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西门子6SE6440-2UE37-5FA1

MICROMASTER 440 无滤波器 500-600V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 恒定转矩 75kW 过载 150% 60S，200% 3S 二次矩 90kW 850x 350x 320（高x宽x深） 防护等级 IP20 环境温度 -10+50°C 无 AOP/BOP

西门子MM440变频器

在变频器领域，也存在着一些难以控制的东西。直到西门子功能强大的变频器问世之后，情况才有了改观。MICROMASTER 440 是专门针对与通常相比需要更加广泛的功能和更高动态响应的应用而设计的。这些高级矢量控制系统可确保*的高驱动性能，即使发生突然负载变化时也是如此。由于具有快速响应输入和定位减速斜坡，因此，甚至在不使用编码器的情况下也可以移动至目标位置。该变频器带有一个集成制动斩波器，即使在制动和短减速斜坡期间，也能以突出的精度工作。所有这些均可在 0.12 kW (0.16 HP) 直至 250 kW (350 HP) 的功率范围内实现。

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(SIEMENS)上海非俗工控自动化设备有限公司（西门子分销商）

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控制参数

变频器日常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] 

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[2]。

(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。

如何通过PC Adapter 调试MM4和G120变频器？

利用STARTER软件通过PC Adapter（PROFIBUS通讯）可以调试MM4和G120变频器，但是PC Adapter 电缆需要由MPI/DP接口提供DC 24V供电才能正常工作，MPI/DP接口见图1。

图1

MM4系列变频器PROFIBUS通讯模板的接口不提供DC 24V输出，G120系列变频器CU240S控制单元PROFIBUS接口可以提供DC 24V输出，但是容量有限，不能支持PC Adapter 正常工作。如果将PC Adapter 直接插在变频器的PROFIBUS接口上，STARTER软件无法与变频器通讯。可采用图2所示的连接方式连接，将PC Adapter电缆接口通过带编程口的总线连接器连接到CPU集成的DP接口上，PC Adapter就可以通过CPU集成的DP接口供电，并通过PROFIBUS电缆与变频器通信。

图2

1) 带编程口的PROFIBUS总线连接器，订货号6ES7 972-0BB51-0XA0
2) 不带编程口的PROFIBUS总线连接器，订货号6GK1 500-0FC10
注意：使用CP342-5作为主站时不支持此连接方式，该模块 DP接口不提供DC 24V电源。

1. 电流消耗:

• 对大外形尺寸E的MICROMASTER 4变频器，额定电流消耗为350mA，对外形尺寸F到GX，额定电流消耗为400mA。BOP 或 AOP 控制面板中的所有的数字输入(处于开通状态) 的损耗， 都包含在额定电流损耗里。   

• 如果安装了编码器模块，则附加100mA的电流损耗。为了补偿电压波动和上电瞬间可能出现的浪涌现象，需要多考虑50%的电流损耗。

• 因此电流消耗应该在350mA(较理想情况下)到750mA(不利的情况下)之间。

2. MICROMASTER 的内部连接

• PROFIBUS模块的供电端子(–) 与MICROMASTER 4的隔离0V端子处于同电位，直接相连

  • 对MICROMASTER 420来说, 为端子9

  • 对 MICROMASTER 430和MICROMASTER 440来说, 为端子28

• (+) 端子通过一个阻塞二级管连接到隔离24V端子上

  • 对MICROMASTER 420来说, 为端子8

  • 对MICROMASTER 430 和 MICROMASTER 440来说, 为端子9

3. 故障和报警

• A0503 = 欠压报警

  • 通常，控制电源取自变频器的直流母线，电源电压也是通过直流母线检测的。当变频器断电时，而控制电源取自外部24V，这时直流母线是没有电压的，因此会报A0503。

  • 变频器电源断开，而DP模块（Profibus模块）通过外部24V供电，在这种情况下，会报A0503。

  • 可忽略该报警。

• F0003 = 欠压故障 & F0060 = Asic 超时故障

  • 对于固件版本高于1.05的MICROMASTER 420：
    由于变频器没有电源, 控制单元与功率单元之间不能完成通讯，会出现F0060而不是F0003。只读参数可能显示错误，比如，r0037，变频器的温度。

  • 对固件版本1.05及以下的MICROMASTER 420和版本1.17及以下的MICROMASTER 440：
    即使实际上*，偶尔也会报以下故障：
    F0001 = 过流
    F0002 = 过压
    F0003 = 欠压
    F0004 = 变频器过热
    F0005 = 变频器I2/t过载
    F0022 = 组件故障
    F0060 = Asic超时  

