西门子变频器技术入门及实践教学课件
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西门子变频器培训PPT课件
另：为了实现大调速比的恒转矩调速，常采用加大变频 器容量的办法。
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3. 变频器型式的选择——根据负载特性选择变频器 （3）对于轧钢、造纸、塑料薄膜加工线等恒功率负载 对精度、动态性能要求较高、响应快的生产机械，采用
矢量控制型高性能变频器是一种很好的选择。 矢量控制方式只能一台变频器驱动一台电动机，当一台
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2. 变频器基础知识——定义、控制对象 定义： 变频器是交流电气传动系统的一种,是将交流工频电源 转换成电压、频率均可变的适合交流电机调速的电力电子变 换装置。 控制对象： 三相交流异步电机和三相交流同步电机，标准适配电机 极数是2/4极。
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2. 变频器基础知识——工作原理
按下式确定：
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3. 变频器容量的选择——工频直接起动时的容量计算
根据加速、恒速、减速等各种运行状态下的电流值，按
下式确定：通常，三相异步电动机直接用工频起动时起动电
流为其额定电流的5～7 倍，对于电动机功率小于10kW的电 机直接起动时，可按下式选取变频器。
式中：
I1CN≥IK/Kg
① 电机在空载时也流过额定电流的30％～50％的励磁电流。 ② 起动时流过的起动电流与电动机施加的电压、频率相对应，而 与负载转矩无关，如果变频器容量小，此电流超过过流容量，则往往不 能起动。 ③ 电机容量大，则以变频器容量为基准的电机漏抗百分比变小， 变频器输出电流的脉动增大，因而过流保护容量动作，往往不能运转。 ④ 电机用通用变频器起动时，其起动转矩同用工频电源起动相比 多数变小，根据负载的起动转矩特性，有时不能起动。另外，在低速运 转区的转矩有比额定转矩减小的倾向，用选定的变频器和电机不能满足 负载所要求的起动转矩和低速区转矩时，变频器和电机的容量还需要再 加大。
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3. 变频器型式的选择——根据负载特性选择变频器 （3）对于轧钢、造纸、塑料薄膜加工线等恒功率负载 对精度、动态性能要求较高、响应快的生产机械，采用
矢量控制型高性能变频器是一种很好的选择。 矢量控制方式只能一台变频器驱动一台电动机，当一台
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2. 变频器基础知识——定义、控制对象 定义： 变频器是交流电气传动系统的一种,是将交流工频电源 转换成电压、频率均可变的适合交流电机调速的电力电子变 换装置。 控制对象： 三相交流异步电机和三相交流同步电机，标准适配电机 极数是2/4极。
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2. 变频器基础知识——工作原理
按下式确定：
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3. 变频器容量的选择——工频直接起动时的容量计算
根据加速、恒速、减速等各种运行状态下的电流值，按
下式确定：通常，三相异步电动机直接用工频起动时起动电
流为其额定电流的5～7 倍，对于电动机功率小于10kW的电 机直接起动时，可按下式选取变频器。
式中：
I1CN≥IK/Kg
① 电机在空载时也流过额定电流的30％～50％的励磁电流。 ② 起动时流过的起动电流与电动机施加的电压、频率相对应，而 与负载转矩无关，如果变频器容量小，此电流超过过流容量，则往往不 能起动。 ③ 电机容量大，则以变频器容量为基准的电机漏抗百分比变小， 变频器输出电流的脉动增大，因而过流保护容量动作，往往不能运转。 ④ 电机用通用变频器起动时，其起动转矩同用工频电源起动相比 多数变小，根据负载的起动转矩特性，有时不能起动。另外，在低速运 转区的转矩有比额定转矩减小的倾向，用选定的变频器和电机不能满足 负载所要求的起动转矩和低速区转矩时，变频器和电机的容量还需要再 加大。
《西门子变频器培训》课件
变频器维护与保养
日常维护及保养工作
进行定期的日常保养工作，可以 延长变频器的使用寿命，减少损 耗和故障的发生。
安全注意事项
进行定期的日常保养工作，可以 延长变频器的使用寿命，减少损 耗和故障的发生。
寿命和损耗的评估方法
对变频器的寿命和损耗进行评估， 可以更好地管理和掌控设备使用 状态，及时进行修复和更换。
变频器操作与调试
1
启停和调速操作
2
进行启停和调速操作时，应保证变频器和
电机的匹配，合理设置起、停、运行等参
数。
3
参数配置及参数讲解
了解并合理配置参数，是保证变频器正常 运行的基础，也是使用变频器的关键。
