項目1 西門子變頻器的運行與功能解析2016.7

2024/4/22項目1西門子變頻器的運行與功能解析

任務(wù)1.1認識變頻器任務(wù)1.2西門子變頻器的面板運行操作任務(wù)1.3西門子變頻器的外部運行操作教學內(nèi)容任務(wù)1.4西門子變頻器的組合運行操作任務(wù)1.5西門子變頻器的多段速運行操作2024/4/22學習目標1．了解交流電動機調(diào)速的3種基本方法。2．掌握通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)及變頻原理。3．認識西門子MM440變頻器的接線圖、操作面板及其拆卸方法。4．學會西門子變頻器的運行操作方式。5.掌握西門子變頻器的常用功能。

2024/4/222024/4/22任務(wù)1.1認識變頻器任務(wù)導入MM440系列變頻器是德國西門子公司廣泛應(yīng)用與工業(yè)場合的多功能標準變頻器。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載能力，以滿足不同的交流電動機調(diào)速應(yīng)用場合。西門子MM440變頻器的外觀和結(jié)構(gòu)是怎么樣的，如何拆裝變頻器的操作面板、前蓋板和I/O板呢？2024/4/22由異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：可知，異步電動機有下列三種基本調(diào)速方法：（1）改變定子極對數(shù)調(diào)速。（2）改變電源頻率調(diào)速。（3）改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。一、交流異步電動機的調(diào)速方法相關(guān)知識2024/4/22變頻

(他控式、自控式）變極調(diào)壓串電阻串級電磁轉(zhuǎn)差離合器耗能型有級調(diào)速設(shè)備費用高異步電動機的調(diào)速方式：2024/4/221、變極調(diào)速

磁極對數(shù)p的改變，取決于電動機定子繞組的結(jié)構(gòu)和接線。通過改變定子繞組的接線，就可以改變電動機的磁極對數(shù)。磁極對數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速n0電動機的同步轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù)02024/4/22U相兩個線圈，順向串聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生4極磁場。反向串聯(lián)和反向并聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生2極磁場。以4極變2極為例：2024/4/22目前，我國多極電動機定子繞組聯(lián)繞方式常用的有兩種：一種是從星形改成雙星形，寫作Y/YY，如圖1-3所示；Y-YY后,電動機極數(shù)減少一半,轉(zhuǎn)速增大一倍,即，容許輸出功率增大一倍，而容許輸出轉(zhuǎn)矩保持不變，所以這種變極調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，它適用于恒轉(zhuǎn)矩負載。變極時，調(diào)換相序，以保證變極調(diào)速以后，電動機轉(zhuǎn)動方向不變。2024/4/22另一種是從三角形改成雙星形，寫作△/YY，如圖6-4所示，這兩種接法可使電動機極對數(shù)減少一半。?-YY后,極數(shù)減少一半,轉(zhuǎn)速增大一倍,即，容許輸出功率近似不變，所以這種變極調(diào)速屬于恒功率調(diào)速，它適用于恒功率負載。變極時，調(diào)換相序，以保證變極調(diào)速以后，電動機轉(zhuǎn)動方向不變。2024/4/22變極調(diào)速只用于籠型電動機。

這種方法的缺點是十分明顯的:一臺電動機最多只能安置兩套繞組，每套繞組最多只能有兩種接法。所以最多只能得到4種轉(zhuǎn)速，與所要求的無級調(diào)速相去甚遠。2024/4/222、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

（1）改變定子電壓調(diào)速

異步電動機的機械特性方程式:其中：p為電機極對數(shù)；

U1為相電壓有效值

R1為定子每相繞組的內(nèi)阻

Ll1為每相漏感

R2′為折算到定子側(cè)的每相電阻

Ll2′為折算到定子側(cè)的漏感電機參數(shù)一定，當S，f1不變時，T僅與U1有關(guān)。2024/4/22四個關(guān)鍵點D:

理想空載點（同步點）C:

額定運行點B:

最大轉(zhuǎn)矩點

(拐點）A:

起動點理想空載點N=N0，S=0，T=0額定運行點N=NN，S=SN，T=TNN0NNTN最大轉(zhuǎn)矩點臨界轉(zhuǎn)差率最大轉(zhuǎn)矩TmSm起動點起動轉(zhuǎn)矩2024/4/22調(diào)壓調(diào)速的機械特性123cban0（1）異步電動機調(diào)壓調(diào)速時存在的問題

1）改變定子調(diào)壓時調(diào)速范圍不大（恒轉(zhuǎn)矩負載）。如圖1、2、3點。

2）低速時運行穩(wěn)定性不好（如c點），轉(zhuǎn)子電流相應(yīng)增大。為了既低速運行穩(wěn)定又不致過熱，要求電動機轉(zhuǎn)子繞組有較高的電阻。0.7UN0.5UN0

當s一定時，

T∝U

2

，改變U1得到一組不同的人為特性。在帶恒轉(zhuǎn)矩負載TZ時，可得到不同的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，如下圖中的1、2、3點。同步轉(zhuǎn)速n0不變，臨界轉(zhuǎn)差率Sm不變2024/4/22（2）解決問題的措施使用高轉(zhuǎn)子電阻的電機。高轉(zhuǎn)子電阻電機的機械特性如圖所示。

高轉(zhuǎn)子電阻異步電動機在不同電壓下的機械特性可見：恒轉(zhuǎn)矩負載下，調(diào)速范圍變大，轉(zhuǎn)子電流減小。2024/4/22如下左圖所示。單相調(diào)壓電路如右圖所示。晶閘管單相調(diào)壓電路

晶閘管相位控制下的負載電壓波形通過改變晶閘管的導通角來改變輸出交流電壓的大小。獲取交流電源的方法

知識拓展晶閘管交流調(diào)壓裝置2024/4/22晶閘管三相交流調(diào)壓電路如圖所示。這種電路接法的特點是負載輸出諧波分量低，適用于低電壓大電流的場合。

圖4-6三相全波星形聯(lián)結(jié)的調(diào)壓電路2024/4/22（3）采用轉(zhuǎn)速負反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)（既保證低速時機械特性硬度，又保證一定負載能力）。

轉(zhuǎn)子電阻的增大使調(diào)速范圍擴大，機械特性變軟，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率變大。解決方法：采用帶速度負反饋的閉環(huán)控制。（a）原理圖

2024/4/2212輕載調(diào)速范圍不大調(diào)速前：1，S1調(diào)速后：2，S2（2）繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速

繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻的機械特性如圖所示。轉(zhuǎn)子串電阻時同步轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)矩Tm不變，臨界轉(zhuǎn)差率增大。

0不變不變02024/4/22轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的優(yōu)點是：設(shè)備簡單，主要用于中、小容量的繞線式異步電動機如橋式起重機等。缺點是：

轉(zhuǎn)子繞組需經(jīng)過電刷引出，屬于有級調(diào)速，平滑性差；由于轉(zhuǎn)子中電流很大，在串接電阻上產(chǎn)生很大損耗，所以電動機的效率很低，機械特性較軟，調(diào)速精度差。2024/4/22（3）串級調(diào)速

在轉(zhuǎn)子回路中串入與轉(zhuǎn)子電勢同頻率的附加電勢，通過改變附加電勢的幅值和相位實現(xiàn)調(diào)速。其優(yōu)點是：可以通過某種控制方式，使轉(zhuǎn)子回路的能量回饋到電網(wǎng)，從而提高效率；在適當?shù)目刂品绞较?，可以實現(xiàn)低同步或高同步的連續(xù)調(diào)速。缺點是：只能適應(yīng)于繞線式異步電動機，且控制系統(tǒng)相對復雜。

2024/4/223、變頻調(diào)速

交流變頻調(diào)速技術(shù)的原理是把工頻50Hz的交流電轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可調(diào)的交流電，通過改變交流異步電動機定子繞組的供電頻率，在改變頻率的同時也改變電壓，從而達到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的。

