīng)常會(huì)碰到驅(qū)動(dòng)電路和開關(guān)電源上的一些貼片的濾波電容的損壞也會(huì)引起F011報(bào)警，要特別注意由于這種原因而引起的故障報(bào)警。

對(duì)于ECO的變頻器，碰到多的就是電源板的燒壞以及功率模塊的損壞，引起的原因也主要是由于強(qiáng)電側(cè)（功率模塊）與弱電側(cè)（驅(qū)動(dòng)電路）沒有隔離電路，導(dǎo)致強(qiáng)電進(jìn)入了控制電路，引起驅(qū)動(dòng)電路及開關(guān)電源大面積燒壞，此外預(yù)充電回路損壞也是常見故障（30KW以上），由于限流回路設(shè)計(jì)在交流輸入側(cè)，只要有三相交流電源任意一路送電時(shí)有時(shí)序上的超前和滯后，都有可能引起自身一路或其余兩路充電時(shí)電流過大，而使得限流電阻和切入繼電器燒毀。F231故障也是ECO變頻器的一種常見故障，引起原因就是因?yàn)椴蓸与娮璧膿p壞。

西門子變頻器故障分析及處理方法：

一般來說，當(dāng)遇到西門子變頻器故障時(shí)，再上電之前首先要用萬用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒有燒，線路板上有沒有明顯燒損的痕跡。

具體方法是：用萬用表（好是用模擬表）的電阻1K檔，黑表棒接變頻器的直流端(-)極，用紅表棒分別測(cè)量變頻器的三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應(yīng)該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒有充放電現(xiàn)象。然后，反過來將紅表棒接變頻器的直流端(+)極，黑表棒分別測(cè)量變頻器三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應(yīng)該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒有充放電現(xiàn)象。否則，說明模塊損壞。這時(shí)候不能盲目上電，特別是整流橋損壞或線路板上有明顯的燒損痕跡的情況下尤其禁止上電，以免造成更大的損失。

如果以上測(cè)量西門子變頻器故障結(jié)果表明模塊基本沒問題，可以上電觀察。

1、上電后面板顯示[F231]或[F002](MM3變頻器)，這種故障一般有兩種可能。常見的是由于電源驅(qū)動(dòng)板有問題，也有少部分是因?yàn)橹骺匕逶斐傻?，可以先換一塊主控板試一試，否則問題肯定在電源驅(qū)動(dòng)板部分了。

2、上電后面板無顯示(MM4變頻器)，面板下的指示燈[綠燈不亮，黃燈快閃]，這種現(xiàn)象說明整流和開關(guān)電源工作基本正常，問題出在開關(guān)電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開路，可以用萬用表測(cè)量開關(guān)電源的幾路整流二極管，很容易發(fā)現(xiàn)問題。換一個(gè)相應(yīng)的整流二極管問題就解決了。這種問題一般是二極管的耐壓偏低，電源脈動(dòng)沖擊造成的。

3、有時(shí)顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲擊機(jī)殼或動(dòng)一動(dòng)面板和主板時(shí)而能正常，一般屬于接插件的問題，檢查一下各部位接插件。也發(fā)現(xiàn)有個(gè)別機(jī)器是因?yàn)榫€路板上的阻容元件質(zhì)量問題或焊接不良所致。

4、上電后顯示[-----](MM4)，一般是主控板問題。多數(shù)情況下?lián)Q一塊主控板問題就解決了，一般是因?yàn)橥鈬刂凭€路有強(qiáng)電干擾造成主控板某些元件（如帖片電容、電阻等）損壞所至，或與主控板散熱不好也有一定的關(guān)系。但也有個(gè)別問題出在電源板上。

5、上電后顯示正常，一運(yùn)行即顯示過流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣，一般這種現(xiàn)象說明IGBT模塊損壞或驅(qū)動(dòng)板有問題，需更換IGBT模塊并仔細(xì)檢查驅(qū)動(dòng)部分后才能再次上電，不然可能因?yàn)轵?qū)動(dòng)板的問題造成IGBT模塊再次損壞！這種問題的出現(xiàn)，一般是因?yàn)樽冾l器多次過載或電源電壓波動(dòng)較大(特別是偏低)使得變頻器脈動(dòng)電流過大主控板CPU來不及反映并采取保護(hù)措施所造成的。

總結(jié)以上，大的原器件如IGBT功率模塊出問題的比例倒是不多，因?yàn)橐恍┑投说暮?jiǎn)單原器件問題和裝配問題引發(fā)的故障比例較多，如果有圖紙和零件，這些問題便不難解決而且費(fèi)用不高，否則解決這些問題還是不容易的。簡(jiǎn)單的辦法就是換整塊的線路板！