性能调试与优化
优化调节方法，保释传感器数据和输出波 形，提高启动效率，降低噪声和震动。
变频器应用实例
变频器基础知识
结构和组成部分
变频器主要包括滤波电容、IGBT 等组成部分，通过调整频率和电 压来实现对电机转速的控制。
工作原理与控制方式
变频器主要有矢量控制、直接转 矩控制等控制方式，通过改变电 机的电源电压来实现控制效果。
保护和故障处理方法
常见故障有过流、过压、过载等， 应及时排除隐患，采取措施避免 未来故障的发生。
变频器新技术和未来发展
1
新技术和研发趋势
变频器在智慧制造、大数据、人工智能等方面都有着广泛的应用前景，相关技术 的发展也将带来新的变革。
2
能源控制方面的应用前景
环保形势下，变频器在能源控制方面也有着广泛的应用前景，可以实现节能、减 排等目标。
3
绿色环保与可持续发展
变频器在应用中，将推动工业绿色化和可持续发展，为社会和环保事业做出更大 的贡献。
西门子变频器技术入门及实践-3
6SL3525-0PE24-0AA1 6SL3525-0PE25-5AA1 6SL3525-0PE27-5AA1
①带状态 LED 的数字量输入 0~5 ②总线 IN 和 OUT（PROFINET 或 PROFIBUS） ③24 V DC 电源（IN 和 OUT） ④手持型操作面板 IOP 的光纤接口 ⑤变频器状态 LED ⑥USB-PC接口，PROFIBUS地址开关和总线终端开关 ⑦带状态 LED 的数字量输出 0 和 1 ⑧HTL 编码器接口 ⑨模拟量输入 0 和 1 ⑩存储卡的插槽（在控制单元的背面） ⑪PROFINET 状态 LED ⑫保护接地端子 ⑬电源连接器 ⑭连接器，用于接入电机、抱闸和温度传感器
➢ G120系列变频器可实现对交流异步电动机进行低成本、高精度的转速/转矩控制。 从结构形式的不同，主要分为：
（1）内置式变频器（例如G120、G120P、G120L） （2）紧凑型变频器（例如G120C） （3）分布式变频器（例如G120D）
3.2 G120内置式变频器
SINAMICS G120内置式变频器由多种不同功能单元组成，其中两种必要的单元包括控制 单元（Control Unit，简称 CU）和功率模块（Power Module，简称PM）。
（2）在线 DT Configurator 西门子驱动产品在线选型工具
（3）SIZER for Siemens Drives SINAMICS 及MICROMASTER 4 系列驱动产品的选型工具
（4）Drive ES软件 可以组态、分析、诊断和启动西门子运动控制单元的一种配置系统软件
（5）STARTER调试工具 可实现SINAMICS 及MICROMASTER 4 系列变频器的调试、优化和诊断的一款软件
西门子变频器实操课件1
1．变频器要求恢复出厂设置。
2．要求变频器进行一个快速调试过程，要求设定电机参数，额定电压为150V,额定电流为0.3A，额定频率为50HZ。
需要面板启动设备，面板调节频率，调节频率为25HZ,加速时间设定为40S。
3.要求外部端子启动变频器，外部电位器调节频率，调节频率为35HZ，开关量输出继电器输出一个运行信号。
4.要去实现点动功能，设置点动频率为10HZ，实现正反转。
正向点动频率P1058，反向点动频率P1059
5.要求由UP, DOWN端子控制频率的大小，启动由外部端子启动。
6.要求实现一个外部故障输入功能。
7.实现本地远程切换功能。
要求由端子8切换功能。
本地要求面板启动，面板调频
远程要求端子启动，外部电位器调频。
西门子变频器技术入门及实践-第10-11章
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
PLC信号类型 DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI DI AI AI DO DO DO DO DO DO DO DO DO DO
（1）可访问节点与在线/上载
情况1：新建项目，点击具条中的在线按钮，通过可访问节点上载设备组态。
情况2：在项目树中选中已有的G120变频器设备，点击工具条中的在线按钮。
（2）驱动装置的参数查询及设置
在项目视图中，双击控制单元下的 “Expert list” 。
如果是在离线模式下，则显示项目 中的变频器参数；如果当前是在线 模式，则显示所连接的变频器实际 参数。
（2）PLC控制器
➢ PLC控制器为性价比较高的CPU1214C AC/DC/RLY型，它自身带14点DI输入，10点DO输出。
（3）电动机
➢ 精研90YS90DY22型电动机，电机外径90mm，功率90W，输出轴为圆轴，使用三相220V电源供电。
➢ 供电频率50Hz时，电机电流为0.56A，额定转速为1300r/min，起动转矩为2000mN·m，额定转矩 为700 mN·m；
西门子变频器技术入门及实践 10-11Βιβλιοθήκη 刘长青 编著 2020.5
目录
