西門子變頻器6SE6420-2UC11-2AA1

制動電阻

MM440能否使用制動電阻？

• 外形尺寸為A至F (0.12~75kW)的MM440變頻器帶有內(nèi)置制動單元，連接制動電阻即可實現(xiàn)能耗制動。
• 外形尺寸為 FX 和 GX (90~200kW)的MM440 變頻器其不帶內(nèi)置制動單元，可采用外接的MASTERDRIVES制動單元及其相應的制動電阻（參看樣本 DA65.10）來實現(xiàn)能耗制動，或采用第三方制動單元。

注意：選型樣本所推薦制動電阻的功率是以5%的工作停止周期選配，如果實際工作周期大于5%可能會導致制動電阻損壞。如果選擇第三方制動電阻，請確保制動電阻阻值是選型樣本推薦電阻阻值，浮動范圍是±10%。 如果阻值過小可能損壞制動單元，過大可能達不到制動效果。

MM420/MM430能否使用制動電阻？

• MM420變頻器本身沒有內(nèi)置制動單元，如需使用制動電阻必須為其安裝外部制動單元，將制動單元與MM420變頻器的直流母線DC+/DC-進行連接。選擇外部制動單元時，需考慮變頻器的直流母線電壓，負載制動功率，制動停止工作周期等因素。
•  MM430變頻器本身沒有內(nèi)置制動單元，其直流母線端子DC+/DC-也僅用于測量直流母線電壓使用，不建議用其連接外部制動單元（連接外部制動單元可能由于制動單元電流太大導致直流母線端子損壞）。

 0.12~75kW的MM440變頻器制動電阻如何接線？

制動電阻的兩根線直接連接至MM440變頻器的B+，B-端子，不區(qū)分極性。

注意：MM440變頻器的B+與DC+為同一個端子。

MM440使用制動電阻后需要設置哪些參數(shù)？
A至F尺寸MM440（內(nèi)置制動單元MM440）必須設置以下參數(shù)，否則制動電阻無法發(fā)揮作用：

• P1240=0，禁止直流電壓控制器；
• P1237>0，具體參數(shù)值以滿足實際工藝要求并且制動電阻不過熱為宜，根據(jù)工藝情況調(diào)試。

FX、GX尺寸MM440安裝外部制動單元后只需設置P1240=0即可。

制動電阻如何選擇？
制動電阻有兩個重要的參數(shù)：阻值和功率？

制動電阻阻值選型原則：

• 制動單元（無論內(nèi)置還是外置）規(guī)定了所能使用的制動電阻的最小阻值，小于該阻值可能損壞制動單元（因電流太大）；
• 制動電阻阻值選擇太大會導致制動功率降低，U_{dc max}²/ R_min = P_{brake resistor max} ，U_{dc max}為直流母線電壓，最大直流母線電壓一定的情況下，制動電阻阻值越大，制動電阻的最大功率就越??；

綜上所述：制動電阻的阻值需要根據(jù)負載的最大制動功率與變頻器的最小制動電阻阻值要求共同確定；必須保證制動電阻最大功率P_{brake resistor max}  >= 負載的最大制動功率。

制動電阻功率選型原則：

• 制動電阻的功率通常指的是制動電阻的平均功率，也就是制動電阻連續(xù)工作時的功率。必須保證制動電阻平均功率P_{brake resistor average}  >= 負載制動周期內(nèi)的平均制動功率；
• 負載制動周期內(nèi)的平均制動功率與負載制動時的制動能量，負載的制動周期有很大關系，需根據(jù)設備的工藝情況進行計算；
• 同時還需要保證制動電阻在最大制動功率情況下連續(xù)工作時間 <= 負載最大制動功率的連續(xù)制動時間；

注意：選型樣本所推薦制動電阻的功率是以5%的工作停止周期選配，制動電阻連續(xù)工作最大時間為12S，周期為240S。也就是說西門子制動電阻只能以最大功率連續(xù)工作12S，12秒后僅能承擔5%的最大制動功率，直到240秒后制動電阻得到充分的冷卻，方可再次承擔12秒的最大制動功率。

