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西門子變頻器以其強大的品牌效應，打破了以前日本品牌變頻器在中國市場上的壟斷地位，據有關專業(yè)市場調研機構的統(tǒng)計，西門子的高低壓變頻器在中國市場上已位居第一。

西門子變頻器在中國市場的使用最早是在鋼鐵行業(yè)， 然而在當時電機調速還是以直流調速為主，變頻器的應用還是一個新興的市場，但隨著電子元器件的不斷發(fā)展以及控制理論的不斷成熟，變頻調速已逐步取代了直流調速，成為驅動產品的主流，西門子變頻器因其強大的品牌效應在這巨大的中國市場中取得了超規(guī)模的發(fā)展，西門子在中國變頻器市場的成功發(fā)展應該說是西門子品牌與技術的完美結合。在中國市場上我們能碰到的早期的西門子變頻器主要有電流源的SIMOVERT A,以及電壓源的SIMOVERT P，這些變頻器也主要由于設備的引進而一起進入了中國的市場，目前仍有少量的使用，而其后在中國市場大量銷售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西門子變頻器最為成功的一個系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我們常說的6SE70系列。它不僅提供了通用場合使用的AC變頻器，也提供了在造紙，化纖等特殊行業(yè)要求使用的多電機傳動的直流母線方案。當然西門子也推出了在我個人看來技術上比較失敗然而在市場上卻相當成功的ECO變頻器，在技術上的失敗主要是由于它有太高的故障率，市場上的成功主要是因為它超越了富士變頻器成為中國市場的第一品牌?，F(xiàn)在西門子在中國市場上的主要機型就是MM420，MM440.6SE70系列。

變頻器的設定參數多，每個參數均有一定的選擇范圍， 使用中常常遇到因個別參數設置不當，導致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。

控制方式：即速度控制、轉距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據控制精度，需要進行靜態(tài)或動態(tài)辨識。

最低運行頻率：即電機運行的最小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導致電纜發(fā)熱。

最高運行頻率：一般的變頻器最大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將使電機高速運轉，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉速運行，電機的轉子是否能承受這樣的離心力。

載波頻率：載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關的。

電機參數：變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率，這些參數可以從電機銘牌中直接得到。

跳頻：在某個頻率點上，有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個裝置比較高時；在控制壓縮機時，要避免壓縮機的喘振點。

變頻器日常使用中出現(xiàn)的一些問題，很多情況下都是因為變頻器參數設置不當引起的。西門子變頻器可設置的參數有幾千個，只有系統(tǒng)地、合適地、準確地設置參數才能充分利用變頻器性能。[1] 

變頻器控制方式的選擇由負荷的力矩特性所決定，電動機的機械負載轉矩特性根據下列關系式決定：

p= t n/ 9550

式中：p——電動機功率(kw)

t——轉矩(n. m)

n——轉速(r/ min)

轉矩t與轉速n的關系根據負載種類大體可分為3種[2]。

(1)即使速度變化轉矩也不大變化的恒轉矩負載，此類負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。

(2)隨著轉速的降低，轉矩按轉速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體泵等。

(3)轉速越高，轉矩越小的恒功率負載。此類負載如軋機、機床主軸、卷取機等。

變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數p1300設為0，變頻器工作于線性

v/f控制方式，將使調速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉速不在低頻段的一般恒轉矩調速對象。

將p1300設為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風機、水泵類負載。這類負載的軸功率n近似地與轉速n的3次方成正比。其轉矩m近似地與轉速n的平方成正比。對于這種負載，如果變頻器的v/f特性是線性關系，則低速時電機的許用轉矩遠大于負載轉矩，從而造成功率因數和效率的嚴重下降。為了適應這種負載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關系減小，從而減小電機的磁通和勵磁電流，使功率因數保持在適當的范圍內。

可以進一步通過設置參數使v/f控制曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值，具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當的提高以補償在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問題。適用于大起動轉矩的調速對象。

變頻器v/f控制方式驅動電機時，在某些頻率段，電機的電流、轉速會發(fā)生振蕩，嚴重時系統(tǒng)無法運行，甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護，使得電機不能正常啟動，在電機輕載或轉矩慣量較小時更為嚴重。可以根據系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點，在v/f曲線上設置跳轉點及跳轉頻帶寬度，當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運行。從p1091至p1094可以設定4個不同的跳轉點，設置p1101確定跳轉頻帶寬度。