變頻器在英文譯名是VFD（Variable-frequencyDrive）。

變頻器在中、韓等亞洲地區(qū)受日本廠商影響而曾被稱作VVVF（VariableVoltageVariableFrequencyInverter）。

2024/4/22它與直流調(diào)速系統(tǒng)相比具有以下顯著優(yōu)點：（1）變頻調(diào)速裝置的大容量化。（2）變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，能平滑調(diào)速，其調(diào)速靜態(tài)精度及動態(tài)品質(zhì)好。（3）變頻調(diào)速系統(tǒng)可以直接在線起動，起動轉(zhuǎn)矩大，起動電流小，減小了對電網(wǎng)和設(shè)備的沖擊，并具有轉(zhuǎn)矩提升功能，節(jié)省軟起動裝置。2024/4/22（4）變頻器內(nèi)置功能多，可滿足不同工藝要求；保護功能完善，能自診斷顯示故障所在，維護簡便；具有通用的外部接口端子，可同計算機、PLC聯(lián)機，便于實現(xiàn)自動控制。（5）變頻調(diào)速系統(tǒng)在節(jié)約能源方面有著很大的優(yōu)勢，是目前世界公認的交流電動機的最理想、最有前途的調(diào)速技術(shù)。其中以風機、泵類負載的節(jié)能效果最為顯著，節(jié)電率可達到20%～60％。

2024/4/221．變頻調(diào)速的條件

三相異步電動機定子繞組的反電動勢E1的表達式為:E1=4.44?1N1KN1Φm=U1+△U式中:

E1——定子繞組的感應(yīng)電動勢有效值

N1——定子每相繞組的匝數(shù)

KN1——定子繞組的繞組系數(shù)，KN1<1

?1——定子繞組感應(yīng)電動勢的頻率，即電源的頻率

Φm——主磁通可見：E1∝?1Φm

將△U忽略，則E1≈U1∝?1Φm定子電壓漏阻抗壓降二、變頻調(diào)速的原理2024/4/22

當U1

≈E1=const時，由E1≈U1∝?1Φm

知，?1↓→Φm↑→電動機磁路過飽和，導致過大的勵磁電流，電動機因繞組過熱而損壞。

當U1≈E1=const時，由E1≈U1∝?1Φm

知，?1↑

→Φm↓，鐵芯利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩T↓

，電動機的負載能力下降，電動機的容量得不到充分利用。因此，為維持電動機的輸出轉(zhuǎn)矩不變，必須使主磁通Φm

=const，即U1?1=constE1?1=結(jié)論:變頻調(diào)速的條件是主磁通Φm保持不變2024/4/222．基頻以下恒磁通（恒轉(zhuǎn)矩）變頻調(diào)速Φm∝U1?1=constE1?1=

為保持主磁通不變，必須在變頻的同時變壓，使得壓頻比為一常數(shù)。因為變頻的同時還要改變電壓，所以稱為u/f控制，也稱為VVVF（VariableVoltageVariableFrequency）。

一般頻率是從額定頻率f1N向下調(diào)，所以需要同時降低電源電壓2024/4/22

變頻調(diào)速時的機械特性11●理想空載轉(zhuǎn)速：n1↓∝f1↓U1f1●頻率在額定頻率附近下調(diào)時，最大轉(zhuǎn)矩可以近似認為不變。最大轉(zhuǎn)矩：Tm∝（

)不變Tm●頻率不同時，最大轉(zhuǎn)矩點對應(yīng)的轉(zhuǎn)差

n=const，所以穩(wěn)定工作區(qū)的機械特性基本是平行的。

n

n當f較低時，

U

不能忽略，使I1↓→

Φm↓→Tm↓2024/4/22交流電動機調(diào)速系統(tǒng)基頻以下調(diào)速

這是恒壓頻比的控制方式。在恒壓頻比條件下改變頻率時，能夠證明：機械特性基本上是平行下移的，如圖所示。2024/4/22

解決方法可用提高U1來補償

U的影響，使E1/?1不變，即Φm不變，這種控制方法稱為電壓補償，也稱為轉(zhuǎn)矩提升。

通常提高U1,來保持Tm不變。定子電源頻率f1越低，定子繞組電壓補償?shù)迷酱蟆?/p>

結(jié)論：從基頻以下調(diào)速時，電磁轉(zhuǎn)矩T恒定，電動機帶負載的能力不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。

2024/4/223．基頻以上恒功率（恒電壓）變頻調(diào)速

當f1＞f1N時，U1

=const，f↑→Φm↓（屬于弱磁調(diào)速）→電磁轉(zhuǎn)矩T

↓

→

P不變，屬于恒功率調(diào)速。●額定頻率以上調(diào)頻時，理想空載轉(zhuǎn)速增大，最大轉(zhuǎn)矩大幅減小。

●最大轉(zhuǎn)矩點對應(yīng)的轉(zhuǎn)差

n幾乎不變，但由于最大轉(zhuǎn)矩減小很多，所以機械特性斜度加大，特性變軟。

2024/4/22基頻以上調(diào)速

在基頻f1N以上變頻調(diào)速時，由于電壓U1=U1N

不變，不難證明當頻率提高時，同步轉(zhuǎn)速隨之提高，最大轉(zhuǎn)矩減小，機械特性上移，如右圖所示。由于頻率提高而電壓不變，氣隙磁動勢必然減弱，導致轉(zhuǎn)矩減小。由于轉(zhuǎn)速升高了，可以認為輸出功率基本不變。所以，基頻以上變頻調(diào)速屬于弱磁恒功率調(diào)速。2024/4/224．變頻調(diào)速特性的特點◆f1＜f1N

U1?1=constΦm不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速◆f1＞f1N

U1

=constΦm變小，電動機的功率不變，屬于恒功率調(diào)速當f較低時，

U不能忽略通常U1

以保持Tm不變（電壓補償）P=T（↓）ω（↑）=const2024/4/22

基本結(jié)構(gòu)框圖主電路控制電路三、變頻器的基本結(jié)構(gòu)2024/4/221．主電路

由整流電路、能耗電路和逆變電路組成。

將交流變成直流為泵生電壓提供放電回路將直流電逆變成頻率可調(diào)的交流電限制啟動電流

續(xù)流二極管IGBT導通，并聯(lián)二極管為再生電流及能量返回直流電路提供通路2024/4/22（1）整流電路◆VD1~VD6組成三相不可控整流橋，將交流電變成513V的直流電，整流橋集成電路模塊如圖。2024/4/22交流電動機調(diào)速系統(tǒng)◆濾波電路：濾波電容器CF有兩個功能：一是濾平全波整流后的電壓紋波；二是當負載變化時，使直流電壓保持平穩(wěn)?！綦娫粗甘綡L：HL除了表示電源是否接通以外，還有一個十分重要的功能，即在變頻器切斷電源后，表示濾波電容器CF上的電荷是否已經(jīng)釋放完畢。2024/4/22（2）能耗電路電機在工作頻率下降中，異步電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將可能超過此時的同步轉(zhuǎn)速（n=60f/P）而處于再生制動（發(fā)電）狀態(tài)，拖動系統(tǒng)的動能將反饋到直流電路中使直流母線（濾波電容兩端）電壓UD不斷上升（即所說的泵升電壓），這樣變頻器將會產(chǎn)生過壓保護，甚至可能損壞變頻器，因而需將反饋能量消耗掉，制動電阻就是用來消耗這部分能量的。制動單元由開關(guān)管VTB與驅(qū)動電路構(gòu)成，其功能是用來控制流經(jīng)RB的放電電流IB

2024/4/22電動和制動運行2024/4/22——泵生電壓

當電動機處于再生發(fā)電制動狀態(tài)時，會導致電壓源型變頻器直流側(cè)電壓UD升高而產(chǎn)生過電壓，這種過電壓稱為泵升電壓。為了限制泵升電壓，如圖1-11所示，可給直流側(cè)電容并聯(lián)一個由電力晶體管VTB和能耗電阻RB組成的泵升電壓限制電路。當泵升電壓超過一定數(shù)值時，使VTB導通，再生回饋制動能量消耗在RB上，所以又將該電路稱為制動電路。