  • 一旦重新上电，这些故障即可以复位，比如同过Profibus控制字的位7。对于500 – 600 V MICROMASTER 440来说，故障 F0002 可以马上被复位。

  • 驱动运行时，DP模块 (PROFIBUS模块)通过外部24V供电，而未连接电源(200到600V AC)。在这种情况下，变频器会报F0003并停机。

  • 变频器的电源断开, DP 模块(PROFIBUS 模块) 通过外部24V供电，给上运行命令。

4. I/O 功能

• MICROMASTER 420

  • 使用外部24V供电时，所有版本MM420的输入输出都有效。

• MICROMASTER 430/ MICROMASTER 440

  • 固件版本2.02以上的MM430和固件版本2.08以上的MM440，除了外形尺寸Fx**) 和Gx**)的模拟量输入与输出以外，所有的数字与模拟量输入输出都是有效的。

  • 固件版本2.02以下的MM430和固件版本2.08以下的MM440，对于继电器输出和模拟输入输出，有一些限条件。数字输入仍然有效。

  • 固件版本2.02以上的MM430和固件版本2.08以上的MM440，如果一个电动机PTC连接到端子14和15，P0601=1，当变频器电源断开时，不会出现F0011和F0015。

  • 固件版本2.02以下的MM430和固件版本2.08以下的MM440，在这种情况下，会报F0015(PTC开路/短路)，再次电源合闸后，该故障可以重新复位。

早提供PROFIBUS模块时，MM4的固件版本如下:

• MICROMASTER 420: 固件版本1.05;

• MICROMASTER 430: --------------------;

• MICROMASTER 440: 固件版本1.16*).

 *)       在提供PROFIBUS模块后,  MM440 的固件版本很快升级到了1.17.

**)     对于FX和GX尺寸的变频器，为了获得可靠的控制电源，应该通过端子X9供电，而不是通过总线模块供电。          
  
注意:
    X9 / 1保丝的配置，大为4A 6SE6440-2UE27-5CA1

对于SINAMICS G120，要设置正反转运行可以参考'功能手册: SINAMICS G120, SINAMICS G120D, SIMATIC ET200S FC, SIMATIC ET200pro FC“ 7.1章 '2节/3节 控制部分'.

MM4/SINAMICS G120的正反转运行命令同以前的MICROMASTER产品相比较是否*？

对于MM4来说，正反转运行命令的设定方法是设定参数P0700=2、P0701＝1和P0702＝2。然而，设定了以上参数后，在 发出反向运行命令之前，必须要先让正在右转的变频器停下来（见下图）。 

例如，如果停机前给正在正转的变频器发送一个反转信号，则反转信号被忽略。而对于MM3和以前的MICROMASTER产品，发出反转 信号后会直接让变频器反转而不需要停机。

对于一些在运行中就需要反向的应用，*使用反向命令。这样不断开运行命令就可以改变方向，工厂设置值是数字输入1为正转（P0701 =1）和数字输入2为反转（P0702=12）。需要注意的是反转命令本身不能使变频器起动，所以必须要同时使用数字输入1（运行命令）。如果PLC软件 已经设置了不同方向的分断信号，那么这就带来了一定困难。 可选择的方法是，数字输入1和数字输入2设置为默认设定（运行和反向），可在外部加一个二极管，二极管的阳极连接到数字输入2，阴极连接到到数字输入1。 当向数字输入2发送“反转”信号后，则数字输入1接收到运行信号，数字输入2接收到反转信号，那么变频器反转运行。当向数字输入1发送“正转” 信号后，变频器则按要求的方向运转。

对于一些机器，如果要替换机器内部的MM3（或者更早的）变频器，因为它们是不需要停车就能切换正转和反转的，那么就建议使用以上方法。

设定以下参数可得到相似的功能，它使用了内部二进制互联功能（即BiCo功能）。它不必停车就可以通过正转和反转命令来起动变频器和改变方向。例如，本例 中设定值是模拟量，但是其他设定也可以。

P0003 = 3 (参数级别为专家级)

P0700 = 2 (命令源为端子/二进制互联)
P0701 = 99 (二进制互联)
P0702 = 99 (二进制互联)
P0703 = 99 (二进制互联)

