e-works数字化企业网  »  文章频道  »  工业自动化控制  »  变频器与传动

西门子MICROMASTER 440变频器特点及其应用分析

2013/2/27    来源:e-works    专家:侯典来      
关键字:MM440变频器  参数特性  快速调试  应用分析  
从现场应用入手,论述SIEMENS MM440变频器功能及其构成原理,包括变频器参数特性、面板操作、快速调试等3个方面,对MICROMASTER 440变频器做一较为实用且具体的分析。

概述

    SIEMENS MICROMASTER 440变频器对3相电机进行转速控制,其技术规格如下,电源电压(380~480)V AC,功率CT /VT(-0.37~200)/(7.5~250)kW,输入频率(47~63)Hz ,输出频率(0~650)Hz,6个带电位隔离可编程数字输入,可切换为高/低电压有效,2个可编程模拟输入(0~10)V DC,(0~20)mA DC,3个可编程继电器输出30V DC/5A,2个可编程模拟输出(0~20)mA DC。

    在热工控制系统中,该型号变频器主要应用于给煤机、脱硫给料机、真空皮带机等低压变频控制,现场应用较为广泛,起着比较重要的作用,配合CS2024给煤机控制器使用的变频器铭牌规格参数如下,MICROMASTER 440 6SE 6440-2UD24-0BA1,Serial No: XAB726-003983 E-Stand (Version):E04/2.11,Input: O-INPUT V 3φAC /10.2A 0-650Hz,Motor: 4.00kW,Protection: IP20 Temp Range:(-10-+50)℃,Duty Class Ⅱ,Made in EU (United Kingdom),Power Conv. Equip.5B33. Use in poll. Deg.2.env。

1 MM440变频器控制构成

    现场应用的变频器主要特性如下,接线及其端子含义如图1,电源接入380VAC端子L1、L2、L3,负载输出端子U、V、W、E,启动信号端子9、5、6,转速控制信号端子3+、4-,反馈信号端子12+、13-和26+、27-,故障报警信号端子18、20),与DIP开关和参数设置有关的端子意义如下。

    1.1 DIP开关设置

    置于ON位对应(0~20)mA DC,OFF位对应(0~10)V DC,1对应ADC1,2对应ADC2,模拟量输入1为3+ (ADC1+)、4-(ADC1-),模拟量输入2为10+(ADC2+)、11-(ADC2-),参数类型通过P0756定义,P0756的设置即模拟量输入的类型必须与 I/O 板上的开关DIP1(1 2) 的设置相匹配,具体如下,0=单极性电压输入(0~+10)V ,1=单极性电压输入带监控(0~10)V,2=单极性电流输入(0~20)mA,3=单极性电流输入带监控(0~20)mA,4=双极性电压输入ADC1 (-10~+10) V。

    增加滤波时间常数P0753,即ADC-PT1时,ADC信号变得平滑,波动减少,将使自动控制系统动态特性产生影响。

    1.2 信号源选择

    P1000选择设定值信号源P1000=2(7),0=无主设定值,1=电动电位计设定,MOP设定,2=模拟输入1缺省设置,3=固定频率设定值,4=通过BOP链路的USS设置,5=通过COM 链路的USS设置 (控制端子29 和30),6=通过COM 链路的CB设置(CB=通讯模块),7=模拟输入2。

    1.3 信号源修正

    P1070选择主信号源,P1070=755.0,信号源来自ADC1,P1070=755.1,信号源来自ADC2,P1074=1禁止附加设定值,P1075辅助设定值,P1075=755.0,信号源来自ADC1,P1075=755.1,信号源来自ADC2。

    1.4 启动信号端子(9、5、6)

     P0700=2,端子启动,P0701=1,数字输入1的功能,端子5,P0702=3,数字输入2的功能,端子6,可设置参数及含义如下,0=禁止数字输入,1=接通正转/OFF1命令,2=接通反转/OFF1命令,3=OFF2,按惯性自由停止,4=OFF3,按快速下降斜坡曲线停止,9=故障确认,10=正向点动,11=反向点动,12=反转,13=MOP电动电位计升速,增加频率,14=MOP降速,减少频率,15=固定频率设定值,直接选择,16=固定频率设定值(直接选择+ON命令),17=固定频率设定值,BCD码+ON命令,25=使能直流注入制动,29=由外部信号触发跳闸,33=禁止附加频率设定值,99=使能BICO参数化。

