西门子变频器培训.ppt

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1、,自动化与驱动培训,为何要使用变频器,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。,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。,自动化与驱动培训,何为变频器,电机,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。其中控制电路完成对主电路的控制；整流电路将

2、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。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,整流,逆变,自动化与驱动培训,变频器逆变器输出波形,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。,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

3、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。,自动化与驱动培训,大功率开关器件的发展,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4.5kV4kA 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,自动化与驱动培训,西门子中压MV变频器基本结构,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

4、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。,双段直流母线：产生更接近正弦曲线输出波形,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,单直流母线,双直流母线,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,自动化与驱动培训,西门子中压MV变频器外观,自动化与驱动培训,变频器控制柜外观,自动化与驱动培训,MV变频器控制柜主机箱,电池,PM5,ITSP2,MM3,SS52(ET200S),SS52(OP7),CBP2:

5、通讯/调试接口,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。,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。,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

6、：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,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,自动化与驱动培训,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。,自动化与驱动培训,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。,自动化与驱动培训,MV变频器控制柜OP7操作面板,OP7 操作面板：

7、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,自动化与驱动培训,MV变频器功率柜,IGBT功率模块,风压继电器及GSV电源,自动化与驱动培训,MV变频器风压继电器及GSV电源,风压继电器,GSV电源,自动化与驱动培训,MV变频器控制柜前门,OP7操作面板,急停按钮,自动化与驱动培

8、训,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,自动化与驱动培训,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。,自动化与驱动培训,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小灯会同时闪烁。,自动化与驱动培训,OP7操作面板,置于变频器

9、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

10、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,自动化与驱动培训,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11 电机数据12 传动系统数据13 设定值通道14 闭环速度/频率控制15 磁场定向控制16 变频器开环控制17 OP7 系统设定18 服务菜单19 半导体诊断20 跟踪A21 跟踪B在每个菜单上可使用上、下选菜单，ENTER进入子菜单：OP7仅仅可

11、对变频器设置部分的参数。,自动化与驱动培训,OP7操作面板的参数设置,自动化与驱动培训,OP7操作面板的参数设置,自动化与驱动培训,OP7操作面板的参数设置,自动化与驱动培训,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。,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

12、：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。,自动化与驱动培训,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，

13、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,自动化与驱动培训,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

14、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。,MV变频器常用维护,自动化与驱动培训,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

15、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。019IGBT 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1122变压器报警2123变压器故障1124变压器故障2138、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）,MV变频器常用维护,