知識鏈接2024/4/22單管IGBT◆IGBT單管：IGBT，封裝較模塊小，電流通常在100A以下（3）逆變電路

逆變管VT1~VT6組成逆變橋?qū)⒅绷麟娔孀兂深l率、電壓都可調(diào)的交流電，是變頻器的核心部分。常用逆變模塊有：GTR、BJT、GTO、IGBT、IGCT等，一般都采用模塊化結(jié)構(gòu)有2單元、4單元、6單元。2024/4/22◆IGBT模塊：就是將多個IGBT集成封裝在一起。目前市場上15kW以上變頻器使用的是150A/200A/300A/400A/450A的兩單元IGBT模塊或100A/150A的三相逆變IGBT模塊。全橋IGBT單橋IGBTIGBT單橋等效電路及接線方法2024/4/22IGBT整流橋與IGBT整流橋與封裝好的IGBT2024/4/22

集成整流橋+制動單元（PFC）+三相逆變（IGBT橋）15kW以下小功率變頻器多采用25A/50A/75A的PIM模塊。PIM結(jié)構(gòu)包括三相全波整流和6～7個IGBT單元，即變頻器的主回路全部封裝在一個模塊內(nèi)，在中小功率變頻器上（15kW以下）均使用PIM模塊以降低成本。PIM（功率集成模塊）

知識拓展功率集成模塊PIM2024/4/22

智能IPM模塊問世已有十年之久。它將IGBT、驅(qū)動電路、保護電路集成化成功率器件，用電流傳感功能芯片，對過流和短路進行保護。IPM有四種電路形式：單管封裝（H），雙管封裝（D），六合一封裝（C），七合一封裝（R）。由于IPM通態(tài)損耗和開關(guān)損耗都比較低，可使散熱器減小，因而整機尺寸亦可減小，又有自保護能力，國內(nèi)外55KW以下的變頻器多數(shù)采用IPM模塊。IPM有：短路保護（SC），過流保護（OC），欠壓保護（UV），過熱保護（OT），過壓保護（OV）等。

智能功率模塊IPMIGBT驅(qū)動電路過流保護過熱保護欠壓保護IPM（智能功率模塊）

知識拓展2024/4/222.控制電路變頻器控制部分一般有：CPU單元、顯示單元、電流檢測、電壓檢測單元、輸入輸出控制端子、驅(qū)動放大電路、開關(guān)電源等?！馛PU單元：采用16位、32位單片機或DSP，變頻器專用單片機如：INTEL87C196MH，速度為幾十ns級。矢量控制型采用雙CPU。主控制電路板DSP－電機控制專用CPU

軟件燒制在DSP板上的DSP中，其核心是根據(jù)電壓及負載電流，來控制6個逆變IGBT的導通與關(guān)斷，從而控制電機的運轉(zhuǎn)。2024/4/22●電流檢測單元：對于變頻器加速、減速、運行中過流、變頻過載及電機過載的檢測。

●顯示單元：其功能為人機界面、參數(shù)設(shè)定、狀態(tài)/故障顯示、遠距離操作等。

●驅(qū)動電路：CPU產(chǎn)生的PWM波經(jīng)專用驅(qū)動芯片、驅(qū)動放大電路后給IGBT。驅(qū)動電路板2024/4/22類別作用主要構(gòu)成器件主電路整流部分將工頻交流變成直流，輸入無相序要求整流橋逆變部分將直流轉(zhuǎn)換為頻率、電壓均可變的交流電，輸出無相序要求IGBT制動部分消耗過多的回饋能量，保持直流母線電壓不超過最大值單管IGBT和制動電阻,大功率制動單元外置上電緩沖降低上電沖擊電流，上電結(jié)束后開關(guān)自動閉合，而后變頻器允許運行限流電阻和開關(guān)儲能部分保持直流母線電壓恒定，降低電壓脈動電解電容和均壓電阻控制回路鍵盤對變頻器參數(shù)進行調(diào)試和修改，并實時監(jiān)控變頻器狀態(tài)MCU（單片機）控制電路交流電機控制算法生成，外部信號接收處理及保護DSP（或兩個MCU）變頻器的構(gòu)成2024/4/22類別作用結(jié)構(gòu)件散熱器將整流橋、逆變器產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去溫度傳感器檢測散熱器溫度，確保模塊工作在允許溫度環(huán)境下風扇配合散熱器，將變頻器內(nèi)部的熱量帶走，有直流風扇（24V)和交流風扇兩種變頻器的構(gòu)成2024/4/223.外部端子——主回路接口

工頻電網(wǎng)輸入380V3PH/220V3PH220V1PHM3～制動電阻直流電抗器三相交流電機P/+PR2024/4/22主電路接口3.外部端子——控制電路端子控制電路輸入端子開關(guān)量輸入模擬量輸入編碼器接口控制電路輸出端子開關(guān)量輸出模擬量輸出通信接口外接控制端子——主要用于遠距離、多功能控制通信接口——主要用于多電動機、系統(tǒng)控制2024/4/22通信接口

變頻器通常采用標準裝備RS485接口，配上選擇通信卡可以對應(yīng)世界各地的變頻器進行通信?，F(xiàn)場總線ＭＥＭOBUS（標準裝備）DeviceNetProfibus-DPCC-LinkCANopen

LonWorks

通信選用卡InterBus-S

RS485板2024/4/22通信接口通信接口人機界面通信接口使用場合：各類中大型生產(chǎn)線或系統(tǒng)特點：所有控制均通過通信電纜線路相對簡單，自動化水平高，信息交換量大實時性好，抗擾能力強,為防止網(wǎng)絡(luò)故障，特設(shè)獨立急停功能投入大，調(diào)試維護困難2024/4/221.按變換環(huán)節(jié)分類

按變換環(huán)節(jié)來分可以分為交-交直接變頻器和交-直-交間接變頻器。優(yōu)點：沒有中間環(huán)節(jié)，變換效率高。缺點：總設(shè)備投資大，交-交變頻器的最大輸出頻率為30HZ，其應(yīng)用受到限制。改變正反組切換頻率可以調(diào)節(jié)輸出交流電的頻率，而改變α的大小即可調(diào)節(jié)矩形波的幅值四、變頻器的分類2024/4/22整流逆變直流電壓電源電壓輸出電壓◆變頻器的電壓波形變化輸出電壓的平均值是正弦波正弦波ＰＷＭ（脈寬調(diào)制）控制方式～整流部分儲能環(huán)節(jié)逆變部分M控制系統(tǒng)交流直流直流交流交-直-交變頻器：

目前變頻器大都為交-直-交變頻器。2024/4/222．按直流電路的濾波方式分類

交-直-交變頻器中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件可以是電容或是電感，據(jù)此，變頻器分成電壓型變頻器和電流型變頻器兩大類。

輸出交流電壓是矩形波或階梯波，電流波形接近于正弦波

中間環(huán)節(jié)是大電容器濾波，使直流側(cè)電壓UD恒定，變頻器的輸出電壓隨之恒定，相當于理想的電壓源，稱為交-直-交電壓型變頻器。電壓型變頻器現(xiàn)在變頻器大多都屬于電壓型2024/4/22電流型變頻器

輸出交流電流是矩形波或階梯波，電壓波形接近于正弦波

中間環(huán)節(jié)是電感很大的電抗器濾波，電源阻抗很大，直流環(huán)節(jié)中的電流ID可近似于恒定，逆變器輸出電流隨之恒定，相當于理想的電流源，稱為交－直－交電流型變頻器。2024/4/223．按輸出電壓的調(diào)制方式分類

按輸出電壓的調(diào)制方式分為脈幅調(diào)制（PAM）方式和脈寬調(diào)制（PWM）方式。

（1）脈幅調(diào)制可控整流器調(diào)壓，逆變器調(diào)頻，調(diào)壓和調(diào)頻分別在兩個不同的環(huán)節(jié)上進行，控制復雜，較少采用。2024/4/22（2）脈寬調(diào)節(jié)

