西門子6SE70變頻器控制書本型代理商
上海薺翔自動(dòng)化科技有限公司 本著“以人為本、科技先導(dǎo)、顧客滿意、持續(xù)改進(jìn)"的工作方針，致力于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)、工程配套和系統(tǒng)集成，擁有豐富的自動(dòng)化產(chǎn)品的應(yīng)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及雄厚的技術(shù)力量，尤其以 PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)、傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用、伺服控制系統(tǒng)、數(shù)控備品備件、人機(jī)界面及網(wǎng)絡(luò)/軟件應(yīng)用為公司的技術(shù)特長

西門子6SE70變頻器控制書本型代理商

上海薺翔自動(dòng)化科技有限公司 本著“以人為本、科技先導(dǎo)、顧客滿意、持續(xù)改進(jìn)”的工作方針，致力于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)、工程配套和系統(tǒng)集成，擁有豐富的自動(dòng)化產(chǎn)品的應(yīng)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及雄厚的技術(shù)力量，尤其以 PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)、傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用、伺服控制系統(tǒng)、數(shù)控備品備件、人機(jī)界面及網(wǎng)絡(luò)/軟件應(yīng)用為公司的技術(shù)特長

 

西門子6se70系列書本型變頻器是西門子公司采用矢量控制技術(shù)，結(jié)合諸多*的生產(chǎn)制造工藝推出的高性能變頻器，適用功率范圍為2.2kw ~37kw，憑借其*的控制性能和良好的穩(wěn)定性，在冶金行業(yè)的輥道、風(fēng)機(jī)類負(fù)載中有著廣泛的應(yīng)用。下面對(duì)西門子6se70系列書本型變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，并對(duì)ig^觸發(fā)脈沖的測試和常見故障的排除進(jìn)行說明。

 

2 變頻器測試系統(tǒng)組成

由于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的該書本型變頻器為dc-ac型，直流進(jìn)線電壓為dc520v，所以我們自行制作了一小型直流電源來模擬整流單元對(duì)裝置提供直流電壓。裝置測試主線結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 裝置測試主線結(jié)構(gòu)圖

圖1中虛線框內(nèi)為自行制作的小型整流單元結(jié)構(gòu)。其中qf為三相交流電源進(jìn)線開關(guān)，km為交流進(jìn)線接觸器，sb為進(jìn)線接觸器控制按鈕。整流電路采用由二極管整流橋組成的三相橋式全波整流電路。整流出的直流電源正極接逆變裝置進(jìn)線端子c(+)上，直流電源負(fù)極接進(jìn)線端子d(-)上。

逆變裝置u、v、w三相交流出線側(cè)用普通白熾燈泡模擬交流電機(jī)三相繞組，圖1中實(shí)驗(yàn)裝置上每一相分別串聯(lián)相接了兩個(gè)白熾燈泡，相間采用角型接法。其中模擬負(fù)載的電阻值選擇要合適，如果電阻值偏小可在每相上串聯(lián)電阻器來適當(dāng)增加電阻值。

3 整流單元制作

3.1 整流進(jìn)線電壓計(jì)算

該實(shí)驗(yàn)裝置的輸入電壓直流電壓為dc520v，首先計(jì)算整流單元三相進(jìn)線交流電的相電壓，根據(jù)三相全波整流電路直流電壓輸出公式：ud= 2.34u相。

其中：ud為整流輸出的直流電壓；

u相為三相交流進(jìn)線電源的相電壓。

通過公式計(jì)算得到u相=220v，所以確定采用進(jìn)線線電壓380v為交流三相電源做為整流單元的交流輸入電源。

3.2 整流電路的整流器件

自制整流單元的主電路電流變換器件采用鞍山時(shí)華辰電力器件有限公司生產(chǎn)的規(guī)格為zxq-55a 1600v的電力二極管整流橋

圖2 二極管整流橋

電力二極管整流橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)由兩個(gè)首尾串聯(lián)的電力二極管組成，利用了二極管的正向?qū)?、反向截止的特性。由二極管的單向?qū)щ娞匦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈沖直流電。