制動電阻選型實例
轉(zhuǎn)動慣量為10Kgm² 的負載由1500rpm減速到靜止。
計算制動電阻值，額定功率。

需要的數(shù)據(jù):
        電機及驅(qū)動                                             30kW
        電機額定轉(zhuǎn)矩                                         191Nm
        減速時間                                                 待定
        重復周期時間                                         30 s
        負載轉(zhuǎn)動慣量 (J)                                    10 Kgm²
        電阻阻值(R)                                            未知
        電阻額定功率值（Pr）                         未知
        電阻工作電壓 (V)                                  750V

首先最基本的一步是確定減速時間 (Tb ):

最大減速發(fā)生在電機額定轉(zhuǎn)矩的150%。
最大值Mb max = 1.5 x 191 = 286.5
最快的減速時間Tb :  

可以確定一個實際的減速時間 , 對于這個例子，令 =7s
計算減速時間為7s時需要的制動轉(zhuǎn)矩：

制動功率為：

制動電阻阻值為：

電阻的額定功率為：由于制動電阻的工作為間歇性的，其額定功率可按間歇性的功率選擇而不必是連續(xù)功率。優(yōu)點是可根據(jù)電阻的過載系數(shù)來充分利用電阻的過載值（O/L), 這個系數(shù)可由一組冷卻曲線得出，這個曲線是由制動電阻生產(chǎn)商或者供應商提供的。

在這個例子中，減速時間設置為7秒，循環(huán)周期時間為30秒。
所選擇的電阻的額定功率為：

實際上，在再生制動過程中，電機和負載的機械損耗可耗散15%到20%的制動能量。通常的情況下，實際上推薦的制動電阻阻值是代表應用中的最小值，使用推薦的阻值有可能會產(chǎn)生額外的制動轉(zhuǎn)矩。然而，由于負載慣量的能量反饋值是由減速度決定，制動單元通過調(diào)整制動電阻的運行/停止周期來實現(xiàn)按照實際速率消耗能量。

制動能量的簡單計算

例1： 某客戶將MM440 應用在升降驅(qū)動設備上，并要求在6.25秒內(nèi)以0.4m/s的速度下放500kg的重物,每30s重復一次該過程，應當如何計算制動功率？

重物的勢能為： A= m x g x h =500kg x 9.81 x (0.4m/s x 6.25s)=12263J
最大功率為：    P brake Appl max = A/s = 12263J/6.25s = 1962W
平均功率為：    P brake Appl average = 1962W x 6.25s / 30s= 392.4W

例2 ：某驅(qū)動負載需要從2900RPM的速度降至為0，其驅(qū)動數(shù)據(jù)見表1，如何計算反饋回變頻器直流側(cè)的制動能量？

電動機額定功率                 Pmotor N=5.5 KW
電動機效率                         ?motor =0.865
電動機額定轉(zhuǎn)速                 N motor N= 2925 RPM
電動機轉(zhuǎn)動慣量                 J motor =0.015kgm2
負載轉(zhuǎn)動慣量                     J load =0.4 kgm2
電動機最高運行轉(zhuǎn)速         nmax =2900RPM
制動時間                             t brake appl =5s
負載工作周期                     t cycle appl =15s

