西门子变频器培训

在每个菜单上可使用上、下选菜单，ENTER进入子菜单： OP7仅仅可对变频器设置部分的参数。
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OP7操作面板的参数设置
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OP7操作面板的参数设置
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OP7操作面板的参数设置
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MV变频器常用维护
关于中压变频器的几个特性： 在MV中压变频器的直流母线上跨接有放电电阻，其作用是当出现紧急情况需要紧急停车时，在变频器给高压断路器发出 分闸命令80ms后，变频器不判断断路器是否断开，放电电阻开始导通，将变频器整流回路的残余电量释放掉。
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MV变频器常用维护
关于中压变频器的几个特性： 在MV中压变频器的整流回路上跨接有大容量电容，电容回路的电路特性是：无法承受di/dt 的快速变化，因为电容对于直 流电在导通的瞬间相当于短路，所以如果直接将高压电直接输送到变频器整流回路上，会对变频器造成严重的损坏 。
正常的变频器启动顺序是，变频器在工作前，先通过一个交流升压器将AC380V辅助电源的电压施加到整流单元直流母线 上，经过10秒左右的直流母线充压，直流母线电压达到DC3300V之后，再断开预充电回路，并对高压断路器柜发出合闸指令。 由此可见，下列操作是被严禁的： 在变频器处于正常停车状态时，人为手动对高压断路器柜进行合闸操作。 变电所高压进线柜或上级变电所跳闸后，因变频变压器高压柜未配置失压脱扣装置导致该高压柜未跳闸的，这时高压进线 柜或上级变电所恢复供电的。 鉴于任何停车状态下手动合闸高压断路器柜都会对变频器造成损坏，建议封锁高压柜的手动合闸回路
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OP7操作面板的参数设置
在变频器OP7面板上按F2(HOME)进入菜单选择画面： 10 开始显示 14 闭环速度/频率控制 18 服务菜单 11 电机数据 15 磁场定向控制 19 半导体诊断 12 传动系统数据 16 变频器开环控制 20 跟踪A 13 设定值通道 17 OP7 系统设定 21 跟踪B
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OP7操作面板
置于变频器主机箱的OP7 上能够实现选择一定的参数去控制和观察传 动系统。 在OP7操作窗口上共显示四行文字，如果当前显示内容为初始显示内 容时，第一行为MV变频器的版本号，第二行为控制系统给定变频器 的速度设定，第三行为电机速度返回，第四行为变频器的当前状态。 在任何非初始显示内容时，可以通过多次按”ESC”键和按一 次”ENTER”键返回初始显示画面。 在初始显示内容下，变频器状态的内容有： Fault－变频器有禁止启动故障存在，如变压器瓦斯、温度故障，变频 柜急停按下等； Not Ready－高压断路器柜隔离未合，或PLC给变频器正在发送急停 信号； Ready－变频器合闸准备好； Ready to Operate－高压断路器已合闸，变频器允许运行； Operate－变频器运行中。 在初始显示内容下，可按一下”ESC”键和上下左右键查看变频器当 前详细故障/状态，以及历史故障记录。 在初始显示内容下，按下键可查看变频器的运行各种参数，如电压、 电流、功率、直流母线电压等
由此可见，只要在紧急停车条件下断路器未断开，或者在变频器处于紧急停车状态下断路器合闸，都会烧毁变频器整流回 路的放电电阻模块以及放电电阻附近的线缆。造成这些事故的可能原因有： 断路器机构存在故障； 高压柜操作电源丢失，并且断路器柜没有配置失压脱扣装置； 在变频器处于急停状态时，人为手动对高压断路器柜进行合闸操作。
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MV变频器控制柜ET200S模块
ET200S： 用于变频器控制和监控硬件(辅助 运行，温度监控，高压断路器控 制功能等)。 此外，它还作为系统侧接口的控 制端子排。
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MV变频器控制柜OP7操作面板
OP7 操作面板： 四行显示文本 用于SIMOVERT MV 变频器的本地操作。 它具有操作控制和监控功能。 OP7 操作面板键具有开环和闭环控制软件。 可选用下列功能: 显示传动系统实际值 用上/下键或数字键可以输入速度设定值 可以读或删除故障/报警信息 对模拟输出可选择实时时间和跟踪信号 在OP7 操作面板上可显示下列实际值: 速度实际值 转矩 电机电压 电机功率因数 电机电流 直流母线电压 电机功 运行时间图
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MV变频器常用维护
中压变频器OP7常见故障代码及应急处理 001 检查主断路器是否打到远程，或检查主断路器的“准备好”是否断线 002 变频器的OFF 命令尚未发出，但主断路器已脱扣。这可能是主断路器的保护继电 器所引起的 003 “主断路器ON”反馈信号丢失或找不到，主断路器并未合闸。检查欠压脱扣线圈 是否动作 004 在“断开主断路器”命令之后， “主断路器OFF”反馈信号丢失或找不到，主断路 器并未分闸，检查线路，检查前要在高压开关处分闸，切不可开门或按急停。 017 最少是一个保护断路器来的辅助触点的反馈信号丢失或找不到，控制柜电源故障。 018 绝缘故障。检查全部电缆是否有相短，或是接地短。 019 IGBT 触发回路电源过流故障，从启控制柜。 020 检查是否有人开门，门限位动作。 024 检查是否有人将门上的急停按下。 025、026、027、028 这四个是因为室内温度过高，请安装空调或是增加风道 048 在电网故障后，自动再启动功能无法将变频器再启动(有自动再启动功能) 049、050 用户自定义外部故障动作。 051、052 用户自定义外部报警动作。 074 检查离心散热风机是否转动，检查控制柜空气开关是否动作。 080 更换离心散热风机。 121 变压器 报警1 122 变压器 报警2 123 变压器 故障1 124 变压器 故障2 138、168 检查电网电压是否过高，如果是高于10%请调节变压器抽头以调全工厂民 网 229 编码器故障（电机带编码器）
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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。
IGCT