有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉矩，用可編程的v/f控制對應設置變頻器參數即可得到所需控制曲線。設置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標，對應的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標。

參數p1300設置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善，調速范圍寬，低速范圍起動力矩高，精度高達0.01%，響應很快，高精度調速都采用svpwm矢量控制方式。

參數p1300設置為22，變頻器工作于矢量轉矩控制。這種控制方式是目前國際上最先進的控制方式，其他方式是模擬直流電動機的參數，進行保角變換而進行調節(jié)控制的，矢量轉矩控制是直接取交流電動機參數進行控制，控制簡單，精確度高。

MicroMaster440

西門子變頻器MicroMaster440是全新一代可以廣泛應用的多功能標準變頻器。

它采用高性能的矢量控制技術，提供低速高轉矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載能力，以滿足廣泛的應用場合。創(chuàng)新的BiCo（內部功能互聯(lián)）功能有無可比擬的靈活性。

主要特征：

200V-240V ?10%，單相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V?10%，三相，交流，0.37kW-250kW；

矢量控制方式，可構成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉矩控制；

高過載能力，內置制動單元；

三組參數切換功能。控制功能： 線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點設定v/f控制，磁通電流控制免測速矢量控制，閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉矩控制，節(jié)能控制模式；

標準參數結構，標準調試軟件；

數字量輸入6個，模擬量輸入2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個；

獨立I/O端子板，方便維護；

采用BiCo技術，實現(xiàn)I/O端口自由連接；

內置PID控制器，參數自整定；

集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊；

具有15個固定頻率，4個跳轉頻率，可編程；

可實現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式；

在電源消失或故障時具有"自動再起動"功能；

靈活的斜坡函數發(fā)生器，帶有起始段和結束段的平滑特性；

快速電流限制（FCL），防止運行中不應有的跳閘；

有直流制動和復合制動方式提高制動性能。

保護功能：

過載能力為200%額定負載電流，持續(xù)時間3秒和150%額定負載電流，持續(xù)時間60秒；

過電壓、欠電壓保護；

變頻器、電機過熱保護；

接地故障保護，短路保護；

閉鎖電機保護，防止失速保護；

采用PIN編號實現(xiàn)參數連鎖。

MicroMaster430

西門子變頻器MicroMaster430是全新一代標準變頻器中的風機和泵類變轉矩負載專家。功率范圍7.5kW至250kW。它按照專用要求設計，并使用內部功能互聯(lián)（BiCo）技術，具有高度可靠性和靈活性。控制軟件可以實現(xiàn)專用功能：多泵切換、手動/自動切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測、節(jié)能運行方式等。

主要特征：

380V-480V?10%，三相，交流，7.5kW-250kW；

風機和泵類變轉矩負載專用；

牢固的EMC（電磁兼容性）設計；

控制信號的快速響應；

控制功能：

線性v/f控制，并帶有增強電機動態(tài)響應和控制特性的磁通電流控制（FCC），多點v/f控制；

內置PID控制器；

快速電流限制，防止運行中不應有的跳閘；

數字量輸入6個，模擬量輸入2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個；

具有15個固定頻率，4個跳轉頻率，可編程；

采用BiCo技術，實現(xiàn)I/O端口自由連接；

集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊；

靈活的斜坡函數發(fā)生器，可選平滑功能；

三組參數切換功能：電機數據切換，命令數據切換；

風機和泵類專用功能：

多泵切換；

旁路功能；

手動/自動切換；

斷帶及缺水檢測 ；

節(jié)能方式；

保護功能：

過載能力為140%額定負載電流，持續(xù)時間3秒和110%額定負載電流，持續(xù)時間60秒;

過電壓、欠電壓保護；

變頻器過溫保護；

接地故障保護，短路保護；

I2t電動機過熱保護；

PTC Y電機保護。

西門子變頻器MicroMaster420

西門子變頻器MicroMaster420是全新一代模塊化設計的多功能標準變頻器。它友好的用戶界面，讓你的安裝、操作和控制象玩游戲一樣靈活方便。全新的IGBT技術、強大的通訊能力、精確的控制性能、和高可靠性都讓控制變成一種樂趣。