脈寬調(diào)節(jié)（PulseWidthModulation，PWM）方式指變頻器輸出電壓的大小是通過改變輸出脈沖的占空比來實現(xiàn)的。調(diào)節(jié)過程中，逆變器負責調(diào)頻調(diào)壓。

2024/4/22SPWM調(diào)制載波PWM（PulseWidthModuration）調(diào)制PWM調(diào)制是：利用半導體開關(guān)器件的導通和關(guān)斷把直流電壓調(diào)制成電壓可變、頻率可變的電壓脈沖列。SPWM調(diào)制是：采用三角波和正弦波相交獲得的PWM波形直接控制各個開關(guān)可以得到脈沖寬度和各脈沖間的占空比可變的呈正弦變化的輸出脈沖電壓電壓，能獲得理想的控制效果：輸出電流近似正弦載波頻率必須高，才能保證調(diào)制后得到的波形與調(diào)制前效果相同GTR變頻器由于開關(guān)頻率太低，電機噪聲較大，IGBT有效的解決了這個問題（2）脈寬調(diào)節(jié)

2024/4/22交流電動機調(diào)速系統(tǒng)4．按變頻控制方式分類

根據(jù)變頻控制方式的不同，變頻器大致可以分4類：U/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器、矢量控制變頻器和直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器。

5．按用途分類

分為通用變頻器和專用變頻器。此外，變頻器按電壓等級可分低壓變頻器和高壓變頻器，低壓變頻器分為單相220V、三相380V、三相660V、三相1

140V。高壓（國際上稱作中壓）變頻器分為3kV、6kV和l0kV3種。如果采用公共直流母線逆變器，則要選擇直流電壓，其等級有24V、48V、110V、200V、500V、1

000V等。

2024/4/221.U/f控制方式

U/f控制方式是指在變頻調(diào)速過程中為了保持主磁通的恒定，而使U/f=常數(shù)的控制方式，這是變頻器的基本控制方式。特點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低，機械特性硬度好，可滿足一般傳動平滑調(diào)速的需要；缺點是低頻運行時，電動機容易出現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)矩不足，必須進行轉(zhuǎn)矩補償；開環(huán)運行時，控制性能相對差些。應(yīng)用場合：多用于通用變頻器，進行風機、泵類、生產(chǎn)線的工作臺傳動、空調(diào)等的控制。五、變頻器的控制方式2024/4/222、轉(zhuǎn)差頻率控制方式

（1）U/f控制方式可滿足普通系統(tǒng)的控制要求，其轉(zhuǎn)速控制精度及系統(tǒng)的響應(yīng)性較差。（2）轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器是利用閉環(huán)控制環(huán)節(jié)，根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)矩成正比的原理，通過控制電動機的轉(zhuǎn)差Δn，來控制電動機的轉(zhuǎn)矩，從而達到控制電動機轉(zhuǎn)速精度的目的。（3）轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器內(nèi)設(shè)比較電路和PID控制電路，處理目標信號和反饋信號。2024/4/22U/f控制變頻器和轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器的區(qū)別：

U/?控制變頻器內(nèi)部不用設(shè)置PID控制功能，不用設(shè)置反饋端子。而轉(zhuǎn)差頻率控制在變頻器的內(nèi)部要設(shè)比較電路和PID控制電路。如果用U/?控制變頻器實現(xiàn)閉環(huán)控制，要在變頻器之外配置PID控制板。

用U/?控制變頻器實現(xiàn)PID控制2024/4/22

矢量控制理論是上世紀70年代西門子公司工程師F.Blaschke首先提出，用來解決交流電動機控制問題。磁場定向原理：分別對異步電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉(zhuǎn)距的目的。利用“等效”的概念，將異步電動機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量（勵磁電流）和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流）分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅度和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。（1）控制策略3.矢量控制方式2024/4/22

不僅可在調(diào)速范圍上與直流電動機相媲美，而且可以控制異步電動機的轉(zhuǎn)距。異步電動機上需同軸安裝編碼器，用于轉(zhuǎn)子角位移測量和轉(zhuǎn)速測量。矢量變頻器具有異步電動機參數(shù)自動檢測、辯識和自適應(yīng)等功能。在驅(qū)動異步電動機進行正常運轉(zhuǎn)之前可以自動地對異步電動機的參數(shù)進行辨識，并根據(jù)辨識結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)，從而對異步電動機進行有效的矢量控制。（2）矢量控制的性能特點2024/4/22（3）矢量控制種類：

有速度傳感器的矢量控制需外接

無反饋矢量控制內(nèi)部已有反饋（4）優(yōu)點：動態(tài)響應(yīng)快，調(diào)速范圍寬，低頻轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)矩控制精確、控制靈活；缺點：是結(jié)構(gòu)復雜，通用性差，只能帶一臺電動機。（5）矢量控制的實現(xiàn)：矢量控制專用芯片，AD2S100等。（6）應(yīng)用場合：

★要求高速響應(yīng)的工作機械；

★惡劣工作環(huán)境中的工作機械，高溫、高濕、腐蝕氣體；

★高精度拖動；

★四象限運轉(zhuǎn)的設(shè)備；2024/4/224、直接轉(zhuǎn)矩控制方式

直接轉(zhuǎn)矩控制DTC（DirectTorqueControl）是繼矢量控制VC之后發(fā)展起來的另一種高動態(tài)性能的交流電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，于1985年由德國M.Depnbrock首先提出來。直接轉(zhuǎn)矩控制是因為利用轉(zhuǎn)矩反饋直接控制電動機的電磁轉(zhuǎn)矩而得名。

（1）直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器是直接在定子坐標系下分析交流電動機的數(shù)學模型，控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。（2）特點：轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)好，控制結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計簡便。缺點是低速區(qū)電流和磁鏈的畸變嚴重，低速時轉(zhuǎn)矩脈動大，因此調(diào)速范圍減小。（3）應(yīng)用場合：電力機車牽引等大功率交流傳動。2024/4/22項目通用變頻器高性能變頻器控制算法U/f控制＋轉(zhuǎn)矩提升同步機異步機控制算法基本相同開環(huán)矢量控制（無速度傳感器矢量控制）閉環(huán)矢量控制（有速度傳感器矢量控制）異步機和同步機需要不同的控制算法調(diào)速范圍<1:401:100（開環(huán)矢量),1:1000(閉環(huán)矢量)啟動轉(zhuǎn)矩無要求180%0.5Hz（開環(huán)矢量)，200%0速(閉環(huán)矢量)穩(wěn)速精度與轉(zhuǎn)差有關(guān)（2-3%)0.5%(開環(huán)矢量)，0.05%(閉環(huán)矢量)轉(zhuǎn)矩控制無有控制算法簡單復雜電機參數(shù)不依賴電機參數(shù)，支持同時驅(qū)動不同類型不同功率的電機電機參數(shù)對控制性能的影響較大，一般只能驅(qū)動一臺電機2024/4/22任務(wù)實施【訓練工具、材料和設(shè)備】西門子MM440變頻器1臺《西門子MM440通用變頻器使用手冊》通用電工工具一套一、西門子MM440變頻器認識型號特點應(yīng)用場合備注MM410緊湊型、迷你型三相電動機的調(diào)速200、LOGOMM420通用型、基本型調(diào)速，網(wǎng)絡(luò)控制200/300/400MM430風機水泵專用型風機、水泵節(jié)能MM440矢量型、功能型高精度調(diào)速、力矩張力控制等西門子變頻器主要型號為：MICROMASTER410/420/430/440系列。簡稱MM4X系列。市場上主要流行的為MM430和MM440系列。2024/4/22MM410變頻器該變頻器為“廉價型”，功能較少，價格低。主要應(yīng)用于單相、三相電動機的變速驅(qū)動，如泵類、風機、廣告牌、移動門以及自動化機械的驅(qū)動。功能：線性U/f控制；多點設(shè)定的U/f控制；磁通電流控制。功率范圍：0.12～0.75kW2024/4/22MM420變頻器該變頻器為“通用型”主要應(yīng)用于三相電動機的變速驅(qū)動?？梢杂糜趥魉蛶?、材料運輸機、泵類、風機和機床的驅(qū)動等。功能：線性U/f控制；多點設(shè)定的U/f控制；磁通電流控制(U/f控制的一種)，內(nèi)置PI控制器。功率范圍：0.37～11kW。2024/4/22MM430變頻器該變頻器為“風機泵類專用型”，主要應(yīng)用于風機和水泵的變頻調(diào)速。功能：線性U/f控制；多點設(shè)定的U/f控制；磁通電流控制，內(nèi)置PID控制器。功率范圍：7.5～250kW。該變頻器為西門子現(xiàn)行風機泵類主流專用變頻器。2024/4/22MM440變頻器該變頻器為“通用型”變頻器，主要應(yīng)用于三相電動機的變速驅(qū)動，尤其適合用于吊車和起重系統(tǒng)、立體倉儲系統(tǒng)、食品、飲料和煙草工業(yè)以及包裝工業(yè)的定位系統(tǒng)。功能：線性U/f控制；多點設(shè)定的U/f控制；磁通電流控制，內(nèi)置PID控制器，矢量控制。功率范圍：0.12～250kW。2024/4/222024/4/22（1）MM440變頻器主要特性如下。

