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西门子SINAMICS V20变频器 

基本应用的**解决方案 

SINAMICS V20，满足通用需求的多功能变频器 

现如今，工厂与机械制造业的自动化需求日益增多。传统的集成式控制系统被逐渐分割为独立的运动控制过程，相应简化了每个工艺步骤的复杂性。 

西门子推出的基本型变频器SINAMICS V20针对此类应用为用户提供了简易、经济的驱动解决方案。SINAMICS V20具有调试过程快捷、易于操作、稳定可靠以及经济高效的特点。该款变频器有四种外形尺寸可供选择，输出功率覆盖0.12KW-22KW。 

成本较小化 

工艺设计、调试和操作成本以及运行过程中产生的其它成本都必须尽可能的低。针对这一点，西门子SINAMICS V20变频器必定是您的较佳选择。此款变频器所配备的控制技术能够通过自动减少磁通来实现较佳的能量效率。不仅如此，变频器还可以显示实际的能耗数值同时提供额外的节能功能。由此大幅度地降低能耗。 

典型应用 

离心泵、径流式/风机、压缩机 

更多优点： 

电源故障后的自动再启动和捕捉再启动功能**变频器的高可用性 

通过监控负载转矩实现皮带损坏检测 

水泵气穴保护 

针对水泵堵塞的多脉冲高转矩启动以及防堵模式 

用于调节工艺数值的PID控制器（例如，温度、压力、流量） 

PID自整定功能实现控制器参数的优化 

休眠模式可以在需求较低的情况下使电机停转 

多泵控制功能通过额外增加两个定速驱动来扩大流量范围 

霜冻和冷凝保护功能防止电机在较端环境条件下受潮 

带式输送机、辊式输送机、链式输送机 

更多优点： 

轻缓、平稳的加速，减少对齿轮单元、轴承、滚筒和辊轴的压力 

单脉冲高转矩启动功能适用于带有较高启动转矩的传送带 

通过使用制动电阻或直流制动功能实现动态性能 

通过机械停机抱闸进行直接控制 

通过监控负载转矩实现皮带损坏检测 

加工制造业中的单个驱动。例如，轧钢机、搅拌机、捏炼机、破碎机、搅动机、离心机 

加工机器中带机械连动轴的主要驱动。例如，用于加工纺织品、线缆的环锭纺纱机、编织机 

更多优点： 

霜冻和冷凝保护功能防止电机在较端环境条件下受潮 

异常不停机模式能够**不间断的加工生产，从而实现较高的生产率 

通过直流链路对再生能量进行转换 

单脉冲高转矩启动功能适用于带有较高启动转矩的机器 

广东粤元机电专业代理西门子电机、西门子变频器，减速电机等。

述

西门子G130变频器是一款变频装置，可以非常灵活地与相关选件组合，集成到客户机柜中或直接集成到机器设备内。

输入电压

功率范围

380…480V 3AC

110…560KW

500…600V 3AC

110…560KW

660…690V 3AC

75…800KW

 

   通过丰富的电气选件实现传动系统的优化，从而满足客户的特定要求。配置和调试工作也因预定义的接口和参数而被大大简化。

   无编码器矢量控制的控制精度适合大多数应用，因此，*使用附加实际转速编码器。

   但是，SINAMICS G130也可以选配编码器适配器，以适应需要编码器的应用场合。

   控制单元、功率单元和其它有源SINAMICS部件之间的通讯是通过DRIVE-CliQ（传动内部通讯接口）进行的。通过DRIVE-CliQ电缆连接，可以快速集成为一个完整的变频系统。

   标配一个标准的PROFIBUS或者PROFINET通讯接口用于与控制系统进行通讯。还可以选用数字量和模拟量I/O扩展。为此，可选用TM31终端模块和TB30端子板。通过选用附加的通讯 板卡，可实现PROFINET和CAN协议通讯。

 

优点

l  采用了较新半导体技术的IGBT和革新的冷却方式，因而结构非常紧凑，运行异常安静。

l  因所有可更换部件的设计均基于方便接近、快速更换的原则，模块和功率器件可实现快速轻松地更换，从而提高了装置的使用效率。另外，通过“SparesOnWeb”工具，可方便地查看所订购传动的可用备件。

l  一个标准的PROFIBUS通讯接口以及各种模拟量和数字量接口，可方便地集成到自动化系统中。

l  图形化LCD的AOP30高级操作面板或装有STARTER调试工具（工具与组态）的PC可以轻松地进行调试和参数设定。

l  丰富的软件功能使之能胜任客户的各种要求。

l  所有部件，从各个单独部件到柜机，在整个生产过程中都经过了严格测试。这就**了它们在安装、调试和运行过程中具有较高的可靠性。

 

