西門子G120XA6SL3220-2YD22-0UB0功率模塊

概覽

變頻器提供不同的方法來啟停電機并控制其轉向：

? 雙線制控制，ON/換向

? 雙線制控制，正轉/反轉 1

? 雙線制控制，正轉/反轉 2

? 三線制控制，使能/正轉/反轉

? 三線制控制，使能/ON/換向

換向功能在出廠設置中已禁用。如需使用該功能，必須使能反方向。

使能旋轉方向 (頁 379)

8.3.10.2 雙線制控制， 雙線制控制，ON/換向 換向

功能說明

高級多泵控制

概述

高級多泵控制功能適用于需要同時運行四臺水泵的應用場景，比如用來平衡大幅波動的

水壓或流量。使能該功能后，可以根據具體需求配置以下四個子功能：

? 加減泵 (頁 333)

? 停機模式 (頁 337)

? 多泵輪換 (頁 340)

? 維修模式 (頁 342)

高級多泵控制可為以下應用提供靈活、經濟高效的解決方案：

? 在不使用附加 I/O 模塊的情況下，多可控制四個水泵

? 平穩(wěn)啟動和停止每個水泵，以確保供水系統達到佳性能

? 簡化控制系統

說明

推薦在額定功率低于 30 kW 的變頻器上使用高級多泵控制功能。

前提條件

西門子G120XA6SL3220-2YD22-0UB0功率模塊

西門子G120XA

6SL3220-2YD22-0UB0

功率模塊

操作說明

使用高級多泵控制功能之前，應確保已連接的水泵具有相同的額定功率。

功能說明

變頻器須使用四個繼電器（KP1 至 KP4）連接至數字量輸出 DO 0 至 DO 3，從而根據工藝控

制器誤差（r2273）實現加減泵的功能。此外還須使用兩組接觸器 KD 和 KM 來切換水泵的

兩種運行狀態(tài)：變頻器驅動和工頻驅動。所有電機均以斜坡速度啟動和停止，從而實現了水

泵的軟切換，可以小化對于水管的沖擊。

參數 p29520 可用于使能高級多泵控制。

6723 6723

圖 8-42 雙線制控制，ON/換向

將以下數字量輸入分配給指令：

? DI 0:ON/OFF1

? DI 1 或其他可用的 DI 端子換向

如果變頻器驅動的水泵以大速度運行（p1082），且工藝控制器誤差（r2273）高于加泵

閾值（p29523）但低于延遲超馳閾值（p29526），并持續(xù)了一定的時間（p29524），變

頻器首先將水泵從變頻器驅動切換到工頻驅動，然后再啟動一個空閑水泵。該泵以斜坡上升

速度軟啟動，并在變頻器模式下運行。

說明

如果工藝控制器誤差高于超馳閾值（p29526），變頻器會直接跳過延遲時間（p29524），

立即執(zhí)行加泵操作。

參數 p29522 用于定義加泵的選擇模式。

? p29522 = 0：根據固定順序選擇下個泵。變頻器按照 M1 → M2 → M3 → M4 的順序加泵。

? p29522 = 1：根據運行時間選擇下個泵。變頻器根據短運行時間（p29530[0...3]選擇主設定值源時，可使用以下選項：

? 變頻器現場總線接口

? 變頻器的模擬量輸入

? 變頻器中模擬的電動電位器

? 變頻器中保存的固定設定值

選擇補充設定值源時，同樣可使用這些選項：

在以下條件下，變頻器會從主設定值切換為其它設定值：

? 如果工藝控制器已激活且正確互連，其輸出會電機轉速。

? 點動模式激活時

擴展調試

8.5 設定值和設定值調整

SINAMICS G120XA 變頻器

操作說明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE 357

? 通過操作面板進行控制時

? 通過 SINAMICS G120 智能連接模塊進行控制時

8.5.1.1 模擬量輸入設為設定值源

功能說明

圖 8-58 示例：模擬量輸入 0 設為設定值源

在快速調試中確認變頻器接口的預設置。根據預設置的選擇，模擬量輸入可在快速調試之后

就與主設定值互聯。

示例

模擬量輸入 0 設為設定值源：

參數 描述

p1070 = 755[0] 主設定值與模擬量輸入 0 互聯

p1075 = 755[0] 附加設定值與模擬量輸入 0 互聯

設定值處理通過以下功能影響設定值：

? “取反"，電機旋轉方向換向。

? “禁用旋轉方向"功能能防止電機在錯誤的方向上旋轉。

? “抑制帶"能防止電機在抑制帶內持續(xù)運行。該功能能避免機械共振，因為它只能暫時允

許特定的轉速。

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? “轉速限制"能避免電機及其驅動的負載出現過高轉速。

? “斜坡函數發(fā)生器"能防止突然的設定值變化。這樣電機就可以以降低的轉矩加速和制動。斜坡函數發(fā)生器

設定值通道中的斜坡函數發(fā)生器用于限制轉速設定值的變化速率（加速）。減慢的加速會使