➢ 1绪论 ➢ 2交流异步电动机 ➢ 3西门子G120变频器 ➢ 4 G120变频器安装与接线 ➢ 5 G120变频器的基本调试 ➢ 6 G120变频器的操作与设置 ➢ 7 G120变频器的网络通信 ➢ 8 G120变频器的保存和传送设置 ➢ 9 G120变频器的故障检测与维护 ➢ 10 STARTER软件简介 ➢ 11 变频器操作实践
《西门子系列变频器》课件
3 输送带
4 机床
适用于输送带的西门子系列变频器可精确 控制输送速度和负载力，提高生产效率。
通过调整机床的进给速度和加工参数，西 门子系列变频器能够提高加工质量和效率。
功能与优点
强大的故障诊Biblioteka 功 能西门子系列变频器通过内置 的故障诊断系统，能够快速 识别并定位设备故障，提高 维修效率。
提高工业生产效率
3 深入了解和应用
通过本课件的介绍，希望能够引导观众进一步了解西门子系列变频器的使用和应用场景。
通过优化控制和调速功能， 西门子系列变频器能够提高 工业生产线的效率和生产能 力。
方便远程监测
西门子系列变频器内置通信 系统，可以实现对设备的远 程监测和控制，提高工作效 率和响应速度。
安装与调试
1
变频器的安装
将变频器正确安装到设备上，并连接必要的电源和信号线，确保安全和稳定的运 行。
2
变频器的调试和运行
精确控制
通过精确控制电机进给速度，变频器能够满足不同工况对速度和扭矩的要求。
可靠性高
西门子系列变频器采用优质材料和先进工艺，确保设备稳定运行并具有长寿命。
应用领域
1 水泵
2 风机
西门子系列变频器广泛应用于水泵系统， 以实现精确的水流控制和节能运行。
在工业风机中，使用西门子系列变频器可 以实现精确的风量控制和智能节能。
进行适当的参数设置和调试，确保变频器与设备协同工作，并满足预期的性能要 求。
3
常见问题及解决方案
介绍一些常见的变频器故障和解决方案，帮助用户更好地使用和维护设备。
总结
1 优点和应用
西门子系列变频器具有高效节能、精确控制和可靠性高的特点，广泛应用于各个工业领 域。
西门子变频器基础知识(1)幻灯片PPT
2021/5/25
4
• 根据工艺选型；
• 一拖多选型时应注意按变频器额定电流80％选 型，且注意电缆长度问题；
• 大惯量负载需要（频繁）制动应选择带内置制动 单元的MM440（90kW以上需外接制动单元）
• 其它注意；
• 高海拔、长电缆、需要高开关频率等特殊使用条 件下应考虑将变频器功率适当放大
• 根据需要选用输入/输出电抗器
2021/5/25
6
产品选型
负载类型 • 变频器选型
产品序列号：
• 每一台变频器都有一个单独的序列号，用来分辨每 一台产品；
• 序列号构成如下：
1 2 3 45 6
7 8 9 10 11 12
X A M4 2 1－ 0 0 0 0 0 1
第1、2位表示产地； • 第3位表示生产年份； • 第4位表示生产月份； • 第5、6位代表生产日期； • 第7－12位代表一天内的一个单独的标号；
MM440带内置滤波器： 6SE6440－2AD34－5FA1
2021/5/25
9
产品选型
• 一拖多的选型，一台变频器拖动4台1.5kW电动机，单台电机 电流为3.4A，电压380V，负载为恒转矩负载；
一拖多的选型在总电缆长度未超标的情况下，可按变频器额
定电流的80％选型；
3.4X4/0.8=17A，所以可选用7.5kW MM420或MM440；
负载类型
变频器选型
转矩
恒转矩 辊道
转速
转矩
变转矩 风机、水泵
转矩
2021/5/25
转速
恒转矩 恒功率 卷绕
转速
转矩
高起动转矩 搅拌 时间
周期性负载 起重机 时间
3
西门子变频器技术入门及实践-第7-9章
位号
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
15
报文20 该位为1时，接通就绪
含义
其它报文
该位为1时，运行就绪
该位为1时，运行使能
该位为1时，变频器故障
该位为0时，OFF2（惯性停车功能）激活
该位为0时，OFF3（快速停止）激活
该位为1时，禁止合闸，只有在给出 OFF1 指令并重新给出 ON指令后，才能接通电机。
3000 m
电磁波 -
IEEE 802.11 x
取决于所用的扩展符 号（a、g、h等）
100 m
灵活性更高， 联网到远程、 难以访问的设 备时成本较低
7.2.2 G120变频器的 PROFINET通信
在PROFINET网络中，控制器有两种方式能够访问变频器的参数： ➢ 通过周期性通信的PKW通道，控制器每次只能读或写一个参数，PKW通道的长度固定为4个字。 ➢ 通过非周期通信，控制器访问变频器数据记录区，每次可以读或写多个参数。
PROFINET是由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International——PI）推出的新一 代基于工业以太网技术的自动化总线标准。可以完全兼容工业以太网和现有的现场 总线技术（例如PROFIBUS）。
根据响应时间的不同，PROFINET支持TCP/IP标准通信、实时（Real Time，RT）通 信和等时同步实时（Isochronous Real-Time）通信三种通信方式。
西门子变频器技术入门及实践 7-9
刘长青 编著 2020.5
目录