易于安裝，參數(shù)設(shè)置和調(diào)試。

可由IT（中性點不接地）電源供電。

具有3個繼電器輸出。

具有2個模擬量輸出（0～20mA）。

6個帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換為NPN/PNP接線。

2個模擬輸入：AIN1：0～10V，0～20mA和?10～+10V；AIN2：0～10V，0～20mA。

2個模擬輸入可以作為第7和第8個數(shù)字輸入。

BiCo（二進制互聯(lián)連接）技術(shù)。

有多種可選件供用戶選用：用于與PC通信的通信模塊，基本操作面板（BOP），高級操作面板（AOP），用于進行現(xiàn)場總線通信的PROFIBUS通信模塊。2024/4/22MM440變頻器按功率及其外形尺寸分，可分為A型、B型、C型、D型、E型、F型6種類型，A型、B型、C型，外形如圖1-21所示。（2）MM440變頻器的性能特征（1）具有矢量控制性能（2）具有U/f控制性能（3）具有快速電流限制（FCL）功能，可避免運行中不應(yīng)有的跳閘。（4）具有內(nèi)置的直流注入制動，還具有復合制動功能。（5）具有內(nèi)置的制動單元（限外形尺寸為A～F的MM440變頻器）。（6）加速/減速斜坡特性具有可編程的平滑功能，包括起始和結(jié)束段帶平滑圓弧，以及起始和結(jié)束段不帶平滑圓弧兩種方式。（7）具有比例、積分和微分PID控制功能的閉環(huán)控制。（8）各組參數(shù)的設(shè)定值可以相互切換，包括電動機數(shù)據(jù)組（DDS）、命令數(shù)據(jù)組和設(shè)定值信號源（CDS）。（10）具有動力制動的緩沖功能，定位控制的斜坡下降曲線。2024/4/22MM440變頻器在標準供貨方式時裝有狀態(tài)顯示板（SDP），對于很多用戶來說，利用SDP和制造廠的默認設(shè)置值，就可以使變頻器成功地投入運行。如果工廠的默認設(shè)置值不適合用戶的設(shè)備情況，用戶可以利用基本操作板（BOP）或高級操作板（AOP）修改參數(shù)，使之匹配起來。2024/4/222024/4/22圖1-23西門子變頻器訂貨號說明2024/4/22二、西門子變頻器的拆裝訓練1．拆卸及更換變頻器操作面板按下變頻器頂部的鎖扣按鈕，向外拔出操作面板就可以將操作面板卸下，然后將要更換的操作面板下部的卡子放在機殼上的槽內(nèi)，再將面板上部的卡子對準鎖扣，輕輕推進去，聽到咔的一聲輕響，新的面板就被固定在變頻器上了。2024/4/222．拆卸及更換變頻器的機殼前蓋板如果想要拆卸A型變頻器的機殼前蓋板，可以在卸下操作面板后，將機殼前蓋板向下方推動，再拔起，就可以將其從固定槽中卸下，如圖1-25所示。2024/4/22圖1-26拆卸前后變頻器對比2024/4/223．拆卸I/O板2024/4/224．用標準安裝導軌安裝變頻器的方法A型尺寸MM440變頻器的底座結(jié)構(gòu)如圖1-28所示。其安裝步驟如下。（1）把標準35mm導軌用螺釘安裝到底板上，如圖1-29（a）所示。（2）用變頻器的上閂銷把MM440變頻器掛到導軌上。（3）向?qū)к壣习磯鹤冾l器，直到導軌的下閂銷嵌入到位，

2024/4/225．拆卸變頻器的方法（1）為了松開變頻器的釋放機構(gòu)，將螺絲刀插入釋放機構(gòu)中，如圖1-29（b）所示。（2）向下施加壓力，導軌的下閂銷就會松開。（3）向上提起變頻器，將變頻器從導軌上取下。

2024/4/22知識拓展一、變頻器的安裝方式1．變頻器對安裝環(huán)境的要求（1）環(huán)境溫度：變頻器的工作環(huán)境溫度范圍一般為?10℃～＋40℃。（2）環(huán)境濕度：變頻器工作環(huán)境的相對濕度為20%～90%（無結(jié)露現(xiàn)象）。（3）海拔高度：變頻器應(yīng)用的海拔高度應(yīng)低于1

000

m。（4）周圍空氣：無水滴、蒸汽、酸、堿、腐蝕性氣體及導電粉塵。（5）電磁輻射：變頻器柜內(nèi)的儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地。（6）振動：變頻器在運行的過程中，要注意避免受到振動和沖擊。2024/4/222．變頻器的安裝方式（1）墻掛式安裝2024/4/22（2）柜式安裝2024/4/22二、變頻器的應(yīng)用及主流變頻器1．變頻器的應(yīng)用（1）變頻器在節(jié)能方面的應(yīng)用：變頻器在風機和水泵的應(yīng)用中，節(jié)能效果尤其明顯，有關(guān)資料顯示，風機、泵類負載使用變頻調(diào)速后節(jié)能率可達20%～60%。這類負載的應(yīng)用場合是恒壓供水、風機、中央空調(diào)、液壓泵變頻調(diào)速等。（2）變頻器在精確自動控制中的應(yīng)用：算術(shù)運算和智能控制是變頻器的另一特色，輸出精度可達0.1%～0.01%。這類負載的應(yīng)用場合是印刷、電梯、紡織、機床、生產(chǎn)流水線等行業(yè)的速度控制。（3）變頻器在提高工藝方面的應(yīng)用：可以改善工藝和提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少設(shè)備沖擊和噪聲，延長設(shè)備使用壽命，使操作和控制更具人性化，從而提高整個設(shè)備的功能。

2024/4/222．主流變頻器介紹（1）日本品牌：富士（Fuji）、三菱（Mitsubishi)、安川（Yaskawa)、三肯等。

（2）歐美品牌：代表性的品牌有：德國SIEMENS（西門子）、瑞士ABB（阿西亞布朗勃法瑞）、法國Schneider（施耐德）、美國艾默生、丹麥Danfoss（丹佛斯）、美國羅克韋爾等，其中ABB和西門子兩大外資頂級品牌，市場份額遠超其他品牌，具有大部分外資品牌難以企及的綜合實力。（3）中國品牌：代表性的品牌有：匯川、英威騰、普傳、安邦信、歐瑞和臺灣的臺達等。2024/4/22任務(wù)1.2西門子變頻器的面板運行操作任務(wù)導入利用變頻器操作面板上的按鍵控制變頻器啟動、停止及正反轉(zhuǎn)。按下變頻器操作面板上的“”鍵，變頻器正轉(zhuǎn)啟動，經(jīng)過10s，變頻器穩(wěn)定運行在40Hz。變頻器進入穩(wěn)定運行狀態(tài)后，如果按下“”鍵，經(jīng)過10s，電動機將從40Hz運行到停止，通過變頻器操作面板上的鍵“”和“”鍵可以在0Hz～60Hz之間調(diào)速。按“”鍵，電動機還可以按照正轉(zhuǎn)的相同啟動時間、相同穩(wěn)定運行頻率，以及相同停止時間進行反轉(zhuǎn)。按“”鍵，電動機可以10Hz的頻率點動運行。

