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西門子授權(quán)代理商|變頻器總代理商
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在變頻器應(yīng)用中，為了防止電機(jī)由于過電流或外部原因?qū)е逻^熱而被損壞，設(shè)定電機(jī)的溫度保護(hù)功能。即當(dāng)電機(jī)的溫度超過一定值時(shí)，變頻器跳閘(OFF2)。通常情況下，溫度保護(hù)有以下兩種方式：
通過電機(jī)的溫度模型對電機(jī)進(jìn)行保護(hù);
當(dāng)我們對變頻器進(jìn)行快速調(diào)試時(shí)，變頻器會根據(jù)電機(jī)相關(guān)參數(shù)，如功率、電流等參數(shù)來建立電機(jī)溫度模型。對于西門子標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，電機(jī)模型數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，但對于第三方電機(jī)，在完成快速調(diào)試之后，建議用戶做電機(jī)參數(shù)自動識別，如參數(shù)(P0340, P1910)，建立電機(jī)等效電路數(shù)據(jù)，以便更好地計(jì)算電機(jī)內(nèi)部能量損失。
在變頻器運(yùn)行過程中，變頻器會實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)際輸出電流，通過I2t 計(jì)算來判斷電機(jī)是否過溫，當(dāng)I2t 計(jì)算結(jié)果超過P0614 (對于MM420), P0604(對于 MM440,MM430)里所限定的溫度時(shí)，變頻器會采取在P0610中所設(shè)定的措施，如報(bào)警、跳閘等。如下圖1所示：
圖 1 電機(jī)溫度保護(hù)模型
注：利用電機(jī)溫度模型對電機(jī)進(jìn)行溫度保護(hù)是西門子標(biāo)準(zhǔn)傳動中所有產(chǎn)品具備的功能。
通過溫度傳感器進(jìn)行外部保護(hù)
常見的溫度傳感器有兩種：PTC; KTY84。
1）PTC 傳感器：
PTC(Positive-Temperature-Characteristic)傳感器是一個(gè)具有正溫度特性的電阻。在常溫下，PTC 電阻的阻值不高（50-10O歐姆）。一般情況下，電動機(jī)里是把三個(gè)PTC 溫度傳感器串聯(lián)連接起來（根據(jù)電動機(jī)制造廠家的設(shè)計(jì)），這樣，“冷態(tài)"下的PTC 電阻值范圍為150 至300 歐姆。PTC 溫度傳感器也常常稱為“冷導(dǎo)體"。但是，在某一特定溫度時(shí)，PTC 的阻值會急劇上升。電動機(jī)制造廠家是根據(jù)電動機(jī)絕緣的常規(guī)運(yùn)行溫度來選擇這一特定溫度的。由于PTC 傳感器是安裝在電動機(jī)的繞組中，這樣，就可以根據(jù)電阻值的變化來判斷電動機(jī)是否過熱。PTC 溫度傳感器不能用來測量溫度的具體數(shù)值。
對于變頻器：MM440;MM430;G120提供了電機(jī)溫度傳感器的接口，PTC 傳感器保護(hù)可以與電機(jī)溫度模型同時(shí)工作。例如MM440,當(dāng)電動機(jī)的PTC已經(jīng)接到MM440 變頻器的控制端14 和15 時(shí)，只要選擇P0601＝1（采用PTC 溫度傳感器）激活電動機(jī)溫度傳感器的功能，那么，MM4變頻器就會知道電機(jī)的狀態(tài)，過熱時(shí)變頻器就會故障跳閘使電動機(jī)得到保護(hù)。
如果PTC 電阻值超過2000 歐姆，變頻器將顯示故障F0004（電動機(jī)過溫）。 如果PTC 電阻值低于100 歐姆，變頻器將顯示故障F0015（電動機(jī)溫度檢測信號丟失）。這樣，當(dāng)電動機(jī)過熱和溫度傳感器斷線時(shí)，都能使電動機(jī)得到保護(hù)。
此外，電動機(jī)還受到變頻器中電動機(jī)溫度模型的監(jiān)控，如下圖，傳感器與溫度模型構(gòu)成“或"關(guān)系，形成了一個(gè)電動機(jī)過熱保護(hù)的冗余系統(tǒng)。
2）KTY84 傳感器：
KTY84 傳感器的原理是基于半導(dǎo)體溫度傳感器（二極管），其電阻值的變化范圍從0℃時(shí)的500 歐姆可到300℃時(shí)的2600歐姆。KTY84 具有正的溫度系數(shù)，但與PTC 不同，它的溫度特性幾乎是線性的。電阻的性能可以與具有很高溫度系數(shù)的測量電阻兼容。
如果KTY84 傳感器被激活(P0610=2)，變頻器會對KTY傳感器的阻值進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)變頻器也根據(jù)電動機(jī)溫度模型自動計(jì)算電動機(jī)的溫度。KTY84 傳感器識別出斷線時(shí)，就發(fā)出報(bào)警信號A0512（電動機(jī)溫度檢測信號丟失），并自動切換到電動機(jī)的溫度模型。如下圖2：
圖 2 溫度模型與傳感器回路
對于變頻器MM420、G110，沒有提供溫度傳感器接口，我們能夠通過電機(jī)溫度模型對電機(jī)進(jìn)行溫度保護(hù)，同時(shí)，我們也可以用數(shù)字端子觸發(fā)外部故障的方式來保護(hù)電機(jī)，因?yàn)閷τ谕ǔ５臏囟葌鞲衅?，其輸出阻抗會隨溫度成線性關(guān)系變化，如下圖3所示。因此傳感器的阻抗能夠反映當(dāng)前電機(jī)溫度，我們可以按照圖4連接方式，隨著傳感器阻值增大，端子5上的電壓會逐漸增大。當(dāng)電壓超過數(shù)字量的觸發(fā)電壓時(shí)，數(shù)字端子有效，觸發(fā)外部故障跳閘。設(shè)置參數(shù)如下： P0701, P0702 or P0703 = 29.
圖 3 電阻與溫度關(guān)系曲線
圖 4 外部端子觸發(fā)故障
另外，我們也可以利用溫度繼電器來觸發(fā)外部故障，如在西門子低壓產(chǎn)品中，有可以用來測量電機(jī)溫度的繼電器，如3RS1000-1CK10，我們可以設(shè)定一個(gè)限定值，當(dāng)電機(jī)溫度超過此值時(shí)，繼電器動作，觸發(fā)外部跳閘。