盐城西门子PLC模块授权代理

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邢台西门子变频器代理商公司

文章简介变频器运行多年的西门子电机，因西门子电机的运行温升和受潮等原因，绕组的绝缘程度已大大降低，甚至有了明显的绝缘缺陷，处于电压击穿的临界点上。工频供电情况下，西门子电机绕组输入的是三相50hz的正弦波电压，绕组产生的感生电压也较低，线路中的浪涌分量较小，西门子电机绝缘程度的降低，也许只是带来了并不起眼的“漏电流”，但绕组的匝间和相间，还未能产生电压击穿现象，电机还在“正常运行”。应该说，随着绝缘老化程度的进一步加深，即使还是在工频供电情况下，相信在不远的将来，该台电机终会因绝缘老化造成相间或绕组间的电压击穿而烧毁。但问题是，现在并没有烧毁。

　　接入西门子变频器后，西门子电机的供电条件由此变得“恶劣”了：变频器输出的pwm波形，实为数khz乃至十几khz的载波电压，在电机绕组供电回路中，还会产生各种分量的谐波电压。由电感特性可知，流过电感电流的变化速度越快，电感的感生电压也越高。电机绕组的感生电压比工频供电时升高了。在工频供电时暴露不出的绝缘缺陷，因不耐高频载波下感生电压的冲击，于是绕组匝间或相间的电压击穿产生了。电机绕组的由相间、匝间短路造成了电机绕组的突然短路，在运行中——模块炸掉了，电机烧毁了。

　　西门子变频器在起动初始阶段，因输出频率和电压均在较低的幅值内，负载电机存在故障时，虽造成较大的输出电流，但此电流往往在额定值以内，电流检测电路及时动作，变频器实施保护停机动作，模块无炸毁之虞。但若在全速（或近于全速）运行情况下，三相输出电压与频率均达较高的幅值，此时电机绕组若有电压击穿现象，会于瞬间形成极大的浪涌电流，则逆变模块在电流检测电路动作之前，已经无法承受而炸裂损坏了。

　　由此看出，保护电路不是的，任何保护电路都有它的“软肋”所在。西门子变频器对全速运行中，西门子电机绕组的突发性电压击穿现象，是无能为力的，起不到有效保护作用的。变频器保护电路，任何电机保护器，对此类突发故障，都不能实施有效的保护。此类突发故障出现时，只能宣告：该台电机确实已经“寿终正寝”了。

　　此类故障对西门子变频器的逆变输出模块是致命的打击，无可逃避的。

　　其它由供电或负载方面引起的原因，如过、欠压、负载重、甚至堵转引起的过流等故障，在西门子变频器的保护电路正常的前提下，是能有效保护模块安全的，模块的损坏机率将大为减小。

　用户在使用过程中由于变频器所在的环境中经常会出现电磁干扰等情况，可能会对变频器的正常工作造成影响。本文以mm4系列变频器为例，电工之家为您介绍一下西门子变频器在防止电磁干扰方面的注意事项和方法。

　　西门子变频器防止电磁干扰方法：

　　西门子mm4系列变频器为了在使用过程中避免电磁干扰对其正常工作的影响，需要用户在安装和配线时注意一下几点：

　　1.电气控制柜内的所有设备都需要做接地处理，并且接地线要使用较粗的电缆。尤其需要注意的是，与变频器连接的各种设备可需要像变频器一样，做好接地连接。

　　2.当变频器连接电动机时，电动机也需要有效接地，并且它的接地要与变频器的接地为同一个接地点。

　　3.电气控制柜内的连接电缆布线时，需要注意将电源线和控制回路的电缆分开布置，以免相互造成干扰。并且控制回路使用的电缆必须为屏蔽电缆。

　　4.如果控制柜内的电气元件有接触器和继电器时，需要注意接触器的触点形状为扁平型，这样在频率变化时，可以保证较小的阻值。

　　5.当变频器连接电机时，它们之间的连接电缆一定要使用屏蔽电缆，并且保证屏蔽电缆的屏蔽层要有效接地。

　　，西门子变频器在安装时需要注意接地等一系列问题，来保证使用过程中避免发生电磁干扰影响其正常工作。

变频器（variable-fre，vfd）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（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。变频器靠内部igbt的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

它是把工频电源（50hz或60hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的cpu以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。

变频器的分类

变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为pam控制变频器、pwm控制变频器和高载频pwm控制变频器；按照工作原理分类，可以分为v/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

vvvf：改变电压、改变频率cvcf：恒电压、恒频率。各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400v/50hz或200v/60hz（50hz），等等。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（dc）。

用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。

变频器的工作原理

我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：

n＝60f（1－s）/p （1），式中：

n———异步电动机的转速；

f———异步电动机的频率；

s———电动机转差率；

p———电动机极对数。

由式（1）可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

邢台西门子变频器代理商公司变频器接线图：

变频器控制方式

低压通用变频输出电压为380～650v，输出功率为0.75～400kw，工作频率为0～400hz，它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。

1u/f=c的正弦脉宽调制（spwm）控制方式

其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。

电压空间矢量（svpwm）控制方式

它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。

矢量控制（vc）方式

矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流ia、ib、ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流ia1ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流im1、it1（im1相当于直流电动机的励磁电流；it1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

直接转矩控制（dtc）方式

1985年，德国鲁尔大学的depenbrock教授提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前，该技术已成功地应用在电力《/a》机车牵引的大功率交流传动上。直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

矩阵式交—交控制方式

vvvf变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟，但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是：

——控制定子磁链引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；

——自动识别（id）依靠的电机数学模型，对电机参数自动识别；

——算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；

——实现band—band控制按磁链和转矩的band—band控制产生pwm信号，对逆变器开关状态进行控制。

矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应（＜2ms），很高的速度精度（±2％，无pg反馈），高转矩精度（＜＋3％）；同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时（包括0速度时），可输出150％～200％转矩。