2024/4/22相關(guān)知識一、變頻器的端子接線圖DIP撥碼開關(guān)是供用戶設(shè)置電動機頻率的開關(guān)，共有2個，DIP開關(guān)1不供用戶使用。DIP開關(guān)2置于OFF位置，用于歐洲地區(qū)（工廠默認頻率值為50Hz，功率單位為kW）；DIP開關(guān)2置于ON位置，用于北美地區(qū)（工廠默認頻率值為60Hz，功率單位為hp）。變頻器故障觸點變頻器報警觸點變頻器準備就緒觸點

控制電路端子1、2是變頻器為用戶提供的1個高精度的10V直流穩(wěn)壓電源。模擬輸入端子3、4和10、11為用戶提供了2對模擬電壓給定輸入端作為頻率給定信號。開關(guān)量輸入5、6、7、8、16、17端子為用戶提供了6個完全可編程的輸入端，開關(guān)量信號經(jīng)光電隔離輸入CPU，對電動機進行正、反轉(zhuǎn)、正、反向點動、固定頻率設(shè)定值控制等。輸入端子9、28是24V直流電源端，為變頻器的控制電路提供24V直流電源。輸入14、15端子為電動機的過熱保護輸入端；輸入29、30端子為RS485（USS協(xié)議）端。變頻器故障觸點變頻器報警觸點變頻器準備就緒觸點DIP撥碼開關(guān)是供用戶設(shè)置電動機頻率的開關(guān)，共有2個，DIP開關(guān)1不供用戶使用。DIP開關(guān)2置于OFF位置，用于歐洲地區(qū)（工廠默認頻率值為50Hz，功率單位為kW）；DIP開關(guān)2置于ON位置，用于北美地區(qū)（工廠默認頻率值為60Hz，功率單位為hp）。2024/4/222024/4/221、主電路主電路端子L1、L2、L3通過斷路器連接至三相交流380V電源，也可以接單相交流220V電源。端子U、V、W連接至電動機。其余4個端子DC/R+、B+/DC+、B-、DC-，其中DC/R+與B+/DC+出廠時短接，均接三相橋整流電路輸出的直流母線的正端，B-經(jīng)一個開關(guān)管接到直流母線的負端，DC-直接接到直流母線的負端。2024/4/222、控制電路（1）模擬量輸入（ADC）端子1、2：變頻器為用戶提供的1個高精度的10V直流穩(wěn)壓電源AIN1：3、4AIN2：10、11AIN1可接受：0～10V、0～20mA和?10～10V模擬量信號AIN2可接受：0～10V和0～20mA模擬量信號利用I/O板上的2個開關(guān)DIP1（1，2）和利用參數(shù)

P0756

可將2對模擬量輸入端子設(shè)定為電壓輸入或電流輸入，如圖

所示。2個模擬量輸入端子可以另行配置，用于提供兩個附加的數(shù)字量輸入端子DIN7和DIN8，如圖1-35所示。2024/4/22（2）數(shù)字量輸入端子5、6、7、8、16、17等6個數(shù)字量輸入端子，采用光電隔離輸入CPU，6個端子是可編程控制端，可以通過其對應(yīng)的參數(shù)P0701～P0706設(shè)置不同的值進行功能變更，6個數(shù)字量輸入端子可切換為NPN/PNP接線。2024/4/22（3）模擬量輸出（DAC）端子輸出端子12、13和26、27為2對模擬輸出端，可以輸出0～20mA的電流信號，如果在這兩對端子上并接一個500歐姆的電阻，就可以輸出0～10V的直流電壓。利用這些模擬量輸出，通過D/A變換器可以讀出變頻器中的給定值、實際值和控制信號。（4）數(shù)字量輸出端子輸出端子18、19、20、21、22、23、24、25為輸出繼電器的觸點。繼電器1為變頻器故障觸點，繼電器2為變頻器報警觸點，變頻器3為變頻器準備就緒觸點。所謂運行操作模式是指輸入變頻器的啟動指令及設(shè)定頻率的場所。

變頻器的運行操作模式有”、“面板操作模式”、““外部操作模式”、“組合操作模式”和“通信操作模式”。二、MM440變頻器的運行操作模式2024/4/222024/4/22表1-1 變頻器運行操作模式運行模式給定頻率啟動信號面板操作操作面板MOP電動電位計設(shè)定P1000=1操作面板（啟動和停止鍵）P0700=1外部運行模式外部模擬量輸入端子3、4或10、11P1000=2（AIN1通過給定頻率）或P1000=7（AIN2通道給定頻率）外部數(shù)字量輸入端子5、6、7、8、16、17P0700=2外部/面板組合操作模式1操作面板MOP電動電位計設(shè)定P1000=1外部開關(guān)量輸入端子5、6、7、8、16、17P0700=2外部/面板組合操作模式2外部模擬量輸入端子3、4或10、11P1000=2或P1000=7操作面板（啟動和停止鍵）P0700=1通信模式通信端子29、30P1000=5通信端子29、30P0700=52024/4/22三、MM440變頻器的參數(shù)類型MM440變頻器的所有參數(shù)分成命令參數(shù)組（CDS）以及與電機、負載相關(guān)的驅(qū)動參數(shù)組（DDS）兩大類。其中每個CDS和DDS參數(shù)又分為三組，默認狀態(tài)下使用的當前參數(shù)組是第0組參數(shù)，即CDS0和DDS0。參數(shù)號是參數(shù)的編號，用0000～9999四位數(shù)表示，以字母r開頭的參數(shù)表示本參數(shù)為只讀參數(shù)，以字母P開頭的參數(shù)為用戶可以改動的參數(shù)。只讀參數(shù)：參數(shù)的變址（下標）可設(shè)置參數(shù)（可更改參數(shù)）：SIEMENSOJogP

I<>Fn

5.00參數(shù)參數(shù)號是指參數(shù)的編號。用0000～9999四位數(shù)表示。在參數(shù)號的前面加一小寫字母“r”，表示該參數(shù)是“只能讀”的參數(shù)，不可改寫；在參數(shù)號的前面加一大寫字母“P”，表示該參數(shù)為可改寫參數(shù)。大部分參數(shù)又分為三組，在BOP面板上分別用in000、in001、in002下標區(qū)別，例如P0756（ADC的類型）的第1組參數(shù)，在BOP上顯示為in000，手冊中常寫作P0756[0]或P0756.02024/4/22

（1）設(shè)置用戶訪問級別P0003。對于大多數(shù)應(yīng)用對象，可采用缺省設(shè)定值（標準級）就可以滿足要求。P0003的設(shè)定值如下：

P0003=1標準級（基本的應(yīng)用）；

P0003=2擴展級（標準應(yīng)用）；

P0003=3專家級（復雜的應(yīng)用）。四、MM440變頻器快速調(diào)試與參數(shù)解析2024/4/22訪問等級

P0003PPPPPPPPPPPP等級1=標準級PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP等級2=擴展級PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP等級3=專家級PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP等級4=服務(wù)級P2024/4/22

（2）設(shè)置參數(shù)過濾器P0004。該參數(shù)的作用是按功能的要求篩選（過濾）出與該功能相關(guān)的參數(shù)，這樣可以更方便地進行調(diào)試。

