第3講 西門(mén)子變頻器及其應(yīng)用

３３
第第 講講
西門(mén)子變頻器及其應(yīng)用
西門(mén)子公司變頻器種類(lèi)豐富，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用非常廣泛。西門(mén)子公司變頻器家族中的 ＭＭ４
系列，包括國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的是 ＭＭ４２０通用型、ＭＭ４３０風(fēng)機(jī)水泵型、ＭＭ４４０矢量型變頻器
等。ＭＭ４系列變頻器具有ＢｉＣｏ等高級(jí)功能。與ＭＭ４系列變頻器不同，６ＳＥ７０矢量型變頻器
是廣泛應(yīng)用于各種大型傳動(dòng)系統(tǒng)的變頻器，它比通用型產(chǎn)品更適合于環(huán)境惡劣的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)
場(chǎng)，具有標(biāo)準(zhǔn)化及模塊化，集成度和可靠性高等特點(diǎn)。ＳＩＮＡＭＩＣＳＳ１２０變頻器集矢量控制與
伺服控制于一身，分為ＤＣＡＣ與ＡＣＡＣ兩種類(lèi)型，前者功率范圍從０９ｋＷ到１２００ｋＷ，后
者功率范圍從０１２ｋＷ到２５０ｋＷ。在 Ｓ１２０變頻器上，體現(xiàn)了西門(mén)子公司面向未來(lái)的驅(qū)動(dòng)理
念，即用戶可以在同一變頻器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)不斷地創(chuàng)新。本講主要介紹 ＭＭ４系列變頻器、
６ＳＥ７０變頻器和Ｓ１２０變頻器的調(diào)試和參數(shù)設(shè)置功能。
３１ 西門(mén)子變頻器概述
３１１ ＭＭ４變頻器
西門(mén)子公司ＭＭ４系列變頻器功能強(qiáng)大、應(yīng)用廣泛，是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能
標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它共有 ＭＭ４１０、ＭＭ４２０、ＭＭ４３０和 ＭＭ４４０等多個(gè)型號(hào)，其外觀如圖３１所
示。ＭＭ４系列變頻器在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的是 ＭＭ４２０通用型、ＭＭ４３０風(fēng)機(jī)水泵型、ＭＭ４４０矢
量型變頻器。
ＭＭ４系列變頻器采用高性能的 Ｕ／ｆ或矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)
態(tài)特性，同時(shí)具備超強(qiáng)的過(guò)載能力，能夠滿足廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合，其創(chuàng)新的 ＢｉＣｏ（內(nèi)部功能
互聯(lián)）功能有無(wú)可比擬的靈活性。ＭＭ４各個(gè)型號(hào)的變頻器操作控制相同、參數(shù)設(shè)置方式一
致、通信方式兼容，了解了其中一種，其余的均可以觸類(lèi)旁通。
１ＭＭ４４０變頻器的主回路
圖３２所示為ＭＭ４４０變頻器的主回路，它根據(jù)單相變頻器或三相變頻器的不同在進(jìn)線
上有所區(qū)別；根據(jù)尺寸的不同，在制動(dòng)單元上的配置有所不同，分為內(nèi)置制動(dòng)單元和外置制
·５４·
書(shū)書(shū)書(shū)第３講 西門(mén)子變頻器及其應(yīng)用
動(dòng)單元兩種。
圖３１ ＭＭ４系列各型號(hào)變頻器外觀
ａ）ＭＭ４１０ ｂ）ＭＭ４２０ ｃ）ＭＭ４３０ ｄ）ＭＭ４４０