主要特征：

200V-240V ?10%，單相/三相，交流，0.12kW-5.5kW；

380V-480V?10%，三相，交流，0.37kW-11kW；

模塊化結構設計，具有最多的靈活性；

標準參數訪問結構，操作方便。

控制功能：

線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點設定v/f控制；

磁通電流控制（FCC），可以改善動態(tài)響應特性；

最新的IGBT技術，數字微處理器控制；

數字量輸入3個，模擬量輸入1個，模擬量輸出1個，繼電器輸出1個；

集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊/Device-Net模板；

具有7個固定頻率，4個跳轉頻率，可編程；

捕捉再起動功能；

在電源消失或故障時具有“自動再起動”功能；

靈活的斜坡函數發(fā)生器，帶有起始段和結束段的平滑特性；

快速電流限制（FCL），防止運行中不應有的跳閘；

有直流制動和復合制動方式提高制動性能；

采用BiCo技術，實現(xiàn)I/O端口自由連接。

保護功能：

過載能力為150%額定負載電流，持續(xù)時間60秒；

過電壓、欠電壓保護；

變頻器過溫保護；

接地故障保護，短路保護；

I2t電動機過熱保護；

采用PTC通過數字端接入的電機過熱保護；

采用PIN編號實現(xiàn)參數連鎖；

閉鎖電機保護，防止失速保護。

西門子G120C緊湊型變頻器

SINAMICS G120C緊湊型變頻器，在許多方面為同類變頻器的設計樹立了典范。包括它緊湊的尺寸，便捷的快速調試，簡單的面板操作，方便友好的維護以及豐富的集成功能都將成為新的標準。

SINAMICS G120C是專門為滿足OEM用戶對于高性價比和節(jié)省空間的要求而設計的變頻器，同時它還具有操作簡單和功能豐富的特點。這個系列的變頻器與同類相比相同的功率具有更小的尺寸，并且它安裝快速，調試簡便，以及它友好的用戶接線方式和簡單的調試工具都使它與眾不同。集成眾多功能：安全功能（STO,可通過端子或PROFIsafe激活），多種可選的通用的現(xiàn)場總線接口，以及用于參數拷貝的存儲卡槽。

SINAMICS G120C 變頻器包含三個不同的尺寸功率范圍從0.55kW到18.5kW。為了提高能效，變頻器集成了矢量控制實現(xiàn)能量的優(yōu)化利用并自動降低了磁通。該系列的變頻器是全集成自動化的組成部分，并且可選PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通訊接口。操作控制和調試可以快速簡單地采用PC機通過USB接口，或者采用BOP-2（基本操作面板）或IOP（智能操作面板）來實現(xiàn)。[2] 

操作人員必須熟悉西門子變頻器的基本工作原理、功能特點， 具有電工操作常識。在對變頻器日常維護之前，必須保證設備總電源全部切斷；并且在變頻器顯示完全消失的3-30分鐘（根據變頻器的功率）后再進行。應注意檢查電網電壓，改善變頻器、電機及線路的周邊環(huán)境，定期清除變頻器內部灰塵，通過加強設備管理最大限度地降低變頻器的故障率。

1、冷卻風扇

變頻器的功率模塊是發(fā)熱最嚴重的器件，其連續(xù)工作所產生的熱量必須要及時排出，一般風扇的壽命大約為20kh～40kh。按變頻器連續(xù)運行折算為3～5年就要更換一次風扇，避免因散熱不良引發(fā)故障。

2、濾波電容

中間電路濾波電容：又稱電解電容，該電容的作用：濾除整流后的電壓紋波，還在整流與逆變器之間起去耦作用，以消除相互干擾，還為電動機提供必要的無功功率，要承受極大的脈沖電流，所以使用壽命短，因其要在工作中儲能，所以必須長期通電，它連續(xù)工作產生的熱量加上變頻器本身產生的熱量都會加速其電解液的干涸，直接影響其容量的大小。正常情況下電容的使用壽命為5年。建議每年定期檢查電容容量一次，一般其容量減少20%以上應更換。

3、防腐劑的使用

因一些公司的生產特性，各電氣mcc室的腐蝕氣體濃度過大，致使很多電氣設備因腐蝕損壞（包括變頻器）。

為了解決以上問題可安裝一套空調系統(tǒng)，用正壓新鮮風來改善環(huán)境條件。為減少腐蝕性氣體對電路板上元器件的腐蝕，還可要求變頻器生產廠家對線路板進行防腐加工，維修后也要噴涂防腐劑，有效地降低了變頻器的故障率，提高了使用效率。