P0004的設(shè)定值如下：

P0004=0全部參數(shù)（缺省設(shè)置）；

P0004=2變頻器參數(shù)；

P0004=3電動機參數(shù)；

P0004=4速度傳感器；P0004=7，命令，二進制I/O；P0004=10，設(shè)定值通道/RFG（斜坡函數(shù)發(fā)生器）。通過P0004參數(shù)進行選擇。在編碼表中（紙質(zhì)），是把各個訪問級的參數(shù)都列出，在變頻器調(diào)試中，選擇了什么訪問級，就只能看到什么訪問級的參數(shù)（類似于書中的目錄）。這在調(diào)試中重點突出，節(jié)省了很多時間。2024/4/22參數(shù)結(jié)構(gòu)圖（餅圖）P0004=0，無參數(shù)過濾功能，可以直接訪問參數(shù)。P0004=2時變頻器的訪問級參數(shù)過濾器P0004：2024/4/22參數(shù)結(jié)構(gòu),參數(shù)過濾器

P0004P0004=2P0004=3P0004=7P0004=8P0004=10P0004=12P0004=13P0004=20P0004=21P0004=22變頻器電機數(shù)據(jù)指令和開關(guān)量I/O設(shè)定值通道附加功能電機的控制通訊報警和監(jiān)控PI-調(diào)節(jié)器模擬量I/O1LA2063-4AB1050Hz

/Y230/400V0,18kW0,99/0,57Acos0,7513501/min60HzY460V0,25kW0,66Acos0,7716601/minNoUD9880090-0030-0102速度傳感器P0004=4P0004=28自由功能塊&2024/4/22P0010=0準備運行P0010=1快速調(diào)試P0010=30復位到工廠設(shè)定值結(jié)束:P3900=1結(jié)束:P0970=1若P00100,變頻器進入一種特定狀態(tài)運行時變頻器不能進入特定狀態(tài)電機數(shù)據(jù)只有在“快速調(diào)試”狀態(tài)下才能更改正常運行（3）設(shè)置調(diào)試參數(shù)過濾器P0010，開始快速調(diào)試。2024/4/22（4）設(shè)置參數(shù)P0100，選擇工作地區(qū)。

P0100=0歐洲；功率單位為kW；頻率缺省值為50Hz。

P0100=1北美；功率單位為hp；頻率缺省值60Hz。

P0100=2北美；功率單位為kW；頻率缺省值60Hz。

（5）設(shè)置參數(shù)P0205，確定變頻器的應(yīng)用對象（轉(zhuǎn)矩特性）。

P0205=0恒轉(zhuǎn)矩（如壓縮機生產(chǎn)過程恒轉(zhuǎn)矩機械）；

P0205=1變轉(zhuǎn)矩（如水泵風機）。（6）設(shè)置參數(shù)P0300，選擇電動機的類型。

P0300的設(shè)定值如下：

P0300=1異步電動機（感應(yīng)電動機），

P0300=2同步電動機。2024/4/22（7）設(shè)置參數(shù)P0304，確定電動機的額定電壓。根據(jù)電動機的銘牌數(shù)據(jù)鍵入P0304=電動機的額定電壓（V）。2024/4/222024/4/22（8）設(shè)置參數(shù)P0305，確定電動機的額定電流。電動機額定電流P0305設(shè)定值范圍一般為0～2倍變頻器額定電流，根據(jù)電動機的銘牌數(shù)據(jù)鍵入，P0305=電動機的額定電流（A）。對于異步電動機，電動機電流的最大值定義為變頻器的最大電流；對于同步電動機，電動機電流的最大值定義為變頻器的最大電流的兩倍。（9）設(shè)置參數(shù)P0307，確定電動機的額定功率。電動機額定功率P0307的設(shè)定值范圍一般為0～2000kW，應(yīng)根據(jù)電動機的銘牌數(shù)據(jù)來設(shè)定。鍵入P0307=電動機的額定功率。如果P0100=0或2，那么應(yīng)鍵入kW數(shù)；如果P0100=1應(yīng)鍵入hp數(shù)。（10）設(shè)置參數(shù)P0308，輸入電動機的額定功率因數(shù)。電動機額定功率因數(shù)P0308的設(shè)定值范圍一般為0.000～1.000，應(yīng)根據(jù)所選電動機的銘牌上的額定功率因數(shù)來設(shè)定。鍵入P0308=電動機額定功率因數(shù)。如果設(shè)置為0，變頻器將自動計算功率因數(shù)的數(shù)值。2024/4/22

（11）設(shè)置參數(shù)P0309，確定電動機的額定效率。該參數(shù)的設(shè)定值的范圍為0.0～99.9%，根據(jù)電動機銘牌鍵入。如果設(shè)置為0，變頻器將自動計算電動機效率的數(shù)值。（12）設(shè)置參數(shù)P0310，確定電動機的額定頻率。

（13）設(shè)置參數(shù)P0311，確定電動機的額定速度。該參數(shù)的設(shè)定值的范圍為0～40000r/min，根據(jù)電動機的銘牌數(shù)據(jù)鍵入電動機的額定速度（r/min）。如果設(shè)置為0，額定速度的數(shù)值是在變頻器內(nèi)部進行計算的。2024/4/22（14）設(shè)置參數(shù)P0700，確定選擇命令信號源。這是變頻器最重要的參數(shù)，決定變頻器啟動信號給定的場所。

P0700=0，將數(shù)字I/O復位為出廠的缺省設(shè)置值；

P0700=1，命令信號源選擇為BOP（變頻器鍵盤）；

P0700=2，命令信號源選擇為由端子排輸入（出廠的缺省設(shè)置）；

P0700=4，命令信號源選擇為通過BOP鏈路的USS設(shè)置；

P0700=5，命令信號源選擇為通過COM鏈路的USS設(shè)置（經(jīng)由控制端子29和30）；

P0700=6，命令信號源選擇為通過COM鏈路的CB設(shè)置（CB=通信模塊）。2024/4/22指令源的選擇

P0700指令BOP或AOP上的I/O鍵端子排(=開關(guān)量輸入端)通過RS232接口的USS總線

(PC-變頻器安裝組件)通訊模板

(例如:Profibus)P0700=12456通過RS485接口的USS總線

(端子排)?切換“2024/4/22

（15）設(shè)置參數(shù)P1000，選擇頻率設(shè)定值。該參數(shù)用于鍵入頻率設(shè)定值信號源，其取值為：

P1000=1，電動電位計設(shè)定（MOP設(shè)定）；

P1000=2，模擬輸入設(shè)定值1（工廠的缺省設(shè)置）；

P1000=3，固定頻率設(shè)定值；

P1000=4，通過BOP鏈路的USS設(shè)置；P1000=5，通過COM鏈路的USS設(shè)置（控制端子29和30）；P1000=6，通過COM鏈路的CB設(shè)置（CB=通信模塊）；

P1000=7，模擬輸入設(shè)定值2。2024/4/22設(shè)定值電動電位器端子排(=模擬量輸入端)通過RS232接口的USS總線

(PC-變頻器安裝組件)通訊模板

(例如:Profibus)P1000=12456通過RS485接口的USS總線

(端子排)上升下降3固定頻率FF1...

FF2...