应用

西门子G130系列变频器可广泛用于固体液体输送、气/液分离或压缩等多种设备的调速应用。

特别是以下应用：

l  泵和风机

l  压缩机

l  挤出机和搅拌机

l  轧机

SINAMICS G120P 变频器

概述：

为了应对能源意识、经济性、能耗等方面越来越高的需求，西门子推出了西门子SINAMICS G120P系列变频器产品。SINAMICS 西门子G12OP是一款创新且易于操作的变频器，此产品专门针对工业领域的泵、风机和压缩机应用，但同时也兼顾楼宇自动化领域的需求进行了优化。

SINAMICS 西门子G12OP变频器可为种类丰富的任务提供经济的驱动方案。易于操作的特性使得该产品不仅有助于现有频率控制驱动的优化，也能在客户更改固定转速驱动方案或翻新设备时提供支持。

SINAMICS 西门子G12OP变频器系列变频器具备**的硬件条件和软件功能，这些功能可显着地促进节能，从而为环境资源的保护提供助益。此外G120P还有助于对供电系统的保护，这是因为此变频器的拓扑结构能够降低谐波电流。因此进线处*使用进线电抗器。

西门子G120P变频器配备了以下连接和接口，以应对各种特殊需求：

l 控制单元CU230P-2的现场总接线口，可选择

-RS485/USS，Mobus/RTU，BACnetMS/TP

-PROFIBUS DP

-CANopen

l Ni1000/Pt1000接口，用于直接连接温度传感器

l 230V继电器，用于直接连接辅助装置

l 电位隔离数字量输入，采用独立电位组以避免电位转移

l 绝缘模拟量输入，在无附加组件的状态下确保安装符合EMC规定

西门子G120P变频器易于操作

优越的易操作性是SINAMICS G120P的主要特点之一：

l 操作单元IOP（Intelligent Operator Panel,智能操作面板）配备针对特定应用的简单调试向导

l 明码文本脚本用于集成至调试工具STARTER，以应对复杂应用

l 操作单元采用明码文本显示屏，且具备丰富的诊断功能IOP

l 可通过SINAMICS微型存储卡（MMC）或SIMATIC存储卡(SD卡)保存参数设置，用于数据克隆或现场调试

l 采用插接式端子排连接电源电缆和电机电缆（功率较高可达18.5KW）

l 采用模块式结构，有助于驱动组件的快速更换

西门子G120P变频器的简单应用的调试

借助操作单元IOP集成的应用向导进行

可用的向导如下：

l 快速调试

l 泵，无/带PID控制

l 风机，无/带PID控制

l 压缩机，无/带PID控制

l PID设置

l Boost设置

复杂应用的调试

在调试工具STARTER中使用明码文本脚本在基于方案的对话框引导下进行。

这些向导支持过程值的设定值输入和通过定时器进行的设定值转换，并以较简单的方式集成电机分机控制、休眠等工艺功能。

西门子G120P变频器可用的向导如下：

l 排风风机，带压力/空气质量闭环控制

l 冷却塔风机，带冷却水温闭环控制

l 楼梯井风机，带压力闭环控制和拓展消防应急模式

l 隧道/多层停车场风机，带空气质量闭环控制和拓展消防应急模式

l 进风风机，带压力/温度/空气质量/流量闭环控制

l 泵，带压力控制

l 泵，带液位控制

l 冷却回路用泵，带温度闭环控制

l 压缩机，带压力闭环控制

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详细参数

（3）逆变器模块烧坏 中、小型变频器一般用三组IGTR（大功率晶体管模块）；大容量的机种均采用多组IGTR并联，故测量检查时应分别逐一进行检测。IGTR的损坏也可引起变频器OC（+pA或+pd或+pn）保护功能动作。逆变器模块的损坏原因很多:如输出负载发生短路；负载过大，大电流持续运行；负载波动很大，导致浪涌电流过大；冷却风扇效果差；致使模块温度过高，导致模块烧坏、性能变差、参数变化等问题，引起逆变器输出异常。 如一台FRN22G11S-4CX变频器，输出电压三相差为106V，解体在线检查逆变模块（6MBP100RS-120）外观，没发现异常，测量6路驱动电路也没发现故障，将逆变模块拆下测量发现有一组模块不能正常导通，该模块参数变化很大（与其它两组比较），更换之后，通电运行正常。又如MF-30K-380变频器在启动时出现直流回路过压跳闸故障。这台变频器并不是每次启动时，都会过压跳闸。检查时发现变频器在通电（控制面板上无通电显示信号）后，测得直流回路电压达到500V以上，由于该型变频器直流回路的正极串接1只SK-25接触器。在有合闸信号时经过预充电过程后吸合，故怀疑预充电回路性能不良，断开预充电回路，情况依旧。用电容表检查滤波电容发现已失效，更换电容后，变频器工作正常

详细说明

4.辅助控制电路故障 变频器驱动电路、保护信号检测及处理电路、脉冲发生及信号处理电路等控制电路称为辅助电路。辅助电路发生故障后，其故障原因较为复杂，除固化程序丢失或集成块损坏（这类故障处理方法一般只能采用控制板整块更换或集成块更换）外，其他故障较易判断和处理.