 西門子變頻器6SE6420-2UC11-2AA1

（1）、恒轉(zhuǎn)矩負載
恒轉(zhuǎn)矩負載又是分為摩擦類負載和位能式負載。
摩擦類負載的起動轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的150％左右，制動轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的100％左右，所以變頻器應選擇具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，而且起動和制動轉(zhuǎn)矩都比較大，過載時間過載能力大的變頻器。
位能負載一般要求大的起動轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能，能夠快速實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，變頻器應選擇具有四象限運行能力的變頻器。
（2）、風機泵類負載
負機泵類風載是典型的平方轉(zhuǎn)矩負載，低速下負載非常小，并與轉(zhuǎn)速平方成正比，通用變頻器與標準電動機的組合合適。這類負載對變頻器的性能要求不高，只要求經(jīng)濟性和可靠性，所以選擇具有U/f=const控制模式的變頻器即可。如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時，功率急劇增加，有時超過電動機變頻器的容量，導致電動機過熱或不能運轉(zhuǎn)，故對這類負載轉(zhuǎn)矩，不要輕易將頻率提高到工頻以上。
（3）、恒功率負載
恒功率負載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，但功率保持恒定的負載，如卷取機、機床等。對恒功率特性的負載配用變頻器時，應注意的問題：在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制，所以電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒功率特性，使用標準電動機與通用變頻器的組合沒有問題。而在工頻以下頻率范圍內(nèi)為U/f定值控制，電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩又相反傾向，標準電動機與通用變頻器的組合難以適應，因此要專門設計。

SIRIUS 3RW44 軟起動器的特點為設計緊湊，可節(jié)省空間，且控制柜布局直觀明了。 在優(yōu)化電機起動和停機方面，由于在節(jié)約方面*，與使用變頻器的應用相比，創(chuàng)新的 SIRIUS 3RW44 軟起動器更具吸引力。新扭矩控制和可調(diào)電流限值使得高性能軟起動器幾乎可用于任何一項任務。電機起動和停機期間可有效避免突發(fā)性扭矩應用和電流峰值。從而在計算開關柜尺寸及維護已安裝機器時可創(chuàng)建潛在節(jié)約。 對于直接串聯(lián)電路和內(nèi)三角電路，SIRIUS 3RW44 軟起動器具有節(jié)約功效，特別是在尺寸和設備成本方面。

已集成到軟起動器中的旁通觸點在檢測到電機軟起動后可繞開晶閘管。這樣，可顯著降低軟起動器以額定值工作期間的熱損耗。

結合起動、工作和停機時的各種可能性以確保對特定應用需求的**適應?？墒褂貌藛慰刂奇I盤和具有背光照明的菜單提示、多行圖形顯示屏，執(zhí)行操作和調(diào)試。使用預先選擇的語言，通過少量設置，即可快速、簡便、可靠地優(yōu)化電機軟起動和軟停機。每個菜單項的四鍵操作和純文本使得參數(shù)化和操作的每個環(huán)節(jié)都十分直觀明了。

應用標準

• IEC 60947 -4-2
• UL/CSA

功能

通過現(xiàn)代化、人性化的用戶提示，鍵盤及帶背光照明功能的菜單提示、多行圖形顯示屏，可簡便、快速地對 3RW44 進行調(diào)試。使用選擇的語言，通過少量設置，可快速、簡便、可靠地優(yōu)化電機軟起動和軟停止。每個菜單項的四鍵操作和純文本使得參數(shù)化和操作的每個環(huán)節(jié)都十分直觀明了。工作期間及施加控制電壓后，顯示區(qū)域持續(xù)顯示測量值、工作值及警告和故障消息?？赏ㄟ^連接電纜將外置顯示器和操作員模塊連接到軟起動器，從而實現(xiàn)有源指示及直接從控制柜門讀取類似消息。

SIRIUS 3RW44 軟起動器具有**功能。集成的旁通接觸系統(tǒng)可以降低軟起動器運行過程中的功率損失。從而可靠地防止加熱開關柜周圍的環(huán)境。 SIRIUS 3RW44 軟起動器具有內(nèi)置本征設備保護?？煞乐闺娫床糠志чl管的熱過載，如由于難以接受的高合閘操作。

因為 SIRIUS 3RW44 軟起動器的功能，可省去安裝附加電機過載繼電器的布線費用。此還，還具有可調(diào)脫扣等級和熱敏電機保護功能。 作為選項，晶閘管也可由 SITOR 半導體熔斷器提供短路保護，以便短路（協(xié)調(diào)類型 2）后軟起動器仍然工作。由于可調(diào)電流限值，還可以可靠地避免突然的電流峰值。