    1.5 输出信号

    模拟输出端只能输出电流(0~20)mA DC,为了信号匹配,通道包含滤波器、标定单元、死区等功能。

    3个开关量输出BO功能由P0731、P0732、P0733分别设置,参数设定值与对应的功能如下,0.0=禁止数字输出,52.0=变频器准备,52.1=变频器运行准备就绪,52.2=变频器正在运行,52.3=变频器故障,52.4=OFF2 停止命令有效,52.5=OFF3 停止命令有效,52.6=禁止合闸,52.7=变频器报警,52.8=设定值/实际值[偏差过大,52.9=PZD控制,过程数据控制,52.A=已达到最大频率,52.B=电机电流极限值报警,52.C=电机抱闸 (MHB) 投入,52.D=电机过载,52.E=电机正向运行,52.F=变频器过载,53.0=直流注入制动投入,53.1=实际频率f_act≥P2167,f_off,跳闸频率极限值,53.2=实际频率f_act>P1080 f_min,最小频率,53.3=实际电流r0027 ≥ P2170,电流门限值,53.6=实际频率f_act≥频率设定值,53.7=变频器实际的Vdc r0026<P2172,53.8=变频器实际的Vdc r0026>P2172,53.A=PID控制器输出r2294=P2292,PID_min,53.B=PID控制器输出r2294=P2291,PID_max。

分页

2 变频器功能

    MM440变频器由微处理器CPU控制,功率输出器件采用绝缘栅双极型晶体管IGBT,具有很高的运行可靠性和功能的多样性,采用可选的脉冲宽度调制开关频率,以降低电机运行噪声,具有完善的变频器、电机保护功能,如电压高、低保护,变频器过热保护,接地故障保护,短路保护,I2t电机过热保护,PTC、KTY84温度传感器的点击保护。

    装上显示器、操作键盘,DIP开关置于ON位,对变频器的参数进行适当的设定,使其与现场实际应用对象的特性相匹配,即根据其参数号和特定的参数属性来识别每个参数,在任何一个实际的控制系统应用中,参数号是惟一的,另一方面,一种属性可以分配多次,这样几个参数可以拥有相同的属性,如表1。

    以P开头参数可以写入和读出,直接影响某一种功能的特征,存储在EEPROM,或者RAM,以r开头参数为只读监控参数,用于显示变频器内部的参数数值,即状态和过程参数的实际值。

    利用基本操作面板BOP检查、设置、修改变频器的各个参数,以便于MICROMASTER 440变频器针对现场具体的应用对象进行设定,通过5位数字的LCD显示参数号rxxxx和Pxxxx参数,包括数值、单位、报警号Axxxx或故障信息Fxxxx,以及参量的设定值和实际值,参数设置基本步骤如下。

    按P按钮,进入参数地址P状态,用上下按钮翻至访问级别参数Pr0003,显示参数Pr0003当前值,用上下按钮修改至相应参数值1,按P按钮输入,用上下按钮进入下1个参数地址,以此类推,修改下标参数步骤如下,按P访问参数,按上按钮,直到显示出需要修改的参数,按P进入参数数值访问级,按P显示当前的设定值,按上下按钮,选择运行所需要的数值,按P确认和存储这一数值,按下按钮,直到显示出r0000,按P返回操作显示。修改参数的数值时,BOP有时会显示BUSY,表明变频器正忙于处理优先级更高的任务。

    主要的参数范围可以按照P0004的设置进行如下分类,0=常用,全部参数,2=变频器,变频器内部参数(0200~0299),3=电机,电机参数(0300~0399和0600~0699),4=编码器,转速编码器参数(0400~0499),5=技术应用,技术应用/装置(0500~0599),7=命令,控制命令数字I/O(0700~0749和0800~0899),8=端子,模拟输入/输出(0750~0799),10=设定值,设定值通道和斜坡函数发生器(1000~1199),12=功能,变频器的功能(1200~1299),13=控制,电机开环/闭环控制(1300~1799),20=通讯,通讯(2000~2099),21=报警,故障报警监控功能(2100~2199),22=工艺控制,生产过程工艺参数控制器,PID控制器(2200~2399)。

    常用参数地址及设定的参数值如表1。

 

表1 MM440变频器参数

 