P1000 = 23 (见注意1)
P1001 = 0.0 Hz 
P1002 = 0.0 Hz
P1016 = 2 (固定频率1＋运行命令)
P1017 = 2 (固定频率2＋运行命令)
P1020 = 722.0 (数字输入1) (固定频率1的源)
P1021 = 722.1 (数字输入2) (固定频率2的源)
P1113 = 722.1 (数字输入2) (反向运行的源)

注意

1. 对于MM4来说，通常同时加两个分开的运行命令是不可能的。然而，固定频率设置是可以的。在上面的例子中，每个数字输入设置为带 起动命令的固定频率，数字输入2也是反向源。通过这种方法来使能运行命令，固定频率必须是一个设定源。然而，通过设定每个固定频率为0Hz和使用模拟量设 定作为附加给定（P1000=23），那么固定频率本身不影响总的设定值。

2. 如果同时加两个信号，那么反向信号将激活，因此变频器将反方向运行。

这些设定方法适用于MM420变频器的所有版本，也包括新发布的1.20版本。以上设定方法也适用于版本为1.1x和2.0x的 MM440变频器，而版本为2.1x及以上的MM440与MM3和更早MICROMASTER变频器一样有相同的功能。

MICROMASTER 4(MM430/MM440),SINAMICS G120/G120D(CU240):把测量得到的或计算得到的温度值与一个固定温度值作比较

当测量得到的（通过KTY84）或者计算得到的（根据电机温度模型）电机温度超过一个温度*，需要输出一个特定的响应。

如何把测量或者计算得到的温度与一个固定的温度值作比较？

示例

例如，如果电机温度超过80℃的限，就置位一个数字量输出来激活水冷系统。

解决方案

要实现这些，固定温度值（例如80℃）必须转化为一个百分数。

电机温度必须已经达到这个固定的温度值（可以使用电位器调整），接在端子14和15上。

步骤1

如果PID控制器没有被占用和激活，那么可以使用PID控制器把这个固定温度值转化为一个百分数（如图1）。

设置以下参数实现：

P2264=r0035.0//电机温度值r0035.0作为PID反馈的实际值

r2266=需要读取的值//经过滤波的PID实际值 =一个百分数显示的固定温度值
 

图1－把固定温度值转化为一个百分数

例如，20°C转化为0.12%，80°C转化为0.49%。

然后必须把参数P2889设置为r2266得到的值。

用百分数显示的温度值还可以通过下面的公式计算：

步骤2

比较器可以用来比较电机温度值和固定温度值：

2800 = 1 // 激活自由功能块
2802.12 = 1 // 激活比较器1 (CMP 1)
2885.0 = r0035.0 // 电机温度值r0035.0作为比较器1的*个输入
2885.1 = P2889 // 固定值P2889作为比较器1的第二个输入

图2－电机温度值和固定温度值比较

731.0 = r2886 // 比较器1的输出连接到一个数字输出

注意

P2200（使能PID控制器）和P2803（使能快速自由功能块）彼此互锁，不能同时使用。

PID和FFB在一个数据组中不能同时使用。

温度的测量和计算精度取决于变频器和温度传感器的类型。

在CU240 固件3.0版本中使用自由功能块FFB会出现问题。

MM4变频器在现场使用中，有时会?出现报警A911或者A502，检查进线电压和直流母线电压均正常。造成报警的原因分析如下：
MM4变频器在运行时会检测直流母线的电压值，当直流母线过高或者过低时，变频器会产生相应的报警或故障代码。如图1所示：

图1 MM4变频器直流母线电压检测

如图在直流母线电压大于r1242的值时，如果Vdmax控制器已使能会出现A0911报警，如果Vdmax控制器没有使能，会出现A0502报警。
r1242的值与参数P1254的设置有关，当P1254=0时：                         

而当P1254=1时，变频器在启动过程中会根据进线电压自动计算确定r1242的值。
如果P1254=1，在现场使用中可能遇到这种情况：在启动变频器时，电网的电压比较低（例如电网上接有大的负载时），此时 变频器根据当前进线电压计算出一个较低的阈值（r1242），而在正常运行中，电网电压恢复正常电压值（例如电网上大的负载停止工作），此时直流母线电压可能会超过r1242的阈值，出现报警A0911或A0502。而此时，如果测量进线电压或直流母线电压均正常。
在这种情况下可以设置P1254=0，禁止变频器电压的自动检测，可以解决此类问题。

西门MM440变频器：

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