西門子G110D變頻器

我公司經(jīng)營西門子 PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏，變頻器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服數(shù)控備件：*電機(jī)（1LA7、1LG4、1LA9、1LE1），國產(chǎn)電機(jī)（1LG0，1LE0）大型電機(jī)（1LA8，1LA4，1PQ8）伺服電機(jī)（1P，1PM，1FT，1FK，1FS）西門子保內(nèi)產(chǎn)品‘質(zhì)保一年。一年內(nèi)因產(chǎn)品質(zhì)量問題免費(fèi)更換新產(chǎn)品；不收取任何費(fèi)。咨詢。

　　13#造紙機(jī)電氣主傳動系統(tǒng)采用VACON共直流母線的逆變器調(diào)速系統(tǒng)，原系統(tǒng)包括整流器一臺、29臺電機(jī)由29個逆變器拖動，控制部分采用AB公司生產(chǎn)的 PLC、OP。此次改造傳動部分新加設(shè)11臺逆變器總功率為130KW。施膠定輥22KW(一臺)、 施膠動輥22KW(一臺)、計(jì)量輥11KW(2臺)、導(dǎo)紙輥3KW(7臺)、烘缸 22 KW(2臺)。由于該紙機(jī)運(yùn)行時間已超過7年，原有逆變器已經(jīng)不提供備件，為便于日后維護(hù)及備件儲備傳動采用siemens變頻器。

　　改造系統(tǒng)圖如下：

　　3 6SE70變頻器和逆變器的區(qū)別

西門子G110D變頻器

　　SIMOVERT MASTERDRIVES 變頻器采用交—直—交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻)，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。其主回路圖如下：

　　6SE70 CUVC 變頻器/逆變器根據(jù)功率和結(jié)構(gòu)的不同，分為不同的類型，分別是增強(qiáng)書本

　　型、書本型和裝機(jī)裝柜型，對于不用類型的變頻器/逆變器有較大的差別。

　　額定電壓的差別：

　　變頻器(進(jìn)線電壓是交流三相380V-480V 和500V-600V)

　　逆變器(額定輸入電壓是DC510V-650V 和DC675V-810V)

　　而逆變器則是變頻器中的一部分，除輸入電壓等級不同外，還涉及到預(yù)充電回路和風(fēng)機(jī)回路等不同，所以將變頻器應(yīng)用在共直流母線的環(huán)境下，必須對變頻器的電路和參數(shù)進(jìn)行修改。

　　4 變頻器在直流母線的應(yīng)用

　　由于在本應(yīng)用中變頻器的交流輸入側(cè)為懸空，導(dǎo)致原有變頻器的預(yù)充電回路和冷卻風(fēng)扇回路無法得到供電電源，所以電氣回路必需進(jìn)行相應(yīng)的修改。

　　4.1 充電回路

　　逆變器進(jìn)線電源由整流單元或整流回饋單元的直流母線供電。通過刀熔開關(guān)，預(yù)充電電阻，預(yù)充電接觸器和耦合接觸器，將逆變器接到直流母線上，可以實(shí)現(xiàn)逆變器與直流母線分開。在標(biāo)準(zhǔn)配置情況下，耦合接觸器和預(yù)充電接觸

　　器由逆變器的電子板供電。由于現(xiàn)場條件采用如下控制回路對逆變器進(jìn)行充電回路的改造。

　　主回路：

控制回路：

　　4.2 風(fēng)機(jī)回路

　　在所有裝機(jī)裝柜型變頻器和規(guī)格D 的書本型變頻器，風(fēng)扇需要連接一個230V AC 50/60Hz 電源。裝機(jī)裝柜型變頻器通過X18:1，5 而書本型裝置直接接到風(fēng)扇熔斷器F101 和F102 上。所以現(xiàn)場需要一個外接的230VAC 電源，直接接入F101和F102上為變頻器的散熱風(fēng)扇供電。

　　4.3 參數(shù)設(shè)置

　　由于同功率的變頻器和逆變器的額定輸入電壓不同，所以需要對變頻器的功率部分進(jìn)行定義，功率部分的定義已在發(fā)貨之前完成。如果更換CUVC，要重新設(shè)定，一般情況下不要求。在功率部分定義時，控制電子板上電，在所有的書本型，裝機(jī)裝柜型裝置和調(diào)速柜都需如此。當(dāng)執(zhí)行功率部分定義時，裝置必須切換到“功率部分定義"狀態(tài)。選擇“功率部分定義"菜單，功率部分用輸入編碼代號在菜單中進(jìn)行定義。

　　完成上述修改后，已經(jīng)把一臺變頻器修改成一臺逆變器了，再根據(jù)工藝要求對變頻器進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。