還可使用 PROFIBUS DP 或 PROFINET 模塊升級 SIRIUS 3RW44 軟起動器。 由于其通訊能力和可編程控制輸入和繼電器輸出，SIRIUS 3RW44 軟起動器可輕松、快速集成到更高一級的控制器中。

此外，還具有爬行速度功能，可用于定位和設置工作。通過該功能，可控制電機以減小的轉(zhuǎn)矩和可調(diào)低速雙向轉(zhuǎn)動。

另外，SIRIUS 3RW44 軟起動器還具有新的、組合式 DC 制動功能，可用于驅(qū)動負載的快速停止。

突出特點

• 具有分離脈沖、轉(zhuǎn)矩控制或電壓等變率、可調(diào)轉(zhuǎn)矩或電流限制及其任意組合的軟起動，取決于負載類型
• 集成式旁通接觸系統(tǒng)，可**小化功率損失
• 用于起動參數(shù)（如起動轉(zhuǎn)矩、起動電壓、軟起動和軟停止時間）及三個獨立的參數(shù)集中的更多參數(shù)的各種設置選項
• 起動檢測
• 內(nèi)三角電路，在尺寸和設備成本方面具有節(jié)約功效
• 可選擇各種軟停機模式：自由軟停機、轉(zhuǎn)矩控制的泵軟停機、組合式 DC 制動
• 固態(tài)電機過載和本征設備保護
• 電機的熱敏電阻保護
• 鍵盤，帶采用背光照明的、具有菜單提示功能的多行圖形顯示器
• PC 通信接口，用于更**的參數(shù)設置與控制和監(jiān)視
• 適應電機饋電裝置簡便
• 安裝與調(diào)試簡單
• 工作狀態(tài)和故障消息顯示
• 使用可選的 PROFIBUS DP 或 PROFINET 模塊連接到 PROFIBUS 和 PROFINET
• 外部顯示和操作員控制模塊
• 電源電壓 200 ~ 690 V，50 ~ 60 Hz
• 使用溫度可高達 60 ℃（40 ℃ 時開始降低額定值）

?

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(shù)設置不當引起的。西門子變頻器可設置的參數(shù)有幾千個，只有系統(tǒng)地、合適地、準確地設置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。 

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(zhuǎn)矩特性根據(jù)下列關系式?jīng)Q定：

p= t n/ 9550

式中：p——電動機功率(kw)

圖 1 可編程控制器應用系統(tǒng)設計與調(diào)試的主要步驟

（ 1 ）深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求

a ．被控對象就是受控的機械、電氣設備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。

b

參數(shù)設置編輯

變頻器的設定參數(shù)多，每個參數(shù)均有一定的選擇范圍，

使用中常常遇到因個別參數(shù)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(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進行靜態(tài)或動態(tài)辨識。

低運行頻率：即電機運行的小轉(zhuǎn)速，電機在低轉(zhuǎn)速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉(zhuǎn)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。

運行頻率：一般的變頻器頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將使電機高速運轉(zhuǎn)，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉(zhuǎn)速運行，電機的轉(zhuǎn)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(shù)：變頻器在參數(shù)中設定電機的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、頻率，這些參數(shù)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。

控制參數(shù)編輯

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(shù)設置不當引起的。西門子變頻器可設置的參數(shù)有幾千個，只有系統(tǒng)地、合適地、準確地設置參數(shù)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(zhuǎn)矩特性根據(jù)下列關系式?jīng)Q定：

p= t n/ 9550

式中：p——電動機功率(kw)

t——轉(zhuǎn)矩(n. m)

n——轉(zhuǎn)速(r/ min)

轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關系根據(jù)負載種類大體可分為3種[2]。

(1)即使速度變化轉(zhuǎn)矩也不大變化的恒轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體泵等。

(3)轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)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(shù)p1300設為0，變頻器工作于線性

功能介紹

v/f控制方式，將使調(diào)速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)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(zhuǎn)速n的3次方成正比。其轉(zhuǎn)矩m近似地與轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩遠大于負載轉(zhuǎn)矩，從而造率因數(shù)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(shù)保持在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。