➢ 1绪论 ➢ 2交流异步电动机 ➢ 3西门子G120变频器 ➢ 4 G120变频器安装与接线 ➢ 5 G120变频器的基本调试 ➢ 6 G120变频器的操作与设置 ➢ 7 G120变频器的网络通信 ➢ 8 G120变频器的保存和传送设置 ➢ 9 G120变频器的故障检测与维护 ➢ 10 STARTER软件简介 ➢ 11 变频器操作实践
《西门子变频器培训》课件
《西门子变频器培训》课件汇报人：2023-12-24•西门子变频器简介•西门子变频器的工作原理•西门子变频器的安装与调试目录•西门子变频器的维护与保养•西门子变频器的案例分析01西门子变频器简介变频器通过电力电子技术和微处理技术实现频率的调节，可以精确控制电机的转速和转矩，实现高效、节能的运行。
变频器的主要组成部分包括整流器、滤波器、逆变器和控制器等，各部分协同工作实现电机的调速和控制。
变频器是一种将固定频率的交流电转换为可变频率和电压的设备，广泛应用于电机控制和节能领域。
变频器的基本概念西门子变频器的发展经历了多个阶段，从最初的模拟电路控制到现在的数字电路控制，实现了技术的不断升级和改进。
随着电力电子技术和微处理技术的不断发展，西门子变频器的性能和功能也不断增强，能够满足各种复杂的应用需求。
西门子变频器在发展过程中，不断创新和优化，提高了产品的可靠性和稳定性，为用户提供了更加高效、可靠的解决方案。
西门子变频器在工业自动化领域应用广泛，如纺织、印刷、包装、电梯等，能够实现电机的精确控制和高效运行。
在交通运输领域，西门子变频器用于地铁、动车、船舶等交通工具的牵引和制动控制，提高运行安全性和舒适性。
在能源领域，西门子变频器用于风力发电、水力发电等可再生能源的控制和调节，提高能源的利用效率。
此外，西门子变频器还应用于市政工程、环保工程等领域，为城市的可持续发展提供技术支持。
02西门子变频器的工作原理电源输入逆变器控制电路保护电路变频器的组成结构01020304变频器接收来自电网的电能，经过滤波和整流后供给逆变器。
逆变器将直流电转换为频率可调的交流电，供给电动机。
控制电路对输入的信号进行处理，控制逆变器的开关状态，实现变频调速。
保护电路对变频器进行过流、过压、欠压等保护，确保设备安全运行。
空间矢量控制（SVC）通过控制逆变器的开关状态，实现电动机的转矩和速度的控制。
直接转矩控制（DTC）通过检测电动机的电压和电流，控制电动机的转矩和速度。
《西门子变频器培训》PPT课件
CBP2:与PLC系统通讯，或者供用户调试变频 器。
PM5
ITSP2 MM3 SS52 SS52 (ET200S) (OP7)
CBP2: 通讯/调试接口
自动化与驱动培训
MV变频器控制柜UEL板
UEL板：用于将数字 电气信号转换成相应 的光信号。这样确保 了控制模块和各个 IGBT 、部分高压回 路的触发的开关命令 信号和返回信号的电 气隔离。 UEL主要用于下列单 元的触发/检测的光 电隔离：IGBT、直 流母线放电电阻、直 流母线预充电回路。
自动化与驱动培训
为何要使用变频器
电网电源直接供给给运电设备时， 会产生较大启动电流及转矩。 设备的可调速运转也是工业生产 的迫切需求。
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。 变频器的出现将设备的可调速运 行变成可能。 变频器也可实现设备启动过程中 的保护作用。 由于变频器的可调节电源频率功 能，所以变频器还能起到节能作 用。
MV变频器与断路器接口
自动化与驱动培训
MV变频器与电机速度编码器
电机编码器接线端
变频器接线端
自动化与驱动培训
MV变频器通讯接口
CS7板上的两块SS52卡因内部程序不同，所以不能上下互换。 SS52卡在CS7板及本卡上均有LED小灯，正常工作时，LED小灯为常亮。
CBP2通讯板
自动化与驱动培训
置于变频器主机箱的CBP2 通讯板通过PROFIBUS DP 将MV传动装置接至自动化系统。 CBP2板正常工作时，板上红黄绿三个LED小灯会同时闪烁。
自动化与驱动培训
MV变频器控制柜24V电源及检漏模块
24V电源 用于高压柜控制及速度编码器模块
绝缘监视仪
PM5
ITSP2 MM3 SS52 SS52 (ET200S) (OP7)
CBP2: 通讯/调试接口
自动化与驱动培训
MV变频器控制柜UEL板
UEL板：用于将数字 电气信号转换成相应 的光信号。这样确保 了控制模块和各个 IGBT 、部分高压回 路的触发的开关命令 信号和返回信号的电 气隔离。 UEL主要用于下列单 元的触发/检测的光 电隔离：IGBT、直 流母线放电电阻、直 流母线预充电回路。
自动化与驱动培训
为何要使用变频器
电网电源直接供给给运电设备时， 会产生较大启动电流及转矩。 设备的可调速运转也是工业生产 的迫切需求。
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。 变频器的出现将设备的可调速运 行变成可能。 变频器也可实现设备启动过程中 的保护作用。 由于变频器的可调节电源频率功 能，所以变频器还能起到节能作 用。
MV变频器与断路器接口
自动化与驱动培训
MV变频器与电机速度编码器
电机编码器接线端
变频器接线端
自动化与驱动培训