得電機加速轉矩降低。這樣電機就可以減負且生產設備也得到了保護。

擴展斜坡函數發(fā)生器不僅限制加速度，而且還通過設定值圓整對加速度的變化（急動度）進

行限制。如此一來便不會突然形成電機轉矩。

擴展斜坡函數發(fā)生器

擴展斜坡函數發(fā)生器的斜坡上升時間和斜坡下降時間是可以單獨設置的。這兩個時間的

設置和實際應用緊密相關，可以是幾百毫秒，也可以是幾分鐘。

通過開始端圓整和結束端圓整可以實現平滑的加速和減速。

電機的斜坡上升和下降時間會因圓整處理而有所延長。

? 有效的斜坡上升時間 = p1120 + 0.5 × (p1130 + p1131)。

? 有效的斜坡下降時間 = p1121 + 0.5 × (p1130 + p1131)。

操作步驟

1. 給出一個盡可能大的轉速設定值。

2. 接通電機。

3. 檢查電機的運轉情況。

– 如果電機加速過慢，請縮短加速時間。

過短的加速時間會導致電機在加速時達到電流限值且暫時無法再跟蹤轉速設定值。此

時，變頻器會超出所設時間。

– 如果電機加速過快，延長加速時間。

– 如果加速過急，延長起始段圓弧時間。

– 大多數應用中都可以將結束段圓弧時間設為和起始段圓弧時間相同的值。

擴展調試

8.5 設定值和設定值調整

SINAMICS G120XA 變頻器

384 操作說明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE

4. 關閉電機。

5. 檢查電機的運轉情況。

– 如果電機減速過慢，縮短減速時間。

的有效減速時間取決于具體應用。當減速時間過短時，變頻器會超出電機的電流

限值，變頻器內的直流母線電壓會變得過高，幅度取決于所用的功率模塊型號。

– 電機制動過快或制動時變頻器發(fā)生故障，則需延長減速時間。

6. 重復第 1 到第 5 步，直到獲得符合電機或設備要求的驅動特性。

您已設置了擴展斜坡函數發(fā)生器。

當以低速運行時，水泵（例如，潛水泵）無法充分潤滑或冷卻。這會加快水泵磨損。

要避免磨損，可使用“雙斜坡功能"。“雙斜坡功能"縮短水泵以臨界轉速運行所需的時間。

先決條件

使能雙斜坡功能前，需調整斜坡函數發(fā)生器。

功能說明

使能

將雙斜坡功能的輸出連接到斜坡函數發(fā)生的標定輸入

? 設置 p1138 = r29576

? 設置 p1139 = r29577

? 設置 p29580 = 1

斜坡上升

? 變頻器使用 p1120 · p29570 定義的時間開始斜坡上升。

? 實際轉速 r0063 > p29571 時，則會切換為 p1120 · p29572 定義的斜坡時間。

斜坡下降

? 變頻器使用 p1121 · p29573 定義的時間開始斜坡下降。

? 實際轉速 r0063 < p29574 時，則會切換為 p1121 · p29575 定義的斜坡時間。

PID 工藝控制器的自動優(yōu)化 工藝控制器的自動優(yōu)化

概述

自動優(yōu)化是一個用于自動優(yōu)化 PID 工藝控制器的變頻器功能。

前提條件

需要滿足以下前提條件：

? 電機控制已設置完畢。

? PID 工藝控制器必須在后續(xù)運行中進行如下設置：

– 實際值已互聯。

– 比例縮放、濾波器和斜坡函數發(fā)生器已設置。

– PID 控制器已使能（p2200 = 1 信號）。

功能說明

自動優(yōu)化激活時，變頻器會中斷 PID 工藝控制器與轉速控制器之間的連接。“自動優(yōu)化"功

能會給出轉速設定值，而不是 PID 工藝控制器的輸出。

圖 8-77 自動優(yōu)化示例（物位調節(jié)）

轉速設定值由工藝設定值和振幅為 p2355 的上級矩形信號得出。如果實際值 = 工藝設定值

± p2355，“自動優(yōu)化"功能會切換上級信號的極性。為此，變頻器會對振動過程量進行勵您已經選擇了 V/f 控制。

西門子G120XA6SL3220-2YD22-0UB0功率模塊

6SL3220-2YD22-0UB0

功率模塊

操作說明

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應用必須允許在低速時電機轉矩下降。

功能說明

Imax 控制器用于限制輸出頻率和電機電壓。

如果加速時電機電流達到限值，Imax 控制器會延長加速過程。

如果在穩(wěn)定運行時電機負載過大，即：電機電流達到了限值，Imax 控制器會減小轉速并降

低電機電壓，直到電機電流降至允許的范圍內。

如果減速時電機電流達到限值，Imax 控制器會延長減速過程。

更改設置

Imax 控制器的比例增益和積分時間的出廠設置是符合大多數應用的設置，可保證設備正常

運行。

只有在以下特殊情況下才必須修改 Imax 控制器的出廠設置：