圖３２ ＭＭ４４０變頻器主回路
２ＭＭ４４０變頻器的控制回路
圖３３所示為ＭＭ４４０變頻器的控制回路，它包括共計(jì)兩個(gè)模擬量輸入、６個(gè)數(shù)字量輸
入、１個(gè)ＰＴＣ電阻輸入、兩個(gè)模擬量輸出、３個(gè)數(shù)字量輸出、１個(gè)ＲＳ４８５端口。
（１）模擬量輸入類(lèi)型的選擇
模擬輸入 １（即 ＡＩＮ１）可以用于 ０～１０Ｖ、０～２０ｍＡ和 －１０～１０Ｖ；模擬輸入 ２（即
·５５·圖解變頻器維修
ＡＩＮ２）可以用于０～１０Ｖ和０～２０ｍＡ。這些輸入類(lèi)型可以通過(guò)如圖３４所示的 ＤＩＰ開(kāi)關(guān)進(jìn)行
撥碼設(shè)定。
圖３３ ＭＭ４４０變頻器的控制回路
（２）模擬量輸入當(dāng)做開(kāi)關(guān)量輸入
模擬輸入回路可以另行配置用于提供兩個(gè)附加的數(shù)字輸入 （ＤＩＮ７和 ＤＩＮ８），如圖３５
所示。
圖３４ 模擬量輸入型號(hào)選擇 圖３５ 模擬輸入作為數(shù)字輸入時(shí)
外部線路的連接
當(dāng)模擬輸入作為數(shù)字輸入時(shí)，電壓門(mén)限值如下：ＤＣ１７５Ｖ＝ＯＦＦ；ＤＣ３７０Ｖ＝ＯＮ。
端子９（２４Ｖ）在作為數(shù)字輸入使用時(shí)也可用于驅(qū)動(dòng)模擬輸入，端子２和２８（０Ｖ）必須
連接在一起。
３１２ ６ＳＥ７０變頻器
１６ＳＥ７０變頻器的配置
西門(mén)子公司變頻傳動(dòng)產(chǎn)品ＳＩＭＯＶＥＲＴＭＡＳＴＥＲＤＲＩＶＥＳ自從在中國(guó)市場(chǎng)推出以來(lái)，與西
門(mén)子公司的其他產(chǎn)品一樣得到了廣大用戶的認(rèn)同和使用。其中，ＳＩＭＯＶＥＲＴＭＡＳＴＥＲ
ＤＲＩＶＥＳＶｅｃｔｏｒＣｏｎｔｒｏｌ系列變頻傳動(dòng)產(chǎn)品，具有更大的允許電壓波動(dòng)范圍、更小的體積、更
強(qiáng)的通信能力，并可同直流傳動(dòng)系統(tǒng)１００％的兼容。ＳＩＭＯＶＥＲＴＭＡＳＴＥＲＤＲＩＶＥＳ通常以訂貨
號(hào)６ＳＥ７０開(kāi)頭，因此在很多場(chǎng)合又被稱為６ＳＥ７０變頻器。
·５６·第３講 西門(mén)子變頻器及其應(yīng)用
這里以通用６ＳＥ７０變頻器的配置為例，圖３６和圖３７所示為外部接線。
圖３６ ６ＳＥ７０變頻器的外部接線一
從圖中可以看出該款變頻器與ＭＭ４系列變頻器相比有兩個(gè)特殊端口：
１）控制端子排Ｘ９：具有安全停車(chē)功能，可以在書(shū)本型逆變器和裝機(jī)裝柜型裝置時(shí)使
用。Ｋ８０選件Ｘ９的１／２控制端子排與供電裝置連接，需要外加一個(gè) ＤＣ２４Ｖ電源。端子 Ｘ９
的７／９允許輸出一個(gè)自由電動(dòng)勢(shì)的數(shù)字信號(hào)，例如操作一個(gè)主接觸器。
使用安全停車(chē)功能，其安全延遲可被用來(lái)中斷變頻器功率部分中傳送脈沖的電源，這樣
保證了逆變器不能運(yùn)行連接的電動(dòng)機(jī)，最終確保安全。
２）Ｘ３００串行接口：串行接口用于連接ＯＰ１Ｓ操作面板或ＰＣ，根據(jù)ＲＳ２３２或ＲＳ４８５協(xié)
議操作。
·５７·圖解變頻器維修
圖３７ ６ＳＥ７０變頻器的外部接線二
２６ＳＥ７０變頻器的應(yīng)用特點(diǎn)
６ＳＥ７０變頻器是全數(shù)字電壓型、采用ＩＧＢＴ功率器件、模塊化結(jié)構(gòu)的通用系列標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。
其主要功能和特點(diǎn)如下：整流單元帶能量回饋制動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩限定、磁場(chǎng)定向控制、電