绝缘栅双极晶体管（IGBT） 目前市场主流大功率开关器件 通断工作频率高，输出曲线平 滑 驱动损耗小 集成门极换流晶闸管 （IGCT） 高阻断能力和低通态压降 ，市 场化最高性能可达到4.5kV／4kA 较高的通断频率 有效硅面积小、低损耗 di/dt，既导通瞬间电流特性不 佳 西门子中压MV变频器采用IGBT 作为其逆变单元的开关器件
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MV变频器常用维护
当变频器发生故障时应多次按压OP7上复位按钮（ACK键），之后如仍发现变频器初始显示画面 显示Fault，再按OP7上的ESC键以查看不能复位的故障的故障代码（故障多时可用向上键和向 下键翻动），确定故障代码后查看变频器的维护说明书来查找故障原因并进行相应的解决。 变频器门已配备滤网，维护人员应定期（环境较差的地方建议不超过1个月）进行除尘（用吸尘 器吸，操作时注意不要把变频器的线路损坏）。滤网严禁用水清洗。 变频器运行时不允许打开整流、逆变单元柜门，变频器停止40分钟后，在OP7在初始显示画面下 按下键两次查看直流母线电压Udc降至1%(DC33V安全电压)以下后方可开门。
逆变
电机
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
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变频器逆变器输出波形
直流母线
0
0
0
变频器的逆变单元，是用过 频繁的导通、关断晶闸管/晶 体管来产生不同频率的直流 电。 高速变化的直流电流/电压可 近似的看作为按正弦波变化 的交流电流/电压电源。
-
3AC 2.3 kV
M 3~
单直流母线
双直流母线
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西门子中压MV变频器外观
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变频器控制柜外观
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MV变频器控制柜主机箱
PM5:CPU模块,处理控制任务,如逻辑、通讯、 信号、设定、速度控制和变频器监控。
电池
ITSP2:所有硬件相关的开环和闭环控制功 能和实际值检测功能。 MM3:缓冲存储器模块包含一个存储器(RAM), 通过它,CPU 模块可以进行数据交换。
SS52:用于连接操作面板OP7和外部IO接口 ET200S的通讯板块。
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
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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。
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MV变频器功率柜
IGBT功率模块
风压继电器及GSV电源
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MV变频器风压继电器及GSV电源
风压继电器
GSV电源
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MV变频器控制柜前门
OP7操作面板 急停按钮
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MV变频器控制柜后视
直流母线放电电阻
放电电阻触发晶闸管
预充电回路
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MV变频器与断路器接口
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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
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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。
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CBP2通讯板
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小灯百度文库同时闪烁。
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何为变频器
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。 整流 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。
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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
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MV变频器控制柜电源
GSV电源开关 用于IGBT 触发、放电晶闸管触发、输 出电压和输出电流实际值检测及直流母 线电压检测。
预充电电源开关 AC380V至预充电升压变压器的开关。
IGBT
GTO
60s 70s 80s 90s 00s
时间
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西门子中压MV变频器基本结构
整流单元 直流母线 + 3AC 1.2 kV 50Hz 逆变单元
0
双相电源输入接口： 12 脉动工作变频器系通过2 台功率相同的并联连接的整 流单元或整流/回馈单元共同 供电。 它们可由一台次边相差30 ° 的三绕组变压器供电。由此， 电网扰动作用明显减小。其5 次和7 次谐波电流，相对于6 脉动工作来讲几乎完全抵销。 直流母线间跨接可控放电 电阻： 用于紧急情况下快速释放 直流母线上的残电压 双段直流母线： 产生更接近正弦曲线输出波形 单独控制电源： 中压MV变频器需要独立的 AC380V电源做为其控制电源
交流电机
由此可见，变频器的核心器 件既逆变器单元中的晶闸管/ 晶体管 理想晶闸管/晶体管应当具有 下列特性: 断开状态能承受较高的电压； 导通状态能承受较大电流并 具有很低的压降； 开关转换时，开/关速度快， 能承受很高的di/dt和dv/dt。
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大功率开关器件的发展
市场
门极关断晶闸管（GTO） 工作电流大，耐压等级高 关断回路不可靠