　　5 結(jié)束語

　　該生產(chǎn)線于2011年6月12日正式投產(chǎn)，生產(chǎn)實(shí)踐表明，以西門子公司的6SE70系列變頻器*可以替代逆變器，在共母線變頻系統(tǒng)中為找不到相應(yīng)的逆變器備件摸索出了一條新思路，大大提高了生產(chǎn)效率。

（1）來自電源輸入側(cè)的過電壓
 正常情況下的電源電壓為380V，允許誤差為-5%～+10%。經(jīng)過三項(xiàng)橋式全波整流后中間直流的峰值為591V，個別情況下電源線電壓達(dá)到450V，其峰值電壓也只有636V，并不算很高，一般電源電壓不會使變頻器因過電壓跳閘。電源輸入測的過電壓主要是指電源測的沖擊過電壓，如雷擊引起的過電壓、補(bǔ)償電容在合閘或斷開時形成的過電壓等，主要特點(diǎn)是電壓變化率dv/dt和幅值都很大。
（2）來自負(fù)載側(cè)的過電壓
主要是指由于某種原因使電動機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)時，即電機(jī)處于實(shí)際轉(zhuǎn)速比變頻器頻率決定的同步轉(zhuǎn)速高的狀態(tài)，負(fù)載的傳動系統(tǒng)中所儲存的機(jī)械能經(jīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的6個續(xù)流二極管回饋到變頻器的中間直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)，如果變頻器中沒有采取消耗這些能量的措施，這些能量將會導(dǎo)致中間直流回路的電容器的電壓上升。達(dá)到限值即行跳閘。
2．從變頻器負(fù)載側(cè)可能引起過電壓的情況及主要原因
從變頻器負(fù)載側(cè)可能引起過電壓的情況及主要原因如下：
（1）變頻器減速時間參數(shù)設(shè)定相對較小及未使用變頻器減速過電壓自處理功能。
當(dāng)變頻器拖動大慣性負(fù)載時，其減速時間設(shè)定的比較小，在減速過程中，變頻器輸出頻率下降的速度比較快，而負(fù)載慣性比較大，靠本身助力減速比較慢，使負(fù)載拖動電動機(jī)的速度比變頻器輸出的頻率所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量處理單元或其作用有限，因而導(dǎo)致變頻器中間直流回路電壓升高，超出保護(hù)值，就會出現(xiàn)過電壓跳閘故障。
大多數(shù)變頻器為了避免跳閘，專門設(shè)置了減速過電壓的自處理功能，如果在減速過程中，自流電壓超過了設(shè)定的電壓上限值，變頻器的輸出頻率不再下降，暫緩減速，待自流電壓下降到設(shè)定以下后再繼續(xù)減速。如果減速時間設(shè)定不合適，又沒有利用減速過電壓的自處理功能，就可能出現(xiàn)此類故障。
（2）當(dāng)電動機(jī)所傳動的位能負(fù)載下放時，電動機(jī)將處于再發(fā)電制動狀態(tài)，位能負(fù)載下降過快，過多回饋能量超過中間直流回路及其能量處理單元的承受能力，過電壓故障也會發(fā)生。
（3）工藝要求在限定時間內(nèi)減速至規(guī)定頻率或停止運(yùn)行
   工藝流程限定了負(fù)載的減速時間，合理設(shè)定相關(guān)參數(shù)也不能減緩這一故障，系統(tǒng)也沒有采取處理多余能量的措施，必然會引發(fā)過壓跳閘故障。
（4）變頻器負(fù)載突降
  變頻器負(fù)載突降會使負(fù)載的轉(zhuǎn)速明顯上升，使負(fù)載電機(jī)進(jìn)入再發(fā)電狀態(tài)，從負(fù)載側(cè)向變頻器中間直流回路回饋能量，短時間內(nèi)能量的集中回饋，可能會中間直流回路及其能量處理單元的承受能力引發(fā)過電壓故障。
（5）多個電機(jī)拖動同一個負(fù)載時，也可能出現(xiàn)這個故障，主要由于沒有負(fù)荷分配引起的。以兩臺電動機(jī)拖動一個負(fù)載為例，當(dāng)一臺電動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于另一臺電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時，則轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)相當(dāng)于原動機(jī)，轉(zhuǎn)速低的處于發(fā)電狀態(tài)，引起了過電壓故障。處理時需要加負(fù)荷分配控制?？梢园炎冾l器輸出特性曲線調(diào)節(jié)的軟一些。
（6）變頻器中間直流回路電容容量下降
變頻器在運(yùn)行多年后，中間直流回路電容容量下降將不可避免，中間直流回路對直流電壓的調(diào)節(jié)程度減弱，在工藝狀況和設(shè)定參數(shù)未曾改變的情況下，發(fā)生變頻器過電壓跳閘幾率會增大，這時需要對中間直流回路的電容容量下降情況進(jìn)行檢查。

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