MV变频器通讯接口
CS7板上的两块SS52卡因内部程序不同，所以不能上下互换。 SS52卡在CS7板及本卡上均有LED小灯，正常工作时，LED小灯为常亮。
CBP2通讯板
自动化与驱动培训
置于变频器主机箱的CBP2 通讯板通过PROFIBUS DP 将MV传动装置接至自动化系统。 CBP2板正常工作时，板上红黄绿三个LED小灯会同时闪烁。
自动化与驱动培训
MV变频器控制柜24V电源及检漏模块
24V电源 用于高压柜控制及速度编码器模块
绝缘监视仪
西门子变频器技术入门及实践-6
（2）双线制控制方法 2
ON/OFF1 ON/OFF1 功能
正转
反转
0
0
OFF1：电机停止。
0
1
ON：电机正转。
1
0
ON：电机反转。
1
1
ON：电机旋转方向以第一个
为“1”的信号为准。
① 当设置p0015 = 控制电机，其中DI0为 ON/OFF1正转信号，DI1为ON/OFF1反转信号。
含义
CI
主设定值 p1522
附加设定值 p2253
转矩设定值 p2264
附加转矩 1
含义 扭矩上限 工艺控制器设定值 1 工艺控制器实际值
调整模拟量输入的定标曲线
AI0通道定标参数
P0757[0] P0758[0]
P0759[0] P0760[0] P0761[0]
AI1通道定标参数
P0757[1] P0758[1]
CO r0021
含义 实际频率
CO r0026
r0024 r0025
输出实际频率 输出实际电压
r0027
含义 直流母线电压实 际值 输出电流
调整模拟量输出的定标曲线
AO0通道定标参数 P0777[0]
P0778[0] P0779[0] P0780[0]
AO1通道定标参数 P0777[1]
P0778[1] P0779[1] P0780[1]
0
1
ON：电机正转。
1
0
ON：电机反转。
1
1
OFF1 ： 电 机 停 止 。
① 当设置p0015 = 18时，使用变频器的数字量输入DI0和DI1来控制电机，其中DI0为 ON/OFF1正转信号，DI1为ON/OFF1反转信号。
西门子变频器技术入门及实践-第7-9章
软件名称 TIA Portal STARTER
软件配置
版本 V13 V5.1
（1）组态S7-1200 的CPU和G120变频器通信
添加S7-1200 CPU
添加SINAMICS G120变频器
设置S7-1500的设备名称和IP地址
设置G120的设备名称和IP地址
（2）组态G120的通信报文 组态PROFINET PZD通信报文及通信I/O地址
网络中的每个PROFINET设备均通过其PROFINET接口进行唯一标识。为此，每个 PROFINET接口具有一个 MAC 地址（出厂默认值）和一个 IP 地址，还具有一个 PROFINET 设备名称。
PROFINET的传输介质及技术规范
物理属性 电气
光学
连接方法
RJ45 连接器ISO 60603-7
profinet的传输介质及技术规范物理属性连接方法电缆类型传输介质标准传输速率及通信模式两个设备间最大分段长度优势电气rj45连接器iso606037100basetx2x2双绞对称屏蔽铜质电缆满足cat传输要求ieee8023100mbps全双工100简单经济光学scrj45isoiec6175424100basefxpof光纤电缆塑料光纤pof9801000m纤芯直径外径isoiec607932100mbps全双工50m电位存在较大差异时使用对电磁辐射不敏感线路衰减低可将网段的长度显著延长覆膜玻璃光纤聚合体覆膜光纤pcf200230m纤芯直径外径isoiec607932100mbps全双工100mbfocbayonet光纤连接器及sc用户连接器isoiec60874单模玻璃纤维光纤电缆10125m纤芯直径外径isoiec607932100mbps全双工26km多模玻璃纤维光纤电缆50125及625125m纤芯直径外径isoiec93144100mbps全双工3000ieee80211灵活性更高联网到远程难以访问的设备时成本较低722g120变频器的profinet通信在profinet网络中控制器有两种方式能够访问变频器的参数
西门子变频器技术入门及实践-8
0信号表示写保护撤销，1信号表示写保护激活
如果使用 PC 工具（如：Stater软件），写保护功能只能在线生效，离线项目不设有 写保护。 写保护不需要密码。 写保护激活时，专家列表中设置p参数的输入区域显示为灰色。 变频器的某些功能不在写保护范围内，例如：写保护激活/撤销、修改访问级（p3）、 保存参数（p971）、安全移除存储卡（p9400）、恢复出厂设置、采用外部数据备份的 设置，等等。 对于多主站现场总线系统（例如：BACnet 或 Modbus RTU），即使写保护激活，仍 能修改参数。为确保写保护在该条件下仍保持生效，还需另外设置p7762 = 1。在变频 器调试软件STARTER 和 Startdrive 中，该参数仅可通过专家列表设置。
8.2将设置备份到 PC 上
使用变频器调试工具（例如：Starter软件，见第10章）可以将变频器设置上传到 PC 中，也可PC 的数据下载到变频器中。