4、給變頻器除塵：變頻器根據使用環(huán)境的不同，應定期檢查散熱通道、及電路板中有無積累灰塵，一般每半年清理一次，至少也要一年清理一次，以確保變頻器散熱良好，使其避免因散熱不良而引發(fā)故障。

在保養(yǎng)的同時要仔細檢查變頻器，定期送電，帶電機工作在2hz 的低頻約10分鐘，以確保變頻器工作正常。

由于西門子變頻器在中國市場的一個龐大的銷售量，在使用中必然會碰到許多問題，以下就西門子變頻器的一些常見故障在這里說明：

西門子變頻器應該是進入中國市場較早的一個品牌， 所以有些老的產品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用戶在使用。對于MICRO MASTER系列變頻器最常見的故障就是通電無顯示，該系列變頻器的開關電源采用了一塊UC2842芯片作為波形發(fā)生器，該芯片的損壞會導致開關電源無法工作，從而也無法正常顯示，此外該芯片的工作電源不正常也會使得開關電源無法正常工作。對于MIDI MASTER系列變頻器較常見的故障主要有驅動電路的損壞，以及IGBT模塊的損壞，MIDI MASTER的驅動電路是由一對對管去驅動IGBT模塊的，而這對管也是最容易損壞的元器件，損壞原因常由于IGBT模塊的損壞，而導致高壓大電流竄入驅動回路，導致驅動電路的元器件損壞。

對于6SE70系列變頻器，由于質量較好，故障率明顯降低，經常會碰到的故障現(xiàn)象有（直流電壓低），由于是直接通過電阻降壓來取得采樣信號，所以故障F008的出現(xiàn)主要是由于采樣電阻的損壞而導致的。此外，還會碰到F025、F026、F027關于輸入相缺失的報警，故障原因一是由于6SE70系列本身帶有輸入相檢測功能，輸入檢測電路的損壞會導致輸入缺相報警，如排除此故障原因，報警信號還不能消除，那故障很有可能就是CU板的損壞了。此外F011（過電流）故障也是一個常見的故障，電流傳感器的損壞是引起此故障的原因之一，此外，在維修中經常會碰到驅動電路和開關電源上的一些貼片的濾波電容的損壞也會引起F011報警，要特別注意由于這種原因而引起的故障報警。

對于ECO的變頻器，碰到最多的就是電源板的燒壞以及功率模塊的損壞，引起的原因也主要是由于強電側（功率模塊）與弱電側（驅動電路）沒有隔離電路，導致強電進入了控制電路，引起驅動電路及開關電源大面積燒壞，此外預充電回路損壞也是常見故障（30KW以上），由于限流回路設計在交流輸入側，只要有三相交流電源任意一路送電時有時序上的超前和滯后，都有可能引起自身一路或其余兩路充電時電流過大，而使得限流電阻和切入繼電器燒毀。F231故障也是ECO變頻器的一種常見故障，引起原因就是因為采樣電阻的損壞。

西門子變頻器故障分析及處理方法：

一般來說，當遇到西門子變頻器故障時，再上電之前首先要用萬用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒有燒，線路板上有沒有明顯燒損的痕跡。

具體方法是：用萬用表（最好是用模擬表）的電阻1K檔，黑表棒接變頻器的直流端(-)極，用紅表棒分別測量變頻器的三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒有充放電現(xiàn)象。然后，反過來將紅表棒接變頻器的直流端( )極，黑表棒分別測量變頻器三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒有充放電現(xiàn)象。否則，說明模塊損壞。這時候不能盲目上電，特別是整流橋損壞或線路板上有明顯的燒損痕跡的情況下尤其禁止上電，以免造成更大的損失。

如果以上測量西門子變頻器故障結果表明模塊基本沒問題，可以上電觀察。

1、上電后面板顯示[F231]或[F002](MM3變頻器)，這種故障一般有兩種可能。常見的是由于電源驅動板有問題，也有少部分是因為主控板造成的，可以先換一塊主控板試一試，否則問題肯定在電源驅動板部分了。