FF3...選擇固定頻率?切換“頻率設(shè)定值源的選擇P10002024/4/22電力電子與電氣傳動重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院郭艷萍（16）設(shè)置參數(shù)P1080，確定電動機的最小頻率。該參數(shù)設(shè)置電動機的最低頻率，其設(shè)定值范圍為0～650Hz，低于這一頻率時電動機的運行速度將與頻率的設(shè)定值無關(guān)。這里設(shè)置的值對電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)都適用。（17）設(shè)置參數(shù)P1082，確定電動機的最大頻率。該參數(shù)設(shè)置電動機的最高頻率，其設(shè)定值范圍為0～650Hz。當輸入電動機的最高頻率高于這一頻率時，電動機的運行速度將與頻率的設(shè)定值無關(guān)。這里設(shè)置的值對電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)都適用。2024/4/22（18）設(shè)置參數(shù)P1120，確定斜坡上升時間。斜坡上升時間是電動機從靜止停車加速到電動機最大頻率P1082所需的時間，其設(shè)定值范圍為0～650s。如果斜坡上升時間設(shè)置的太短，那么可能出現(xiàn)報警信號A0501（電流達到限制值）或變頻器因故障F0001（過電流）而停車。（19）設(shè)置參數(shù)P1121，確定斜坡下降時間。斜坡下降時間是電動機從最大頻率P1082制動減速到靜止停車所需的時間，其設(shè)定值范圍為0～650s。如果斜坡下降時間設(shè)定的太短，那么可能出現(xiàn)報警信號A0501（電流達到限制值），A0502（達到過電壓限制值）或變頻器因故障F0001（過電流）或F0002（過電壓）而斷電。2024/4/22（20）設(shè)置參數(shù)P1300，確定實際需要的控制方式。

P1300=0，線性U/f控制；

P1300=1，帶FCC（磁通電流控制）功能的U/f控制；

P1300=2，拋物線U/f控制；

P1300=5，用于紡織工業(yè)的U/f控制；

P1300=6，用于紡織工業(yè)的帶FCC功能的U/f控制；

P1300=19，帶獨立電壓設(shè)定值的U/f控制；

P1300=20，無傳感器矢量控制；

P1300=21，帶傳感器的矢量控制；

P1300=22，無傳感器的矢量轉(zhuǎn)矩控制；

P1300=23，帶傳感器的矢量轉(zhuǎn)矩控制。2024/4/22（21）設(shè)置參數(shù)P3900，快速調(diào)試結(jié)束。

P3900=0，不進行快速調(diào)試（不進行電動機數(shù)據(jù)計算）；

P3900=1，結(jié)束快速調(diào)試，進行電動機數(shù)據(jù)計算，并且將不包括在快速調(diào)試中的其他全部參數(shù)都復位為出廠時的缺省設(shè)置值；

P3900=2，結(jié)束快速調(diào)試，進行電動機技術(shù)數(shù)據(jù)計算，并將I/O設(shè)置復位為出廠時的缺省設(shè)置；

P3900=3，結(jié)束快速調(diào)試，只進行電動機技術(shù)數(shù)據(jù)計算，其他參數(shù)不復位。當P3900=3時，接通電動機，開始電動機數(shù)據(jù)的自動檢測，在完成電動機數(shù)據(jù)的自動檢測以后，報警信號A0541消失。如果電動機要弱磁運行，操作要在P1910=3（“飽和曲線”）下重復。2024/4/222024/4/22任務(wù)實施【訓練工具、材料和設(shè)備】西門子MM440變頻器1臺《西門子MM440通用變頻器使用手冊》通用電工工具一套三相異步電動機1臺BOP具有5位數(shù)字的七段顯示，用于顯示參數(shù)序號r××××、P××××、參數(shù)值、參數(shù)單位（如A、V、Hz、s）、報警信息A××××和故障信息F××××以及該參數(shù)的設(shè)定值和實際值。

利用基本操作面板（BOP）可以更改變頻器的各個參數(shù)。為了用BOP設(shè)置參數(shù)，首先必須將SDP從變頻器上拆卸下來，然后裝上BOP。一、MM440變頻器操作面板認識2024/4/22

操作面板（BOP/AOP）上的按鍵及其功能顯示/按鈕功能功能說明狀態(tài)顯示LCD顯示變頻器當前的設(shè)定值啟動變頻器按此鍵啟動變頻器。默認值運行時此鍵是被封鎖的。為了使此鍵的操作有效，應(yīng)設(shè)定P0700=1停止變頻器OFF1：按此鍵，變頻器將按選定的斜坡下降速率減速停車。默認值運行時此鍵被封鎖；為了允許此鍵操作，應(yīng)設(shè)定P0700=1OFF2：按此鍵2次（或1次，但時間較長）電動機將在慣性作用下自由停車。此功能總是“使能”改變電動機的轉(zhuǎn)動方向按此鍵可以改變電動機的轉(zhuǎn)動方向。電動機的反向用負號（－）表示或用閃爍的小數(shù)點表示。默認值運行時此鍵是被封鎖的，為了使此鍵的操作有效，應(yīng)設(shè)定P0700=1電動機點動在變頻器無輸出的情況下按此鍵，將使電動機啟動，并按預設(shè)定的點動頻率運行。釋放此鍵時，變頻器停車。如果電動機正在運行，按此鍵將不起作用2024/4/22顯示/按鈕功能功能說明功能此鍵用于瀏覽輔助信息。變頻器運行過程中，在顯示任何一個參數(shù)時按下此鍵并保持不動2s，將顯示以下參數(shù)值：①直流回路電壓（用Ud表示，單位：V）。②輸出電流（單位：A）。③輸出頻率（單位：Hz）。④輸出電壓（用Uo表示，單位：V）。⑤由P0005選定的數(shù)值（如果P0005選擇顯示上述參數(shù)中的任何一個（3，4或5），這里將不再顯示）。連續(xù)多次按下此鍵，將輪流顯示以上參數(shù)。跳轉(zhuǎn)功能。在顯示任何一個參數(shù)（r××××或P××××）時短時間按下此鍵，將立即跳轉(zhuǎn)到r0000，如果需要的話，您可以接著修改其他的參數(shù)。跳轉(zhuǎn)到r0000后，按此鍵將返回原來的顯示點。故障確認。在出現(xiàn)故障或報警的情況下，按下此鍵可以對故障或報警進行確認訪問參數(shù)按此鍵即可訪問參數(shù)。增加數(shù)值按此鍵即可增加面板上顯示的參數(shù)數(shù)值減少數(shù)值按此鍵即可減少面板上顯示的參數(shù)數(shù)值2024/4/222024/4/22二、MM440變頻器的面板操作訓練1．用基本操作面板更改參數(shù)的數(shù)值（1）修改“參數(shù)過濾器”P0004，其操作步驟如表1-4所示。2024/4/22（2）修改帶索引號（又叫下標）的“選擇命令/設(shè)定值源”P0719，其操作步驟如表1-5所示。2．基本面板操作控制電動機的運行

使用BOP、AOP或通信選件，按下面的數(shù)值設(shè)置參數(shù)，大約需要3min就可以把變頻器的所有參數(shù)復位為出廠時的缺省設(shè)置值。具體參數(shù)設(shè)置如下：①設(shè)置P0010=30；②設(shè)置P0970=1。（1）變頻器復位為工廠的默認設(shè)定值。通過操作面板按鍵進行變頻器的啟動指令和運行頻率的操作，不需外接信號。2024/4/22變頻器復位操作步驟

2024/4/222024/4/22（2）變頻器主電路的接線圖如圖1-38所示，其中圖1-38（b）是實物接線圖，將三相交流電源接到L1、L2、L3端子上，U、V、W端子接電機。注意千萬不要將三相電源接到U、V、W端子上。（3）設(shè)置電動機的參數(shù)

為了使電動機與變頻器相匹配，需設(shè)置電動機的參數(shù)。例如，選用型號為JW7114的三相籠形電動機

PN=

0.37kW，

UN

=

380V，

IN

=

1.1A，

nN

=

1

400r/min，

fN

=

50Hz，其參數(shù)設(shè)置如表所示。除非P0010

=

1和P0004

=

3，否則是不能更改電動機參數(shù)的。2024/4/22

設(shè)置電動機參數(shù)表參數(shù)號缺省值設(shè)置值說明P000311用戶訪問級為標準級P000403電動機參數(shù)P001001開始快速調(diào)試P010000選擇工作地區(qū)，功率以KW表示，頻率50HzP0304230380根據(jù)銘牌設(shè)定電動機額定電壓（V）P03053.251.1根據(jù)銘牌設(shè)定電動機額定電流（A）P03070.750.37根據(jù)銘牌設(shè)定電動機額定功率（KW）P03105050電動機的額定頻率（Hz）P031114251400電動機的額定速度（r/min）P390001