步骤：使用USB 电缆或现场总线将安装了变频器调试软件的 PG/PC 和变频器互连， 并接通变频器的电源，实现变频器与PG/PC的通信，再执行上传或下载操作。
8.5专有技术保护
专有技术保护可防止未经授权读取变频器设置。 除了专有技术保护之外，还可以激活复制保护，防止未经授权复制变频器设置. 详情请参考G120变频器使用手册。
本章小结
本章主要对变频器设置数据的保存和传送进行了介绍，包括将 变频器设置备份至存储卡、PC机和操作面板，或将存储卡、 PC机和操作面板中的数据设置传送至变频器中，另外还简单介 绍了变频器的写保护技术，使操作人员轻松实现对变频器的数 据设置进行备份、下载和写保护等操作。
智能 操作面板中。
（2）将变频器设置从IOP智能操作面板备份至变频器中的步骤 ①接通变频器的电源。 ②在IOP智能操作面板中，通过旋钮选择“菜单”并按下“OK”键确认。 ③在“菜单”中选择“上传/下载”选项，并按下“OK”键确认。 ④在“上传/下载”子选项中，选择“下载：面板到驱动”，并按下“OK”键确认。 ⑤选择面板参数组编号，并按下“OK”确认，在提示信息中，选择“继续”，并按下
如果使用 PC 工具（如：Stater软件），写保护功能只能在线生效，离线项目不设有 写保护。 写保护不需要密码。 写保护激活时，专家列表中设置p参数的输入区域显示为灰色。 变频器的某些功能不在写保护范围内，例如：写保护激活/撤销、修改访问级（p3）、 保存参数（p971）、安全移除存储卡（p9400）、恢复出厂设置、采用外部数据备份的 设置，等等。 对于多主站现场总线系统（例如：BACnet 或 Modbus RTU），即使写保护激活，仍 能修改参数。为确保写保护在该条件下仍保持生效，还需另外设置p7762 = 1。在变频 器调试软件STARTER 和 Startdrive 中，该参数仅可通过专家列表设置。
8.2将设置备份到 PC 上
使用变频器调试工具（例如：Starter软件，见第10章）可以将变频器设置上传到 PC 中，也可PC 的数据下载到变频器中。
步骤：使用USB 电缆或现场总线将安装了变频器调试软件的 PG/PC 和变频器互连， 并接通变频器的电源，实现变频器与PG/PC的通信，再执行上传或下载操作。
8.5专有技术保护
专有技术保护可防止未经授权读取变频器设置。 除了专有技术保护之外，还可以激活复制保护，防止未经授权复制变频器设置. 详情请参考G120变频器使用手册。
本章小结
本章主要对变频器设置数据的保存和传送进行了介绍，包括将 变频器设置备份至存储卡、PC机和操作面板，或将存储卡、 PC机和操作面板中的数据设置传送至变频器中，另外还简单介 绍了变频器的写保护技术，使操作人员轻松实现对变频器的数 据设置进行备份、下载和写保护等操作。
智能 操作面板中。
（2）将变频器设置从IOP智能操作面板备份至变频器中的步骤 ①接通变频器的电源。 ②在IOP智能操作面板中，通过旋钮选择“菜单”并按下“OK”键确认。 ③在“菜单”中选择“上传/下载”选项，并按下“OK”键确认。 ④在“上传/下载”子选项中，选择“下载：面板到驱动”，并按下“OK”键确认。 ⑤选择面板参数组编号，并按下“OK”确认，在提示信息中，选择“继续”，并按下
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变频器主要应用于工业领域的机械和设备制造，以及家用电器中。
本章小结
本章主要对变频器的产生、基本结构、工作原理、分类进行了 介绍，并总结了变频器的优点和应用，使初学者对变频器有一 个简单的认识。
2交流异步电动机
2.1 交流异步电动机的结构 2.2 交流异步电动机的工作原理
2.3转差率、极数和电磁转矩 2.4 机械特性 2.5 铭牌数据
1绪论
1.1变频器的产生及概念 1.2变频器的基本结构 1.3变频器的工作原理
1.4变频器的分类 1.5 变频器的优点及应用
1.1变频器的产生及概念
1968年，以丹佛斯为代表的企业批量化生产变频器； 20世纪80年代中后期，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器技术实用化，商
品投入市场，得到了广泛应用； 近二十年，国产变频器逐步崛起，现已逐渐抢占高端市场。
（1）点a为电动机的空载工作点，此时T=0，n=n0，S=0。 （2）点b为电动机的额定工作点，此时T=TN，n=nN，S=SN。
TN
9.55
PN nN
一般nN=（0.94~0.95）n0，SN=0.06~0.015。
（3）点c为电动机的临界工作点，此时T=Tmax，n=nm，S=Sm。
Sm
R2 X 20
西门子变频器技术入门及实践 1-3
2020.5
目录
➢ 1绪论 ➢ 2交流异步电动机 ➢ 3西门子G120变频器 ➢ 4 G120变频器安装与接线 ➢ 5 G120变频器的基本调试 ➢ 6 G120变频器的操作与设置 ➢ 7 G120变频器的网络通信 ➢ 8 G120变频器的保存和传送设置 ➢ 9 G120变频器的故障检测与维护 ➢ 10 STARTER软件简介 ➢ 11 变频器操作实践
T max
K
U2 2X 20