圖中該電力二極管整流橋上部接線端子從左至右依次為1，2，3，其中端子1接三相交流輸入電源中的一相，端子2為該相整流后輸出的直流電壓正極，端子3為該相整流后輸出的直流電壓負(fù)極。

3.3 整流單元電流變換主電路

整流單元的電流變換部分采用三相橋式全波整流電路，由3個(gè)圖2中的電力二極管整流橋組成，其結(jié)構(gòu)組成和端子接線見圖3，與之對(duì)應(yīng)的整流部分原理圖見圖4：

圖3中下方端子（二極管整流橋端子1）的棕色線來自經(jīng)過進(jìn)線開關(guān)qf和接觸器km后的整流單元三相交流進(jìn)線電源；中間端子（二極管整流橋端子2）的紅色線為經(jīng)過三相橋式整流后的電源正極；上方端子（二極管整流橋端子3）的黑色線為經(jīng)過三相橋式整流后的電源負(fù)極。圖4為整流結(jié)構(gòu)原理對(duì)照?qǐng)D。

圖3 整流單元主電路

圖4 整流結(jié)構(gòu)原理對(duì)照?qǐng)D

4 變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)說明

變頻器進(jìn)線端子如圖5所示，c、d分別接直流電源的正極和負(fù)極，$的pe連接地保護(hù)線，f101、f102為裝置內(nèi)部冷卻風(fēng)機(jī)的進(jìn)線保險(xiǎn)。

圖5 變頻器進(jìn)線接線端子

打開變頻器前蓋，上面的一塊板子是直流電源的進(jìn)線隔離板（見圖6）。該板主要由兩個(gè)保險(xiǎn)組成，對(duì)裝置內(nèi)部電容和主電路板起到電源隔離和過電流保護(hù)作用。其中“+”（x241）來自進(jìn)線端子的c端，“-”（x243）來自進(jìn)線端子的d端。pud（x242）接圖7中電容組的正極，nud（x244）接電容組的負(fù)極。

圖6 變頻器進(jìn)線隔離板

圖7 濾波電容組

電源隔離板下面便是濾波電容組（見圖7），圖7中標(biāo)注的直流正、負(fù)極分別來自圖6中電源進(jìn)線板。

電容組在變頻器中的主要作用有：

(1)濾波作用

在電源電路中，整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流，而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對(duì)比較穩(wěn)定的直流電壓。在實(shí)際中，為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而產(chǎn)生變化，所以在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容。由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對(duì)高頻及脈沖干擾信號(hào)不能有效地濾除，故在其兩端并聯(lián)了一只容量為0.001~0.lpf的電容，以濾除高頻及脈沖干擾。

(2)耦合作用

在低頻信號(hào)的傳遞與放大過程中，為防止前后兩級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，常采用電容藕合．為了防止信號(hào)中韻低頻分量損失過大，一般總采用容量較大的電解電容。

電容組下面的板子就是逆變電路的主電路板了（見圖8），該板子的功能即為將直流電源逆變?yōu)槿嘟涣麟娫春筝敵觥ｋ娐钒逑路綇淖笾劣乙来闻帕兄龎Kig^模塊，每塊ig^由兩個(gè)單獨(dú)的ig^封裝在一起組成一相逆變橋。ig^模塊上方端子（上方$電纜）接電容濾波后的電源正極，中間端子（中間$電纜）接電容濾波后的電源負(fù)極，下方端子為交流出線端（黑色輸出電纜）。三相交流輸出電纜的1，3兩相上接有電流互感器，檢測1，3兩相輸出電流。

主電路板逆變電路結(jié)構(gòu)的原理對(duì)照?qǐng)D見圖9。

圖8 逆變電路板

圖9 逆變結(jié)構(gòu)原理對(duì)照?qǐng)D

5 ig^觸發(fā)脈沖測試

ig^逆變橋觸發(fā)脈沖控制端子（見圖10）從左到右端子標(biāo)號(hào)依次為6，7，5，4；4、5為一組控制一個(gè)ig^導(dǎo)通，6、7為一組控制另一個(gè)ig^導(dǎo)通。其中4、6為觸發(fā)電壓正極，5、7為觸發(fā)電壓負(fù)極。例如在4、5間施加正向觸發(fā)電壓即相當(dāng)于在ig^的g、e間加入正向電壓，便可以控制其中一個(gè)ig^導(dǎo)通。