分页

3 MICROMASTER 440变频器操作

    基本操作板BOP作为MICROMASTER 变频器的可选件,各按钮意义如表2。

    在缺省设置时,BOP控制电机功能被禁止,如果要用BOP控制,应该将P0700设置为1,参数P1000设置为1,在变频器上电后,可以拆装BOP控制面板,如果BOP设置为P0700=1,在拆卸BOP时,将自动停止驱动变频器。

 

表2 面板操作按钮意义

    表2中的某些操作项目需要在修改相应参数的前提下才有效,具体情况如下。

    启动变频器按钮在缺省值运行时被闭锁,为了使此按钮的操作有效,应按照下面的数值修改P0700或PO719的设定值,P0700=1或者P0719=1~16;在OFF1方式下,按停止变频器按钮,变频器将按选定的斜坡下降速率减速停止,缺省值运行时,该按钮被闭锁,为了允许此按钮操作,同启动电机按钮的设置后才有效,在OFF2方式下,按停止变频器按钮2次,或较长时间按1次,电机将在惯性作用下自由停止,此功能总是使能的。

    按转向按钮可以改变电机的转动方向,电机的反向用负号(—)或者用闪烁的小数点表示,缺省值运行时,此按钮被闭锁,为了能够操作此按钮,同启动电机按钮的设置后才有效;在变频器准备运行状态下,按下点动按钮,将使电机启动,并按预设定的点动频率运行,释放此按钮时,变频器停止,如果变频器/电机正在运,按此按钮将不起作用。

    变频器运行过程中,在显示任何一个参数时,按下功能按钮Fn并保持不动2s,将显示以下参数值,1)直流回路电压(用d表示,单位,V),2)输出电流(A),3)输出频率(Hz),4)输出电压(用o表示,单位,V),5)由P0005选定的数值,如果P0005选择显示上述参数中的任何一个(1~4),这里将不再显示,连续多次按下此按钮,将轮流显示以上参数。

    跳转功能如下,在显示任何一个参数(rxxx或Pxxx)时,短时间按下功能按钮Fn,将立即跳转到r0000,如果需要,可以接着修改其它的参数,跳转到r0000后,按此按钮将返回原来的显示点,在出现故障或报警的情况下,按Fn按钮,可以对它进行确认,并将操作板上显示的故障或报警信号复位。

4 快速调试

    如果变频器没有进行适当的参数设置,在采用闭环控制和vf控制的情况下,必须进行快速调试,同时执行电机技术数据的自动检测子程序,可以利用BOP、AOP、带有调试软件STARTER,Drive Monitor PC进行快速调试,以使电机、变频器得到基本调试。

    在开始进行快速之前,必须设置以下参数,包括电源电压的频率、电机的额定铭牌数据、命令/设定值信号源、最小/最大频率或斜坡上升/斜坡下降时间、闭环控制方式、电机技术数据的自动检测,如图6。

    P0003=3,1=标准级,2=扩展级,标准应用,3=专家级,复杂的应用。

    P0004=0,参数过滤器,0=全部参数,2=变频器,3=电机,4=转速传感器

    P0010=1,调试参数过滤器,0=准备,1=快速调试,30=工厂的缺省设置值,参数P0010应设定为1,以便进行电机铭牌数据的参数化。

    P0100=0,欧洲/北美,电源电压的频率,0=欧洲[kW],频率缺省值,50Hz,1=北美[hp],频率缺省值,60Hz,2=北美[kW],频率缺省值,60Hz,在参数P0100=0或1的情况下,P0100的数值哪个有效决定于开关DIP2(2)设置,OFF=kW,50Hz,ON=hp,60Hz。

    P0205=0,变频器的应用,键入需要转距,0=恒转距,1=变转距,这一参数只对≥5.5kW/400V变频器有效。

    P0300=1,选择电机的类型,1=异步电机,感应电机,2=同步电机,在P0300=2,即同步电机的情况下,只允许v/f控制方式,P1300<20。

    根据电机的铭牌设置如下参数,P0304=电机的额定电压,P0305=电机的额定电压,P0307=电机的额定电流,P0308=电机的额定功率因数,P0309=电机的额定效率,P0310=电机的额定频率,P0311=电机的额定转速,P0320=电机的磁化电流。