可以進一步通過設置參數(shù)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?shù)奶岣咭匝a償在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉(zhuǎn)矩減小的問題。適用于大起動轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對象。

變頻器v/f控制方式驅(qū)動電機時，在某些頻率段，電機的電流、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩慣量較小時更為嚴重?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點，在v/f曲線上設置跳轉(zhuǎn)點及跳轉(zhuǎn)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(zhuǎn)點，設置p1101確定跳轉(zhuǎn)頻帶寬度。

圖5-45  采用仿STL指令編寫的梯形圖

如果某步之后有多個轉(zhuǎn)換條件，可將它們分開處理，例如步M302之后有兩個轉(zhuǎn)換，其中轉(zhuǎn)換條件T0對應的串聯(lián)電路放在電路塊內(nèi)，接在左側(cè)母線上的M302的另一個常開觸點和轉(zhuǎn)換條件X2的常開觸點串聯(lián)，作為M305置位的條件。某一負載如果在不同的步為“1”狀態(tài)，它的線圈不能放在各對應步的電路塊內(nèi)，而應該用相應輔助繼電器的常開觸點的并聯(lián)電路來驅(qū)動它。

功能介紹

有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉(zhuǎn)矩，用可編程的v/f控制對應設置變頻器參數(shù)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(shù)p1300設置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善，調(diào)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(diào)速都采用svpwm矢量控制方式。

參數(shù)p1300設置為22，變頻器工作于矢量轉(zhuǎn)矩控制。這種控制方式是目前上的控制方式，其他方式是模擬直流電動機的參數(shù)，進行保角變換而進行調(diào)節(jié)控制的，矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動機參數(shù)進行控制，控制簡單，度高。

6ES7 288-1SR20-0AA

西門子MM440變頻器的工作原理和其它牌子變頻器的工作原理并沒有太大的區(qū)別，只是他們采用電子元件的型號和電路結構不同而已，小編向大家簡要講述西門子MM440變頻器結構組成，這一節(jié)就和大家講講西門子MM440變頻器的工作原理想了解更多工業(yè)電路板、電梯電路板、變頻器相關知識請關注“從零開始變頻器維修”。

西門子變頻器

要想知道西門子MM440變頻器的工作原理，首先我們要清楚一個問題，就是變頻器是做什么用的？變頻器是用來控制電動機速度的一個器件，它可以實現(xiàn)無極調(diào)速，被廣泛用在自動化控制設備中。那么變頻器是怎樣進行調(diào)速的呢？把這個問題搞清楚也就懂得西門子MM440變頻器的工作原理了。

西門子變頻器驅(qū)動電路

西門子MM440變頻器的工作原理是這樣的。380VAC的交流電壓經(jīng)過VUB120-12No1整流三相整流進行整流，然后經(jīng)過六個容量為560UF耐壓400的電解電容組成濾波電路，把整流之后的脈動直流電轉(zhuǎn)換成平滑的的直流電，然后再通過變頻器的主電路板發(fā)出六路控制脈沖輸給電壓電流放大電路板，變頻器維修界俗稱這塊電路板為驅(qū)動電路，驅(qū)動電路板將主電路板發(fā)出的六路脈沖進行電壓及電流放大后，送給逆變電路板，通過逆變電路板中的IGBT模塊6MBI75-120-02把直流電逆變成交流電，在逆變過程中主電路板又對逆變脈沖進行調(diào)制，從而實現(xiàn)電壓在0～380V之間可調(diào)，頻率在0HZ～50HZ之間可調(diào)，通過改變供給電動機的供電電壓及頻率，從而實現(xiàn)電動機無極調(diào)速的目的。

對于更詳細的西門子MM440變頻器的工作原理，朋友們有興趣的話可以小編進行詳細討論，將會以圖、文、實物相結合的方式向您系統(tǒng)的傳授西門子MM440變頻器的工作原理。想了解更多工業(yè)電路板、電梯電路板、變頻器相關知識請關注“從零開始變頻器維修”