對(duì)ig^觸發(fā)脈沖的測試可將ig^模塊的觸發(fā)控制信號(hào)接入到示波器，通過觀察觸發(fā)信號(hào)的輸出波形來判斷觸發(fā)信號(hào)是否正常。例如對(duì)該逆變橋的其中一個(gè)ig^進(jìn)行觸發(fā)脈沖測試：將紅表筆一端連端子6，另一端接示波器正；黑表筆一端連7，另一端接示波器負(fù)。

正常的觸發(fā)脈沖波形見圖11。示波器上方的高電平間隔便是觸發(fā)ig^導(dǎo)通的正向?qū)妷?。正常的觸發(fā)脈沖電壓波形應(yīng)為間隔均勻的水平電平，并且每一段觸發(fā)電平的首尾應(yīng)相 對(duì)水平。若觸發(fā)脈沖波形有異常，則表示裝置觸發(fā)電路可能有問題了。

的耙吸式挖泥船之一采用了來自西門子的技術(shù)。這種挖泥船可以挖取河床或近海海床表面淤泥，以拓寬航道或開采原料。它們也用于從海床采砂，用以建造人工島嶼。

近，西門子生產(chǎn)兩套定制變速箱，提供給由馬來西亞造船廠Inai Kiara SDN BHD建造的新船Inai Kenanga。這兩個(gè)多檔位變速箱重約90公噸，是泥泵驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成部分。西門子也為驅(qū)動(dòng)螺旋槳的推進(jìn)系統(tǒng)提供了變速箱。這項(xiàng)任務(wù)的主要挑戰(zhàn)是讓變速箱盡可能緊湊。

Inai Kenanga耙吸式挖泥船長近200米，其容量達(dá)3萬多立方米，相當(dāng)于10個(gè)50米標(biāo)準(zhǔn)游泳池的容量之和。通過兩條安裝在側(cè)面的吸泥管，Inai Kenanga可以多深入水下120米處進(jìn)行挖泥，然后將之卸入泥艙。在45米疏浚深度，Inai Kenanga為每根吸泥管啟用一個(gè)主泵。在更深處，吸泥管會(huì)延伸，并啟用輔助泵。吸入管中的水會(huì)立即與泥漿分離。Inai Kenanga配備兩臺(tái)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。每臺(tái)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)泥泵，以及一個(gè)推進(jìn)螺旋槳。在每個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，一臺(tái)變速箱將發(fā)動(dòng)機(jī)連接至推進(jìn)系統(tǒng)，而另一個(gè)變速箱則將發(fā)動(dòng)機(jī)連接至主泵。

挖泥船可以挖取河床或近海海床表面淤泥。

Inai Kenanga挖泥船行將竣工。

三檔變速箱

連接至主泵的變速箱有三個(gè)檔位。其中兩個(gè)檔位用于調(diào)節(jié)泥泵性能，以適應(yīng)不同水下深度。第三個(gè)檔位則用于主泵卸泥。否則，需要另外配備一臺(tái)泵，就像許多其他挖泥船那樣。

盡管一臺(tái)重90噸、高4.5米的多檔變速箱本身已屬罕見，但西門子工程師面對(duì)的主要挑戰(zhàn)是造船廠希望整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)占用相對(duì)較小的空間。為此，主泵變速箱及其三個(gè)離合器不得不盡可能緊湊。通過利用名為“套筒軸”的特殊設(shè)計(jì)，將離合器安裝在變速箱外殼上，實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。這個(gè)解決方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)工人可以輕松檢修離合器。

一攬子解決方案

發(fā)動(dòng)機(jī)與推進(jìn)系統(tǒng)之間的變速箱也需要盡可能緊湊。除傳遞每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)高達(dá)13,250千瓦的全輸出功率之外，這些變速箱運(yùn)行時(shí)候十分安靜，并且經(jīng)久耐用。這要?dú)w功于對(duì)鋼制齒輪所做的特殊處理：進(jìn)行了表面硬化和研磨。西門子還為這種新型耙吸式挖泥船的其他泵和設(shè)備提供了變速箱和離合器，因而成為世界上一家提供全面的一攬子解決方案的制造商。