（4）点d为电动机的启动工作点，此时T=TST，n=0，S=1。
Tst
K
R 2U 2
R 22
X2 20
规格化转矩-转差率特性
在实际应用中，通常使用转矩-转差率特性的实用表达式（也称规格化转矩-转差率特性） 计算机械特性，
T
2Tmax
/( S Sm
Sm S
)
当S〈〈Sm时，则S/Sm〈〈Sm/S，可忽略S/Sm ，此时转矩T与转差率S成正比。
异步电动机的调速方法：n
n0(1 S )
60f p
(1 S )
（1）改变定子绕组相电压调速：改变S （2）转子电路串接电阻调速：改变S （3）改变极对数调速：改变p （4）变频调速：改变f
注意： 由于 E 1 4.44f1N 1 ，故Ф∝U1/f1
如果外加电压不变时，当改变f1时，会导致磁通Ф变化，从而增加涡流的损耗或使电 机容量得不到充分的利用。因此，通常在变频调速过程中使电压U1与频率f1成比例地 变化，使磁通Ф保持不变。
1.2变频器的基本结构
以交-直-交变频器为例
1.3变频器的工作原理
通过有规律地通断开关元件VT，在U、V、W端输出频率和电压可调的电源给异步电机。
1.4变频器的分类
1.5 变频器的优点及应用
➢ （1）不产生起动冲击电流 ➢ （2）实现灵活的软起动和制动 ➢ （3）节能 ➢ （4）提高生产效率 ➢ （5）实现可控制动 ➢ （6）多种保护功能
2.6定子绕组线端连接方式 2.7 三相异步电动机的调速方法
2.1 交流异步电动机的结构
定子：定子铁心、定子绕组（也称定子卷线或定子线圈。 转子：转子铁心、转子绕组。
2.2 交流异步电动机的工作原理
三相定子绕组的供电电流 接通三相交流电的定子绕组的磁场方向
2.3转差率、极数和电磁转矩
（1）转差率S
其他额定值：额定功率因数cosφN、额定效率ηN、额定负载转矩TN、线绕式异步电动机
转子静止时的滑环电压和转子的额定电流。
N
PN
100%
3U N I N cos N
2.6定子绕组线端连接方式
接线盒的端子星形接法
定子三相绕组星形接法
接线盒的端子三角形接法 定子三相绕组三角形接法
2.7 三相异步电动机的调速方法
T
2Tmax Sm
S
（2）人为机械特性
①降低电动机电源电压
②定子电路接入电阻或电抗
③改变定子电源频率
④转子电路串接电阻
2.5 铭牌数据
（1）型号 （2）额定功率PN （3）额定电压UN （4）额定频率f （5）额定电流I （6）额定转速n （7）工作方式 （8）温升（或绝缘等级） （9）电机重量
3.1西门子变频器产品
根据使用范围和工艺需求的不同，西门子变频器分为低压变频器、 高压变频器和直流变频器。其中， SINAMICS系列驱动产品是西 门子变频器最新的驱动平台。
SINAMICS系列驱动产品类型及应用
低压交流
类型 V系列 G系列 S系列
功率 0.12- 0.600kW 5700kW
S
n0 n n0
（2）同步转速n0和极对数p
（3）电磁转矩T
2.4 机械特性
异步电动机的机械特性是表征转子转速n与电磁转矩T之间关系 的特性，以函数n=f（T）表示。
（1）固有机械特性 （2）人为机械特性
（1）固有机械特性
异步电动机在额定电压和额定功率下，用规定的接线方式， 在定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性 称为固有机械特性，也称自然机械特性。
通常，把电压和频率固定不变的工频交流电源变换为电压或频率可变的交流电的装 置称之为“变频器”。
在实际应用中，变频器主要用于三相交流异步电动机的调速，又称变频调速器。
变频器的应用示意
变频器的品牌及实物外观
（1）西门子变频器V20 （2）台达变频器VFD015EL21A
（3）ABB变频器ACS355
本章小结
本章主要对变频器的驱动对象——交流异步电动机进行了介绍， 包括交流异步电动机的结构、工作原理、基本参数和机械特性 等基本知识，也简单介绍了交流异步电动机的铭牌数据、接线 方式和调速方法等使用过程中必须了解的常识，使初学者对变 频器的驱动对象有一个基本的认识。
3西门子G120变频器
3.1西门子变频器产品 3.2 G120内置式变频器 3.3 G120分布式变频器和紧凑型变频器
直流电压 中压交流
DCM
中压系列
6kW-30MW 0.15-85MW
SINAMICS G120系列变频器
本章小结
本章主要对变频器的产生、基本结构、工作原理、分类进行了 介绍，并总结了变频器的优点和应用，使初学者对变频器有一 个简单的认识。
2交流异步电动机
2.1 交流异步电动机的结构 2.2 交流异步电动机的工作原理
2.3转差率、极数和电磁转矩 2.4 机械特性 2.5 铭牌数据
1绪论
1.1变频器的产生及概念 1.2变频器的基本结构 1.3变频器的工作原理
1.4变频器的分类 1.5 变频器的优点及应用
1.1变频器的产生及概念
1968年，以丹佛斯为代表的企业批量化生产变频器； 20世纪80年代中后期，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器技术实用化，商
品投入市场，得到了广泛应用； 近二十年，国产变频器逐步崛起，现已逐渐抢占高端市场。
