西门子变频器MM420-12/2

MICROMASTER 420 无滤波器 200-240V+10/-10% 1 AC/1/三相交流 47-63Hz 恒定转矩 0.12kW 过载 150% 用于 60S 二次矩 0.12kW 173x 73x 149（高x宽x深） 防护等级 IP20 环境温度 -10+50°C 无 AOP/BOP

变频器日常使用中出现的一些问题，很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。 [1] 

变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定，电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定：

p= t n/ 9550

式中：p——电动机功率(kw)

t——转矩(n. m)

n——转速(r/ min)

转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种[2]。

(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载，此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。

(2)随着转速的降低，转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。

(3)转速越高，转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。

变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0，变频器工作于线性

v/f控制方式，将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。

将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器的v/f特性是线性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要，使电压随着输出频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和励磁电流，使功率因数保持在适当的范围内。

可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值，具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。

变频器v/f控制方式驱动电机时，在某些频率段，电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护，使得电机不能正常启动，在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点，设置p1101确定跳转频带宽度。

有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩，用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标，对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。

参数p1300设置为20，变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善，调速范围宽，低速范围起动力矩高，精度高达0.01%，响应很快，高精度调速都采用svpwm矢量控制方式。

参数p1300设置为22，变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前上*的控制方式，其他方式是模拟直流电动机的参数，进行保角变换而进行调节控制的，矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制，控制简单，精确度高。

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(SIEMENS)上海非俗工控自动化设备有限公司（西门子分销商）

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以及视频《S120产品简介——制动单元介绍》

S120的特点

SINAMICS S120是西门子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，它不仅能控制普通的三相异步电动机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。SINAMICS S120具有模块化设计，可以提供高性能的单轴和双轴驱动，功率范围涵盖0.12 kW – 4500 kW，具有广泛的工业应用价值。由于其具有很高的灵活性能，SINAMICS S120可以*的满足应用日益增长的对驱动系统轴数量和性能的要求。它具有以下特点：

“高度灵活”的模块化设计

允许不同功率等级与控制性能的单元自由组合，所有系统组件之间都具有高度的兼容性，同时还可通过简单并联就可实现功率的增容。

“一网到底”的通讯技术

上位通讯支持标准的 PROFIBUS DP 现场总线或新一代高速工业以太网技术 PROFINET，可以方便地集成到工厂 IT 环境，传动组件之间采用*的DRIVE-CLiQ通讯。

“一心多用”的多机控制技术

一个控制单元就可同时控制多达四台逆变和一台整流，所需数据都保存在控制单元中，在控制单元内就能建立轴间连接和控制，保证系统高效可靠运行。

智能化的驱动组件链路——DRIVE-CLiQ

基于网络技术的全新传动串行通讯，用于传动组件之间的通讯。DRIVE-CLIQ 组件都有一个电子铭牌，各项技术数据都将自动装载到控制单元中，从而读取拓扑结构，实现 SINAMICS 驱动系统的自动配置。

装置并联的“无环流设计”

由于选用了新一代高性能 IGBT 和*的均流控制技术，装置并联增容时，只需满足zui短电机电缆的要求就可，而无需笨重而昂贵的平衡电抗或输出电抗器。

四象限运行的“IGBT智能整流”

全新的 IGBT 整流 ——SLM，在实现四象限运行的基础上，成功避免了换流故障，又免除了传统晶闸管正反桥整流/回馈所需的自耦变压器，大大提高了传动系统的可靠性。

控制方式

V/f控制

V/f 控制用于简单传动的标准解决方案：

---用于联动装置

---用于电机额定功率小于 25% 的变频器额定功率

---用于调试过程中的测试运行

矢量控制

矢量控制的优势：

---高稳定性运行，无论负载波动或给定值变化

---给定值变化时能快速响应（→ 优异的控制特性）

---负载波动时能够快速调节（→ 优异的抗干扰性）

---能以zui大转矩进行加速和制动

---转矩的闭环控制，制动转矩值与当前转速无关

---零速时也可以输出zui大制动转矩

---闭环控制的范围：转速大于 1% 额定转速

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F0515_SINAMICS S120变频器可否在VF控制方式下实现一拖多

带编码器的矢量控制（VC）：

---要求高转速精度

---要求高动态响应（给定变化或负载扰动时）

---要求转矩的调节范围大于 1:20

不带编码器的矢量控制（SLVC）：

---用于大功率、独立运行的异步电机

---适合各种动态响应要求

---转速调节范围在 1:20 之内（> 5% 额定转速）

------实际磁通或即电机的实际转速仅通过一个电机模型

------电机模型借助电流和电压进行计算

------在0 Hz 左右的低频区内，模型无法足够精确地计算出电机转速。 因此在低频范围内矢量控制会从闭环切换为开环

不带编码器的运行在多数情况下可以实现高性能、稳定运行的矢量控制，如果需要在小于 1% 的额定转速下调速或更高精确度的要求，需要使用带编码器的矢量控制

SLVC 或 VC 时可通过参数 p1501 切换至转矩控制，或直接通过参数 p1300 设置。转矩控制时，需要通过转矩设定值仅在转矩控制时生效，附加转矩在转矩控制和转速控制时都生效。

为了限制电机轴上的输出转矩，保护机械设备的安全，转矩设定值的限制可以通过三种实现方式：

---转矩限幅（正反两个方向）

---电流限幅：默认值为变频器额定电流的1.5倍

---功率限幅（电动运行、发电运行）

电机的矢量控制需要借助电机模型来计算磁通矢量，因此需要对电机的参数（等效电路图）进行准确计算，这一过程可以通过SINAMICS S120的电机数据辨识来完成。它包括以下三个过程：

---电机数据计算：根据电机铭牌计算电机参数

---静态辨识 ：电机等效电路图数据的识别与计算

---动态辨识

------旋转磁场测量：动态优化矢量的磁场模型

------速度环优化：速度调节器PI系数优化

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