6 濾波電容的故障判斷與注意事項(xiàng)            　　6.1 濾波電容的故障判斷方法            　　(1)濾波電容常見的故障有，容量減少，容量消失、擊穿短路及漏電，其中容量變化是因電解電容在使用或放置過程中其內(nèi)部的電解液逐漸干涸引起，而擊穿與漏電一般為所加的電壓過高或本身質(zhì)量不佳引起。            　　(2)判斷電源電容的好壞一般采用萬用表的電阻檔進(jìn)行測量。具體方法為：將電容兩管腳短路進(jìn)行放電，用萬用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負(fù)極（對(duì)指針式萬用表，用數(shù)字式萬用表測量時(shí)表筆互調(diào)），正常時(shí)表針應(yīng)先向電阻小的方向擺動(dòng)，然后逐漸返回直至無窮大處。表針的擺動(dòng)幅度越大或返回的速度越慢，說明電容的容量越大，反之則說明電容的容量越小。如表針指在中間某處不再變化，說明此電容漏電，如電阻指示值很小或?yàn)榱?，則表明此電容已擊穿短路。因萬用表使用的電池電壓一般很低，所以在測量低耐壓的電容時(shí)比較準(zhǔn)確，而當(dāng)電容的耐壓較高時(shí)，打時(shí)盡管測量正常，但加上高壓時(shí)則有可能發(fā)生漏電或擊穿現(xiàn)象。            　　6.2 應(yīng)用濾波電容時(shí)的注意事項(xiàng)            　　(1)電解電容由于有正負(fù)極性，因此在電路中使用時(shí)不能顛倒聯(lián)接。在電源電路中，輸出正電壓時(shí)電解電容的正極接電源輸出端，負(fù)極接地，輸出負(fù)電壓時(shí)則負(fù)極接輸出端，正極接地。當(dāng)電源電路中的濾波電容極性接反時(shí)，因電容的濾波作用大大降低，一方面引起電源輸出電壓波動(dòng)，另一方面又因反向通電使此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電阻的電解電容發(fā)熱。當(dāng)反向電壓超過某值時(shí)，電容的反向漏電電阻將變得很小，這樣通電工作不久，即可使電容因過熱而炸裂損壞。            　　(2)加在電解電容兩端的電壓不能超過其允許工作電壓，在設(shè)計(jì)實(shí)際電路時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況留有一定的余量。            7 dp通訊遠(yuǎn)程控制故障排除            　　西門子6se70系列變頻器dp通訊遠(yuǎn)程控制的頻率主給定連接參數(shù)為p443,當(dāng)變頻器在遠(yuǎn)程控制方式下無法啟動(dòng)或調(diào)節(jié)頻率時(shí)，可通過下述方法查找和排除故障：            　　(1)查看r447參數(shù)判斷頻率給定通道（p443）是否加入頻率給定值，如果沒有檢查相應(yīng)的控制程序是否正常。            　　(2)通過r550、r551參數(shù)來查看變頻器控制字1和控制字2相應(yīng)位的高低電平狀態(tài)，來判斷控制程序中控制變頻器運(yùn)行的對(duì)應(yīng)的每一位的狀態(tài)。            　　其中r550參數(shù)用于在柜門面板上顯示控制字1對(duì)應(yīng)的每一位的高低電平狀態(tài)，某一位為高電平狀態(tài)時(shí)，該位上的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。r551參數(shù)用于查看控制字2相應(yīng)位的狀態(tài)。當(dāng)對(duì)變頻器發(fā)出運(yùn)行命令后變頻器沒有正常啟動(dòng)時(shí)，可從柜門面板監(jiān)視控制字每一位的高低電平狀態(tài)，檢查程序后從而迅速判斷出故障原因。            8 結(jié)束語            　　開啟電壓uge是能實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)調(diào)制而導(dǎo)通的低柵射電壓，在25℃時(shí)uge的值一般為2～6v。在igbt電路中，每個(gè)igbt導(dǎo)通和關(guān)斷由門級(jí)電壓確定，當(dāng)發(fā)生擎住現(xiàn)象（流過的電流大于大容許電流），igbt關(guān)斷不了（大負(fù)荷工作時(shí)）。            　　igbt對(duì)環(huán)境溫度要求比較苛刻，要求管殼溫度不超過70℃，要求環(huán)境溫度20℃左右，因此在傳動(dòng)室內(nèi)都要求安裝有空調(diào)。             　　西門子6se70系列書本型變頻器在冶金領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，上述對(duì)變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的介紹、觸發(fā)脈沖的測試和典型故障的排除對(duì)于從事西門子變頻器維護(hù)和修理的技術(shù)人員有著較高的參考價(jià)值。