動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行、瞬間電源故障后平衡回復(fù)以及自動(dòng)加減速控制，具有錯(cuò)誤自診斷等功能，
低噪聲，高保護(hù)可靠等。
６ＳＥ７０變頻器的ＰＷＭ調(diào)制脈沖形成環(huán)節(jié)，對(duì)于 ＶＶＶＦ控制和矢量控制是相同的，該環(huán)
節(jié)對(duì)于ＶＶＶＦ控制需要調(diào)制深度和頻率兩個(gè)輸入量，當(dāng)采用矢量控制只是增加了一個(gè)關(guān)于轉(zhuǎn)
矩電流分量相對(duì)于定子總電流矢量夾角的相移調(diào)整量，這就從原理上保證了加到電動(dòng)機(jī)上的
三相電壓的對(duì)稱性。在矢量控制時(shí)，電動(dòng)機(jī)不會(huì)因矢量運(yùn)算錯(cuò)誤或定向不準(zhǔn)確而導(dǎo)致脈振，
這一特點(diǎn)也使得６ＳＥ７０變頻器能夠在成組傳動(dòng) （一臺(tái)變頻器帶多臺(tái)電動(dòng)機(jī)）中采用矢量控
制，從而使傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能提高。在冶金行業(yè)軋機(jī)機(jī)前機(jī)后輥道、矯直機(jī)輸入輸出輥道
的成組傳動(dòng)中，這一特點(diǎn)得到了的體現(xiàn)。
３１３ ＳＩＮＡＭＩＣＳＳ１２０變頻器
ＳＩＮＡＭＩＣＳＳ１２０變頻器集矢量控制與伺服控制于一身，分為ＤＣＡＣ與ＡＣＡＣ兩種類(lèi)型，
·５８·第３講 西門(mén)子變頻器及其應(yīng)用
所謂ＤＣＡＣ，是指控制單元、整流、逆變都為獨(dú)立模塊。
如圖３８ａ所示，在ＤＣＡＣ類(lèi)型的 Ｓ１２０驅(qū)動(dòng)器中，中心控制單元為 ＣＵ３２０模塊，控制
單元的Ｆｉｒｍｗａｒｅ存儲(chǔ)在其ＣＦ卡內(nèi)，可以通過(guò)ＣＦ卡里的軟件版本對(duì)整個(gè) Ｓ１２０進(jìn)行 Ｆｉｒｍｗａｒｅ
升級(jí)。圖３８ｂ所示為ＡＣＡＣ書(shū)本型 Ｓ１２０變頻器，它包括控制單元、功率模塊和適配模塊
等部分。
圖３８ Ｓ１２０變頻器類(lèi)型
ａ）ＤＣＡＣ書(shū)本型Ｓ１２０變頻器 ｂ）ＡＣＡＣ書(shū)本型Ｓ１２０變頻器
Ｓ１２０變頻器的功能非常強(qiáng)大，如一個(gè)帶擴(kuò)展性能卡的 ＣＵ３２０可以驅(qū)動(dòng)６個(gè)伺服軸或者
４個(gè)矢量軸，８?jìng)€(gè)Ｕ／ｆ軸。但矢量與伺服不能混合。目前，西門(mén)子公司又推出了性能更高的
控制單元ＣＵ３２０２，分為ＤＰ和ＰＮ兩種類(lèi)型，其運(yùn)算能力更強(qiáng)，可以帶６個(gè)伺服軸或者６個(gè)
矢量軸，１２個(gè)Ｕ／ｆ軸。
根據(jù)功率的大小，Ｓ１２０ＤＣＡＣ型分為書(shū)本型、緊湊書(shū)本型、裝機(jī)裝柜型、柜機(jī)４種形
式，書(shū)本型的接線相對(duì)比較簡(jiǎn)單，控制單元除了２４Ｖ供電，靠ＣＦ內(nèi)的Ｆｉｒｍｗａｒｅ就可以正常
運(yùn)行，整流模塊除了母排上的直流２４Ｖ供電，還要連接 Ｘ１２０端子上的使能信號(hào) （３＋，４
－），如圖３９所示。電動(dòng)機(jī)模塊上的使能信號(hào)在不啟用 Ｓａｆｅｔｙ功能時(shí)無(wú)需連接。對(duì)于小功
率的ＳＬＭ整流模塊，不需要控制，因此模塊上也沒(méi)有ＤＲＩＶＥＣＬＩＱ接口；而對(duì)于１６ｋＷ以上
的ＳＬＭ、ＢＬＭ、ＡＬＭ，都需要通過(guò)ＤＲＩＶＥＣＬＩＱ對(duì)其進(jìn)行控制，才能起動(dòng)。