選擇使用

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西門子公司不同類型的變頻器，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際工藝要求和運(yùn)用場(chǎng)合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時(shí)因注意以下幾點(diǎn)注意事頊：

1、根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器，如負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載需選擇西門子mmv/mdv、mm420/mm440變頻器，如負(fù)載為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載應(yīng)選擇西門子430變頻器。

2、選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電動(dòng)機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電動(dòng)機(jī)的額定功率只能作為參考。另外，應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會(huì)使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率變差。因此，用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)增加10%而溫升會(huì)增加20%左右。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變頻器時(shí)應(yīng)考慮到這種情況，適當(dāng)留有余量，以防止溫升過高，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

3、變頻器若要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí)，此時(shí)應(yīng)該采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一、兩擋選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

4、當(dāng)變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，一定要考慮變頻器到電動(dòng)機(jī)的電纜的長(zhǎng)度總和在變頻器的容許范圍內(nèi)。如果超過規(guī)定值，要放大兩擋來選擇變頻器，另外在此種情況下，變頻器的控制方式只能為v/f控制方式，并且變頻器無法實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過流、過載保護(hù)，此時(shí)，需在每臺(tái)電動(dòng)機(jī)側(cè)加熔斷器來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

5、對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率、高海拔等，此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容，變頻器需放大一擋選擇。

6、使用變頻器控制高速電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于高速電動(dòng)機(jī)的電抗小，會(huì)產(chǎn)生較多的高次諧波。而這些高次諧波會(huì)使變頻器的輸出電流值增加。因此，選擇用于高速電動(dòng)機(jī)的變頻器時(shí)，應(yīng)比普通電動(dòng)機(jī)的變頻器稍大一些。

7、變頻器用于變極電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量，使其大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外，在運(yùn)行中進(jìn)行極數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)先停止電動(dòng)機(jī)工作，否則，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn),惡劣時(shí)會(huì)造成變頻器損壞。

8、驅(qū)動(dòng)防爆電動(dòng)機(jī)時(shí)，變頻器沒有防爆構(gòu)造，應(yīng)將變頻器設(shè)置在危險(xiǎn)場(chǎng)所之外。

9、使用變頻器驅(qū)動(dòng)齒輪減速電動(dòng)機(jī)時(shí)，使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分潤(rùn)滑方式的制約。潤(rùn)滑油潤(rùn)滑時(shí)，在低速范圍內(nèi)沒有限制；在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi)，有可能發(fā)生潤(rùn)滑油用光的危險(xiǎn)。因此，不要超過高轉(zhuǎn)速容許值。

10、變頻器驅(qū)動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，大多是利用已有的電動(dòng)機(jī)。繞線電動(dòng)機(jī)與普通的鼠籠電動(dòng)機(jī)相比，繞線電動(dòng)機(jī)繞組的阻抗小。因此，容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象，所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動(dòng)機(jī)多用于飛輪力矩gd2較大的場(chǎng)合，在設(shè)定加減速時(shí)間時(shí)應(yīng)多注意。

常見問題

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1、什么是西門子變頻器？

西門子變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。

2、為什么西門子變頻器的電壓與電流成比例的改變？

異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，磁回路飽和，嚴(yán)重時(shí)將燒毀 電機(jī)。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時(shí)控制西門子變頻器輸出電壓，使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于 風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能型西門子變頻器。

3、西門子變頻器制動(dòng)的有關(guān)問題

制動(dòng)的概念：指電能從電機(jī)側(cè)流到西門子變頻器側(cè)（或供電電源側(cè)），這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，負(fù)載的能量分為動(dòng)能和勢(shì)能. 動(dòng)能（由速度和重量確定其大?。╇S著物體的運(yùn)動(dòng)而累積。當(dāng)動(dòng)能減為零時(shí)，該事物就處在停止?fàn)顟B(tài)。機(jī)械抱閘裝置的方法是用制動(dòng)裝置把物體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為摩擦和能消耗掉。對(duì)于西門子變頻器，如果輸出頻率降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速將跟隨頻率同樣降低。這時(shí)會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)過程. 由制動(dòng)產(chǎn)生的功率將返回到西門子變頻器側(cè)。這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。在用于提升類負(fù)載,在下降時(shí), 能量（勢(shì)能）也要返回到西門子變頻器(或電源)側(cè),進(jìn)行制動(dòng).這種操作方法被稱作“再生制動(dòng)”，而該方法可應(yīng)用于西門子變頻器制動(dòng)。在減速期間，產(chǎn)生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到西門子變頻器電源側(cè)的方法叫做“功率返回再生方法”。在實(shí)際中，這種應(yīng)用需要“能量回饋單元”選件。

4、采用西門子變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣？

采用西門子變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動(dòng) 時(shí)，起動(dòng)電流為6~7倍，因此，將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用西門子變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng))。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動(dòng)轉(zhuǎn) 矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩；對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的西門子變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動(dòng)。