（1）点a为电动机的空载工作点，此时T=0，n=n0，S=0。 （2）点b为电动机的额定工作点，此时T=TN，n=nN，S=SN。
TN
9.55
PN nN
一般nN=（0.94~0.95）n0，SN=0.06~0.015。
（3）点c为电动机的临界工作点，此时T=Tmax，n=nm，S=Sm。
Sm
R2 X 20
西门子变频器技术入门及实践 1-3
2020.5
目录
➢ 1绪论 ➢ 2交流异步电动机 ➢ 3西门子G120变频器 ➢ 4 G120变频器安装与接线 ➢ 5 G120变频器的基本调试 ➢ 6 G120变频器的操作与设置 ➢ 7 G120变频器的网络通信 ➢ 8 G120变频器的保存和传送设置 ➢ 9 G120变频器的故障检测与维护 ➢ 10 STARTER软件简介 ➢ 11 变频器操作实践
T max
K
U2 2X 20
（4）点d为电动机的启动工作点，此时T=TST，n=0，S=1。
Tst
K
R 2U 2
R 22
X2 20
规格化转矩-转差率特性
在实际应用中，通常使用转矩-转差率特性的实用表达式（也称规格化转矩-转差率特性） 计算机械特性，
T
2Tmax
/( S Sm
Sm S
)
当S〈〈Sm时，则S/Sm〈〈Sm/S，可忽略S/Sm ，此时转矩T与转差率S成正比。
异步电动机的调速方法：n
n0(1 S )
60f p
(1 S )
（1）改变定子绕组相电压调速：改变S （2）转子电路串接电阻调速：改变S （3）改变极对数调速：改变p （4）变频调速：改变f
注意： 由于 E 1 4.44f1N 1 ，故Ф∝U1/f1
如果外加电压不变时，当改变f1时，会导致磁通Ф变化，从而增加涡流的损耗或使电 机容量得不到充分的利用。因此，通常在变频调速过程中使电压U1与频率f1成比例地 变化，使磁通Ф保持不变。
1.2变频器的基本结构
以交-直-交变频器为例
1.3变频器的工作原理
通过有规律地通断开关元件VT，在U、V、W端输出频率和电压可调的电源给异步电机。
1.4变频器的分类
1.5 变频器的优点及应用
➢ （1）不产生起动冲击电流 ➢ （2）实现灵活的软起动和制动 ➢ （3）节能 ➢ （4）提高生产效率 ➢ （5）实现可控制动 ➢ （6）多种保护功能
2.6定子绕组线端连接方式 2.7 三相异步电动机的调速方法
2.1 交流异步电动机的结构
定子：定子铁心、定子绕组（也称定子卷线或定子线圈。 转子：转子铁心、转子绕组。
2.2 交流异步电动机的工作原理
三相定子绕组的供电电流 接通三相交流电的定子绕组的磁场方向
2.3转差率、极数和电磁转矩
（1）转差率S
其他额定值：额定功率因数cosφN、额定效率ηN、额定负载转矩TN、线绕式异步电动机
转子静止时的滑环电压和转子的额定电流。
N
PN
100%
3U N I N cos N
2.6定子绕组线端连接方式
接线盒的端子星形接法
定子三相绕组星形接法
接线盒的端子三角形接法 定子三相绕组三角形接法
2.7 三相异步电动机的调速方法
T
2Tmax Sm
S
（2）人为机械特性
①降低电动机电源电压
②定子电路接入电阻或电抗
③改变定子电源频率
④转子电路串接电阻
2.5 铭牌数据
（1）型号 （2）额定功率PN （3）额定电压UN （4）额定频率f （5）额定电流I （6）额定转速n （7）工作方式 （8）温升（或绝缘等级） （9）电机重量
3.1西门子变频器产品
根据使用范围和工艺需求的不同，西门子变频器分为低压变频器、 高压变频器和直流变频器。其中， SINAMICS系列驱动产品是西 门子变频器最新的驱动平台。
SINAMICS系列驱动产品类型及应用
低压交流
类型 V系列 G系列 S系列
功率 0.12- 0.600kW 5700kW
S
n0 n n0
（2）同步转速n0和极对数p
（3）电磁转矩T
2.4 机械特性
异步电动机的机械特性是表征转子转速n与电磁转矩T之间关系 的特性，以函数n=f（T）表示。
（1）固有机械特性 （2）人为机械特性
（1）固有机械特性
异步电动机在额定电压和额定功率下，用规定的接线方式， 在定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性 称为固有机械特性，也称自然机械特性。
通常，把电压和频率固定不变的工频交流电源变换为电压或频率可变的交流电的装 置称之为“变频器”。
在实际应用中，变频器主要用于三相交流异步电动机的调速，又称变频调速器。
变频器的应用示意
变频器的品牌及实物外观
（1）西门子变频器V20 （2）台达变频器VFD015EL21A
（3）ABB变频器ACS355
本章小结
本章主要对变频器的驱动对象——交流异步电动机进行了介绍， 包括交流异步电动机的结构、工作原理、基本参数和机械特性 等基本知识，也简单介绍了交流异步电动机的铭牌数据、接线 方式和调速方法等使用过程中必须了解的常识，使初学者对变 频器的驱动对象有一个基本的认识。
3西门子G120变频器
3.1西门子变频器产品 3.2 G120内置式变频器 3.3 G120分布式变频器和紧凑型变频器
直流电压 中压交流
DCM
中压系列
6kW-30MW 0.15-85MW
SINAMICS G120系列变频器