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僅在德國，每年就要產(chǎn)生約800萬噸脫水城市泥污。其中約三分之一的泥污為*門所利用，但由于農(nóng)業(yè)應(yīng)用對(duì)泥污的質(zhì)量要求越來越高，污泥農(nóng)用比例多年來一直未能提升。因此，不論是在專業(yè)焚燒廠進(jìn)行焚燒，還是在水泥廠、燃煤電廠和垃圾焚燒廠用作輔助燃料，焚燒污泥的吸引力與日俱增。專業(yè)焚燒廠其優(yōu)點(diǎn)是可以分離出泥污中所含的寶貴原料，特別是磷肥料的回收利用。

在荷蘭，N.V. Slibverwerking Noord-Brabant（SNB）運(yùn)營著這樣一家污泥焚燒廠，每年處理約45萬噸脫水市政泥污——在大約900攝氏度高溫下焚燒干燥的泥污。

新鍋爐安裝位置。去除部分屋頂，以便將鍋爐吊裝到位。

（從屋頂拍攝的照片）準(zhǔn)備安裝鍋爐。

定制鍋爐

對(duì)SNB焚燒廠進(jìn)行改造，為其配備兩臺(tái)高壓蒸汽鍋爐用于發(fā)電，這對(duì)NEM公司（2011年并入西門子）的工程師而言，面臨著兩個(gè)挑戰(zhàn)。他們?cè)O(shè)計(jì)的鍋爐必須能適用于這個(gè)建于1997年的焚燒廠。此外，必須盡快安裝好鍋爐，同時(shí)保持焚燒廠部分運(yùn)行，以免中斷市政泥污的處理。

專家們隨后打造出一臺(tái)既滿足蒸汽輪機(jī)技術(shù)規(guī)格（450攝氏度蒸汽溫度和60巴壓力），又符合尺寸和重量規(guī)定的鍋爐。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，一定程度上得益于減小鍋爐省煤器爐管的直徑，從而得以減小管壁厚度，減輕重量。此外，有必要根據(jù)高度限制來調(diào)節(jié)管道間距，同時(shí)還應(yīng)考慮燃料的污垢特性。工程師對(duì)蒸汽溫度尤其重視。泥污中含有多種不同化學(xué)元素，其中一些化學(xué)元素在*溫度下會(huì)腐蝕金屬。正因?yàn)槿绱?，哪怕鍋爐和蒸汽輪機(jī)能夠在更高溫度下工作，蒸汽溫度被限制在450攝氏度。

然后，由蒸汽來驅(qū)動(dòng)西門子SST 110工業(yè)蒸汽輪機(jī)。蒸汽輪機(jī)采用兩個(gè)并行模塊。高壓模塊在60巴蒸汽壓力下工作。低壓模塊在2.5巴壓力下供應(yīng)剩余的蒸汽。這種低壓蒸汽主要用于烘干泥污——送到焚燒廠時(shí)，市政泥污含有約75%的水分。改裝高壓鍋爐時(shí)淘汰了原來用低壓蒸汽運(yùn)行的蒸汽電機(jī)，過去該電機(jī)利用450千瓦發(fā)電機(jī)來發(fā)電?，F(xiàn)在，焚燒廠使用一臺(tái)3,500千瓦發(fā)電機(jī)，滿足其幾乎全部用電需求。