? 在接近電流限值時，電機轉速或轉矩會

通過溫度監(jiān)控實現的變頻器保護

一覽

變頻器的溫度主要由以下因素決定：

? 環(huán)境溫度

? 隨輸出電流上升的歐姆損耗

? 隨脈沖頻率上升的開關耗損

監(jiān)控方式

變頻器通過以下方式監(jiān)控其溫度：

? I 2 t 監(jiān)控（報警 A07805、故障 F30005）

? 功率模塊芯片溫度的測量（報警 A05006、故障 F30024）

? 功率模塊散熱器溫度的測量（報警 A05000、故障 F30004）

功能說明

p0290 = 0 時的過載響應 時的過載響應

變頻器的響應方式取決于設置的控制方式：

? 在矢量控制中，變頻器會減小輸出電流。

? 在 V/f 控制中，變頻器會降低轉速。

如果過載已排除，變頻器會再次使能輸出電流或轉速。

如果該方法無法阻止變頻器熱過載，變頻器會關閉電機并報告故障 F30024。

p0290 = 1 時的過載響應 時的過載響應

變頻器會立即關閉電機并報告故障 F30024。

p0290 = 2 時的過載響應 時的過載響應

針對平方矩特性驅動（例如：風機），建議采用該設置。

變頻器響應分 2 步：

1. 如果用高脈沖頻率設定值 p1800 運行變頻器，變頻器會從設定值 p1800 開始降低其脈沖頻率。

盡管暫時降低了脈沖頻率，但基本負載輸出電流仍保持不變，即保持參數 p1800 的值。

??仁?

????????

???仁??????????????

S????

圖 8-154 過載時的降容特性曲線和基本負載輸出電流

如果過載已排除，變頻器會將脈沖頻率再次升至脈沖頻率設定值 p1800。

2. 如果無法暫時降低脈沖頻率或阻止變頻器熱過載，則應執(zhí)行第 2 級：

– 在矢量控制中，變頻器會減小其輸出電流。

– 在 V/f 控制中，變頻器會降低轉速。

如果過載已排除，變頻器會再次使能輸出電流或轉速。

如果兩種方法都無法阻止功率單元熱過載，變頻器會關閉電機并報告故障 F30024。

p0290 = 3 時的過載響應 時的過載響應

如果用更高的脈沖頻率運行變頻器，變頻器會從設定值 p1800 開始降低其脈沖頻率。

盡管暫時降低了脈沖頻率，但輸出電流仍保持不變（分配給脈沖頻率設定值的值）。另

見 p0290 = 2。

如果過載已排除，變頻器會將脈沖頻率再次升至脈沖頻率設定值 p1800。

如果無法暫時降低脈沖頻率或無法阻止功率單元熱過載，變頻器會關閉電機并報告故障

F30024。

p0290 = 12 時的過載響應 時的過載響應

變頻器響應分 2 步：

1. 如果用高脈沖頻率設定值 p1800 運行變頻器，變頻器會從設定值 p1800 開始降低其脈沖頻率。

由于脈沖頻率設定值較高，因而無需進行電流降容。

如果過載已排除，變頻器會將脈沖頻率再次升至脈沖頻率設定值 p1800。

2. 如果無法暫時降低脈沖頻率或阻止變頻器熱過載，則應執(zhí)行第 2 級：

– 在矢量控制中，變頻器會減小輸出電流。

– 在 V/f 控制中，變頻器會降低轉速。

如果過載已排除，變頻器會再次使能輸出電流或轉速。

如果兩種方法都無法阻止功率單元熱過載，變頻器會關閉電機并報告故障 F30024。

p0290 = 13 時的過載響應 時的過載響應

針對高起動轉矩驅動，建議采用該設置。

擴展調試

8.8 驅動保護

西門子G120XA6SL3220-2YD22-0UB0功率模塊西門子G120XA6SL3220-2YD22-0UB0功率模塊操作說明

SINAMICS G120XA 變頻器

操作說明, 07/2020, FW V1.03, A5E44751205F AE 561

如果用更高的脈沖頻率運行變頻器，變頻器會從設定值 p1800 開始降低其脈沖頻率。

由于脈沖頻率設定值較高，因而無需進行電流降容。

如果過載已排除，變頻器會將脈沖頻率再次升至脈沖頻率設定值 p1800。

如果無法暫時降低脈沖頻率或無法阻止功率單元熱過載，變頻器會關閉電機并報告故障

F30024。

參數

編號 名稱 出廠設置

r0036 CO:功率單元 I2t 過載 %

r0037[0…19] 功率單元溫度 °C

p0290 功率單元過載響應 2

p0292[0…1] 功率模塊的溫度報警閾值 [0] 5 °C, [1]

15 °C

p0294 功率單元 I2t 過載報警 95 %

通過電壓限制實現電機保護和變頻器保護

概述

電機將電能轉化為機械能，來驅動負載。但電機也會被負載驅動，比如：在制動時電機被負

載的慣性驅動，此時，能量從負載流向電機：電機暫時作為發(fā)電機工作，將機械能轉換為電

能。電能從電機流到變頻器中。變頻器將這些電能存儲在直流母線電容器中。變頻器中的直

流母線電壓 Vdc 因此會升高。