2、上電后面板無顯示(MM4變頻器)，面板下的指示燈[綠燈不亮，黃燈快閃]，這種現(xiàn)象說明整流和開關電源工作基本正常，問題出在開關電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開路，可以用萬用表測量開關電源的幾路整流二極管，很容易發(fā)現(xiàn)問題。換一個相應的整流二極管問題就解決了。這種問題一般是二極管的耐壓偏低，電源脈動沖擊造成的。

3、有時顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲擊機殼或動一動面板和主板時而能正常，一般屬于接插件的問題，檢查一下各部位接插件。也發(fā)現(xiàn)有個別機器是因為線路板上的阻容元件質量問題或焊接不良所致。

4、上電后顯示[-----](MM4)，一般是主控板問題。多數情況下?lián)Q一塊主控板問題就解決了，一般是因為外圍控制線路有強電干擾造成主控板某些元件（如帖片電容、電阻等）損壞所至，或與主控板散熱不好也有一定的關系。但也有個別問題出在電源板上。

5、上電后顯示正常，一運行即顯示過流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣，一般這種現(xiàn)象說明IGBT模塊損壞或驅動板有問題，需更換IGBT模塊并仔細檢查驅動部分后才能再次上電，不然可能因為驅動板的問題造成IGBT模塊再次損壞！這種問題的出現(xiàn)，一般是因為變頻器多次過載或電源電壓波動較大(特別是偏低)使得變頻器脈動電流過大主控板CPU來不及反映并采取保護措施所造成的。

總結以上，大的原器件如IGBT功率模塊出問題的比例倒是不多，因為一些低端的簡單原器件問題和裝配問題引發(fā)的故障比例較多，如果有圖紙和零件，這些問題便不難解決而且費用不高，否則解決這些問題還是不容易的。最簡單的辦法就是換整塊的線路板！

7選擇使用編輯

西門子公司不同類型的變頻器，用戶可以根據自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時因注意以下幾點注意事頊：

1、根據負載特性選擇變頻器，如負載為恒轉矩負載需選擇西門子mmv/mdv、mm420/mm440變頻器，如負載為風機、泵類負載應選擇西門子430變頻器。

2、選擇變頻器時應以實際電動機電流值作為變頻器選擇的依據，電動機的額定功率只能作為參考。另外，應充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會使電動機的功率因數和效率變差。因此，用變頻器給電動機供電與用工頻電網供電相比較，電動機的電流會增加10%而溫升會增加20%左右。所以在選擇電動機和變頻器時應考慮到這種情況，適當留有余量，以防止溫升過高，影響電動機的使用壽命。

3、變頻器若要長電纜運行時，此時應該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一、兩擋選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

4、當變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電動機時，一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內。如果超過規(guī)定值，要放大兩擋來選擇變頻器，另外在此種情況下，變頻器的控制方式只能為v/f控制方式，并且變頻器無法實現(xiàn)電動機的過流、過載保護，此時，需在每臺電動機側加熔斷器來實現(xiàn)保護。

5、對于一些特殊的應用場合，如高環(huán)境溫度、高開關頻率、高海拔等，此時會引起變頻器的降容，變頻器需放大一擋選擇。

6、使用變頻器控制高速電動機時，由于高速電動機的電抗小，會產生較多的高次諧波。而這些高次諧波會使變頻器的輸出電流值增加。因此，選擇用于高速電動機的變頻器時，應比普通電動機的變頻器稍大一些。

7、變頻器用于變極電動機時，應充分注意選擇變頻器的容量，使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外，在運行中進行極數轉換時，應先停止電動機工作，否則，會造成電動機空轉,惡劣時會造成變頻器損壞。

8、驅動防爆電動機時，變頻器沒有防爆構造，應將變頻器設置在危險場所之外。

9、使用變頻器驅動齒輪減速電動機時，使用范圍受到齒輪轉動部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時，在低速范圍內沒有限制；在超過額定轉速以上的高速范圍內，有可能發(fā)生潤滑油用光的危險。因此，不要超過最高轉速容許值。

10、變頻器驅動繞線轉子異步電動機時，大多是利用已有的電動機。繞線電動機與普通的鼠籠電動機相比，繞線電動機繞組的阻抗小。因此，容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象，所以應選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動機多用于飛輪力矩gd2較大的場合，在設定加減速時間時應多注意。