5、裝設(shè)西門子變頻器時(shí)安裝方向是否有限制。

西門子變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的，上下的關(guān)系對(duì)通風(fēng)也是重要的，因此，對(duì)于單元型在盤內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位，盡可能垂直安裝。

6、不采用軟起動(dòng)，將電機(jī)直接投入到某固定頻率的西門子變頻器時(shí)是否可以？

在很低的頻率下是可以的，但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動(dòng)的條件相近。將流過大的起動(dòng)電流（6~7倍額定電流），由于西門子變頻器切斷過電流，電機(jī)不能起動(dòng)。

7、西門子變頻器可以傳動(dòng)齒輪電機(jī)嗎？

根據(jù)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑方式不同，需要注意若干問題。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通常可考慮70~80Hz為大極限，采用油潤(rùn)滑時(shí)，在低速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。

8、西門子變頻器能用來驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)嗎？可以使用單相電源嗎？

單相電機(jī)基本上不能用。對(duì)于調(diào)速器開關(guān)起動(dòng)式的單相電機(jī)，在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時(shí)將燒毀輔助繞組；對(duì)于電容起動(dòng)或電容運(yùn)轉(zhuǎn)方式的，將誘發(fā)電容器爆炸。西門子變頻器的電源通常為3相，但對(duì)于小容量的，也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。

9、西門子變頻器本身消耗的功率有多少？

它與西門子變頻器的機(jī)種、運(yùn)行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān)，但要回答很困難。不過在60Hz以下的西門子變頻器效率大約為94%~96%，據(jù)此可推算損耗，但內(nèi)藏再生制動(dòng)式（FR-K）西門子變頻器，如果把制動(dòng)時(shí)的損耗也考慮進(jìn)去，功率消耗將變大，對(duì)于操作盤設(shè)計(jì)等必須注意。

10、為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用？

一般電機(jī)利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進(jìn)行冷卻，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運(yùn)轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱，必須降低在低速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，或采用容量大的西門子變頻器與電機(jī)組合，或采用電機(jī)。

11、西門子變頻器的壽命有多久？

西門子變頻器雖為靜止裝置，但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件，如果對(duì)它們進(jìn)行定期的維護(hù)，可望有10年以上的壽命。

12、西門子變頻器內(nèi)藏有冷卻風(fēng)扇，風(fēng)的方向如何？風(fēng)扇若是壞了會(huì)怎樣？

對(duì)于小容量也有無冷卻風(fēng)扇的機(jī)種。有風(fēng)扇的機(jī)種，風(fēng)的方向是從下向上，所以裝設(shè)西門子變頻器的地方，上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機(jī)械器材。還有，西門子變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風(fēng)扇發(fā)生故障時(shí)，由電扇停止檢測(cè)或冷卻風(fēng)扇上的過熱檢測(cè)進(jìn)行保護(hù)

13、關(guān)于散熱的問題

如果要正確的使用西門子變頻器，必須認(rèn)真地考慮散熱的問題。西門子變頻器的故障率隨溫度升高而成指數(shù)的上升。使用壽命隨溫度升高而成指數(shù)的下降。環(huán)境溫度升高10度，西門子變頻器使用壽命減半。在西門子變頻器工作時(shí)，流過西門子變頻器的電流是很大的，西門子變頻器產(chǎn)生的熱量也是非常大的，不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響。

保養(yǎng)

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變頻器在長(zhǎng)時(shí)間的存放過程中，儲(chǔ)存環(huán)境可能對(duì)變頻器本身產(chǎn)生許多不利的影響，對(duì)于潮濕、溫度、微塵及腐蝕性氣體等都有一定的要求，在確保其環(huán)境符合要求的前提下，還有必要對(duì)變頻器進(jìn)行定期的維護(hù)保養(yǎng)。

1.西門子變頻器，保養(yǎng)維護(hù)，電容充電 1.外觀檢查 對(duì)長(zhǎng)期存放的變頻器，檢查時(shí)要

注意變頻器的外觀是否有變化，如:外觀有無變形，有無磕碰痕跡;有無液體滲出和物件脫落;有無動(dòng)物、昆蟲、浮游物等人駐，以及其他異常的變化。。

2.檢查風(fēng)機(jī)的靈

用細(xì)的木棍或其他較軟的物體撥動(dòng)風(fēng)葉，手感應(yīng)該流暢，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活，不能有卡澀的現(xiàn)象，觀察風(fēng)機(jī)是否有液體滲出或潤(rùn)滑油的痕跡。

3.電氣性能檢查

長(zhǎng)期存放的變頻器，由于環(huán)境的影響和變頻器器件的使用期限，必須定期對(duì)變頻器進(jìn)行電氣性能的檢查及保養(yǎng)。具體方法如下:

使用萬用表檢測(cè)整流部分的整流橋特性，使用萬用表的歐姆擋X100，紅表筆接變頻器的“P”端，用黑表筆分別接輸人“R”“S”“T”，表針擺動(dòng)應(yīng)在2/3處，超過2/3或低于l/2均視異常，將黑紅表筆交換重新測(cè)量，表針不能擺動(dòng)，如出現(xiàn)擺動(dòng)則為異常。使用萬用表的歐姆擋X100，紅表筆接變頻器的“N”端，用黑表筆分別接輸入“R”“S”“T”，表針擺動(dòng)應(yīng)在2/3處，超過2/3或低于1/2均視異常，將黑紅表筆交換重新測(cè)量，表針不能擺動(dòng)，否則為異常。

用同樣的方法檢查逆變部分，將“R”“S”“T”換為“U”“V”“W”，因?yàn)槟孀兊腎GBT的源極和漏極之間在關(guān)閉狀態(tài)下同樣有整流橋特性。

絕緣測(cè)試。對(duì)于輸人輸出端和地(外殼)進(jìn)行高壓絕緣檢測(cè)，使用500v搖表的黑表端接變頻器的接地標(biāo)識(shí)。紅端分別接“R”“S”“T”“U”“V”“W”，均速搖動(dòng)搖表，測(cè)量絕緣電阻應(yīng)在SM以上。

電容器的檢測(cè)。主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容、濾波電容、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元器件組成。其中對(duì)變頻器壽命有影響的是平滑鋁電解電容器，它的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內(nèi)部溫度所決定。在主回路設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)根據(jù)電源電壓選定了電容器的型號(hào)，所以內(nèi)部的溫度對(duì)電解電容器[優(yōu)論論文]的壽命起決定作用。

電解電容器相對(duì)溫度的劣化特性直接影響到變頻器的壽命。

一般每上升10℃變頻器的壽命減半，這是因?yàn)殡娊怆娙萜鲀?nèi)部的化學(xué)反應(yīng)隨著溫度的升高導(dǎo)致劣化速度加快。劣化速度與材料溫度的關(guān)系遵循阿列里烏斯理論(電解液理論)。電解電容器的內(nèi)部溫度實(shí)際上是電容器周圍環(huán)境溫度與脈動(dòng)電流造成的溫度之和。因此，我們應(yīng)該在安裝時(shí)考慮適合的環(huán)境溫度，在電容器劣化過程中，會(huì)出現(xiàn)靜電容量減小，漏電流增大，等價(jià)電阻值增大，tgδ值增大等現(xiàn)象。維護(hù)保養(yǎng)時(shí)通常以比較容易測(cè)量的靜電容量來判斷電解電容器的劣化情況，當(dāng)靜電容量低于初期值的80%，絕緣阻抗在5MΩ以下時(shí)應(yīng)考慮更換電解電容器。對(duì)于儲(chǔ)存不超過5年的電容器我們應(yīng)該定期充電以進(jìn)行維護(hù)，每隔半年到一年充電一次，方法具體如下:

首先準(zhǔn)備功率不小于5KW的三相調(diào)壓器將調(diào)壓器的輸人端接人有短路過流保護(hù)的三相電源，三相電源每相必須有10A的交流電流表作為指示。將輸出端通過快熔接入變頻器的“R”“S”“T”。將變頻器調(diào)至10伏以下，送電，觀察電流表是否異常，如無異常，將電壓緩緩調(diào)到30伏，觀察5分鐘，如無異常，每十分鐘將電壓升高20伏，加壓過程中，隨時(shí)觀察電流的變化，當(dāng)電壓超過200伏時(shí)，振風(fēng)機(jī)等開始工作。這時(shí)可將電壓緩緩升到350伏，觀察有無電流波動(dòng)，維持1小時(shí)后，將電壓升到額定電壓，再維持2小時(shí)，繼續(xù)觀察電流。無異常即可。上電過程中，如果遇見變頻器的面板顯示有故障代碼，先查明原因，是否與低壓有關(guān)，否則應(yīng)引起重視。電源斷開后應(yīng)等到充電燈*熄滅方可拆除電源線，待機(jī)器*冷卻后裝機(jī)。

除日常的檢查外，推薦檢查周期為半年。在眾多的檢查項(xiàng)目中，重點(diǎn)要檢查的是主回路的平滑電容器、邏輯控制回路、電源回路、逆變驅(qū)動(dòng)保護(hù)回路中的電解電容器、冷卻系統(tǒng)中的風(fēng)扇等。除主回路的電容器外，其他電容器的測(cè)定比較困難，因此主要以外觀變化和運(yùn)行時(shí)間為判斷的基準(zhǔn)。