    P0335=0,电机的冷却,0=自冷,1=强制冷却,2=自冷和内置风机冷却,3=强制冷却和内置风机冷却。

    P0640=150,电机的过载因子,设定值的范围(10.0~400.0)%,电机过载电流的限定值,以电机额定电流(P0305)的%值表示。

    P0700=2,选择命令源,0=工厂设置值,1=基本操作面板BOP,2=端子( 数字输入),如果选择P0700 =2,数字输入的功能决定于P0701 至 P0708 ,P0701至P0708 = 99 时,各个数字输入端按照BICO功能进行参数化。

    P1000=2,频率设定值的选择,1=电动电位计设定值,2=模拟设定值1,3=固定频率设定值,7=模拟设定值,如果P1000 =1或3,频率设定值的选择决定于 P0700 至 P0708 的设置。

    P1080=0,设置电机的最小频率(0~650)Hz,达到这一频率时,电机的运行转速将与频率的设定值无关。这里设置的值对电机的正转和反转都是适用的。

    P1082=50,最高电机频率,设定值的范围(0~650)Hz,设置电机的最大频率,达到这一频率时,电机的运行转速将与频率的设定值无关。这里设置的值对电机的正转和反转都是适用的。

    P1120=10,重启动,设定值的范围(0~650)s,电机从停止加速到最大频率所需的时间。

    P1121=10,重启动次数,设定值的范围(0~650)s,电机从其最大频率减速到停止所需的时间。

    P1135=5,OFF3的斜坡下降时间,设定值的范围(0~650)s,得到OFF3停止命令后,电机从其最大频率减速到停止所需的斜坡下降时间。

    P1300=0,控制方式,0=线性V/f控制,1=带FCC(磁通电流控制)的V/f控制,2=抛物线V/f控制,3=可编程的多点V/f控制,5=用于轻工行业的V/f 控制,6=用于轻工行业的带FCC 功能的V/f控制,19=带独立电压设定值的V/f控制,20=无传感器矢量控制,21=带传感器矢量控制,22=无传感器的矢量转矩控制,23=带传感器的矢量转矩控制,矢量控制方式只适用于异步电机的控制。

    P1500=0,选择转矩设定值,0=无主设定值,2=模拟设定值1,4=通过BOP 链路的USS 设定值,5=通过COM链路的USS 设定值,6=通过COM链路的(通讯板)设定值,7=模拟设定值2,

    P1910=1,电机数据自动检测,0=禁止自动检测,1=自动检测全部数据,并改写参数数值,2=所有参数都不带参数修改的自动检测,3=饱和曲线带参数修改的自动检测,4=饱和曲线不带参数修改的自动检测,电机数据的自动检测必须是在冷态20℃下进行,如果环境温度不在允许范围(20+5)℃内,必须修改参数P0625 的电机运行环境温度值。

    P0390=1,快速调试结束,0=结束快速调试,不进行电机计算或复位为工厂缺省设置值,1=结束快速调试,进行电机计算和复位为工厂缺省设置值,2=结束快速调试,进行电机计算和I/O复位,3=结束快速调试,进行电机计算,但不进行I/O复位。

 

分页

    当快速调试结束后,P0010为1,此时仍为快速调试状态,变频器不能启动,应把P0010修改为0,方可启动变频器。

    P3900=3,接通电机,进行参数自动检测,当检测完成后,报警A0541自动消失,变频器进入运行准备就绪状态。

5 故障信息与处理

    发生故障时,变频器跳闸,并在显示屏上出现一个故障代码,为了使故障码复位,可采取以下3种方法,重新上电,按下BOP上的Fn按钮,通过数字输入3 即缺省设置。

    故障信息以故障码序号的形式存放在参数r0947中,如表3,例如F0003=3,相关的故障值可以在r0949中查到,如果该故障没有故障值,r0949=0,而且可以读出故障发生的时间(r0948) 和存放在r0947中的故障信息序号(P0952)。

分页

 

表3 MM440变频器常见故障

6 报警信息与处理

    报警信息以报警码的形式存放在参数r2110中,例如A0503=503,报警信息有以下报警码,如表4。

 

表4 MM440变频器报警信息码 

责任编辑:赵蔓
本文为e-works原创投稿文章,未经e-works书面许可,任何人不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用。如已是e-works授权合作伙伴,应在授权范围内使用。e-works内容合作伙伴申请热线:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
相关资料
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