  

详细概述

（1）驱动电路故障 驱动电路用于驱动逆变器IGTR，也易发生故障。一般有明显的损坏痕迹，诸如器件（电容、电阻、三极管及印刷板等）爆裂、变色、断线等异常现象，但不会出现驱动电路全部损坏情况。处理方法一般是按照原理图，每组驱动电路逐级逆向检查、测量、替代、比较等方法；或与另一块正品（新的）驱动板对照检查、逐级寻找故障点。处理故障步骤：首先对整块电路板清灰除污。如发现印刷电路断线，则补线处理；查出损坏器件即更换；根据笔者实践经验分析，对怀疑的元器件，进行测量、对比、替代等方法判断，有的器件需要离线测定。驱动电路修复后，还要应用示波器观察各组驱动电路信号的输出波形，如果三相脉冲大小、相位不相等，则驱动电路仍然有异常处（更换的元器件参数不匹配，也会引起这类现象），应重复检查、处理。大功率晶体管工作的驱动电路的损坏也是导致过流保护功能动作的原因之一。驱动电路损坏表现出来较常见的现象是缺相，或三相输出电压不相等，三相电流不平衡等特征。

详细原理

（2）开关电源损坏 开关电源损坏的一个比较明显的特征就是变频器通电后无显示。如：富士G5S变频器采用了两级开关电源，其原理是主直流回路的直流电压由500V以上降为300V左右，然后再经过一级开关降压，电源输出5V，24V等多路电源。开关电源的损坏常见的有开关管击穿，脉冲变压器烧坏，以及次级输出整流二极管损坏，滤波电容使用时间过长，导致电容特性变化（容量降低或漏电电流较大），稳压能力下降，也*引起开关电源的损坏。富士G9S则使用了一片开关电源专用的波形发生芯片，由于受到主回路高电压的窜入，经常会导致此芯片的损坏，由于此芯片市场很少能买到，引起的损坏较难修复。 另外，变频器通电后无显示，也是较常见的故障现象之一，引起这类故障原因，多数也是由于开关电源的损坏所致。如MF系列变频器的开关电源采用的是较常见的反激式开关电源控制方式，开关电源的输出级电路发生短路也会引起开关电源损坏，从而导致变频器无显示。

详细功能

  （3）反馈、检测电路故障 在使用变频器过程中，经常会碰到变频器无输出现象。驱动电路损坏、逆变模块损坏都有可能引起变频器无输出，此外输出反馈电路出现故障也能引起此类故障现象。有时在实际中遇到变频器有输出频率，没有输出电压（实际输出电压非常小，可认为无输出），这时则应考虑一下是否是反馈电路出现了故障所致。在反馈电路中用于降压的反馈电阻是较*出现故障的元件之一；检测电路的损坏也是导致变频器显示OC（+pA或+pd或+pn）保护功能动作的原因，检测电流的霍尔传感器由于受温度，湿度等环境因素的影响，工作点*发生飘移，导致OC报警。 总之，变频器常见故障有过流、过压、欠压以及过热保护，并有相应的故障代码，不同的机型有不同的代码，其代码含义可查阅随机使用说明书，参考处理措施进行解决。过流经常是由于GTR（或IGBT）功率模块的损坏而导致的，在更换功率模块的同时，应先检查驱动电路的工作状态，以免由于驱动电路的损坏，导致GTR（或IGBT）功率模块的重复损坏；欠压故障发生的主要原因是快速熔断器或整流模块的损坏，以及电压检测电路的损坏，电压检测采样信号是从主直流回路直接取样，经高阻值电阻降压，并通过光耦隔离后送到CPU处理，由高低电平判断是欠压还是过压；过热停机，多数原因是由冷却风扇散热不足引起的。如我厂铝电解车间环境恶劣，高粉尘、高温（夏季厂房上部气温高达56℃）、高氧化铝粉尘、氟化氢腐蚀气体使多功能天车上变频器内电路板易积尘、风扇粘死、电子器件老化*、GTR(或IGBT模块过热烧坏，故经常出现过热保护，特别是在夏季，这种现象更加频繁，而且模块烧坏率很高，即使进口机型（如Siemens、senken、fuji等）情况也是如此。为解决这个问题，我们通过加大天车上使用变频器容量，才初步降低了变频器的故障率和报废率，但效果并不理想。

详细特点

5、降低变频器故障和延长使用寿命的措施 根据实验证明，变频器的使用环境温度每升高10℃，则其使用寿命减少一半。为此在日常使用中，应根据变频器的实际使用环境状况和负载特点，制定出合理的检修周期和制度，在每个使用周期后，将变频器整体解体、检查、测量等全面维护一次，使故障隐患在初期被发现和处理。

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