通用变频器应用技术 学习情境学习情境3：变频器的变频器的调试、运行调试、运行学习性工作任务学习性工作任务6：变频器的调试与运行基础：变频器的调试与运行基础（2学时）学时）教教 学学 目目 标标知识目标：知识目标：能力目标：能力目标：1了解西门子了解西门子MM420、MM440手册的内容、特点、功能及基手册的内容、特点、功能及基本使用方法。本使用方法。2了解了解MM440变频器技术性能概述、变频器技术性能概述、MM440的特点、的特点、MM420主要技术指标、主要技术指标、MM系列变频器的操作面板分类。系列变频器的操作面板分类。3理解理解MM系列系统参数的功能及分类。系列系统参数的功能及分类。 1掌握变频器故障的排除的基本方法。掌握变频器故障的排除的基本方法。2掌握掌握MM 440变频器的系统参数的基本使用方法。变频器的系统参数的基本使用方法。3认识功能框图的基本功能及使用方法。认识功能框图的基本功能及使用方法。4培养学生自主查阅变频器手册的能力。培养学生自主查阅变频器手册的能力。 教教 学学 内内 容容6.1 MICROMASTER 4（MM4）系列变频器产品性能图谱）系列变频器产品性能图谱图图6-1 MICROMASTER 46-1 MICROMASTER 4系列系列变频变频器器产产品性能品性能图谱图谱6.2 MM440变频器技术性能概述变频器技术性能概述图图6-2 MM4406-2 MM440变频变频器外器外观观 MICROMASTER 440 是用于控制三相交流电动机速度的变频是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。本系列有多种型号，额定功率范围从器系列。本系列有多种型号，额定功率范围从120W 到到200kW（恒（恒定转矩（定转矩（CT）控制方式），或者可达）控制方式），或者可达250kW（可变转矩（可变转矩（VT）控制）控制方式），供用户选用。方式），供用户选用。 由微处理器控制，采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型由微处理器控制，采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（晶体管（IGBT）作为功率输出器件。具有很高的运行可靠性和功能的）作为功率输出器件。具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。护。 MICROMASTER 440 具有缺省的工厂设置参数，它是给数量具有缺省的工厂设置参数，它是给数量众多的简单的电动机控制系统供电的理想变频驱动装置。由于众多的简单的电动机控制系统供电的理想变频驱动装置。由于MICROMASTER 440 具有全面而完善的控制功能，在设置相关参数具有全面而完善的控制功能，在设置相关参数以后，它也可用于更高级的电动机控制系统。以后，它也可用于更高级的电动机控制系统。 MICROMASTER 440 既可用于单机驱动系统，也可集成到既可用于单机驱动系统，也可集成到自自动化系统动化系统中。中。6.3 MM440的特点的特点6.3.1 主要特性主要特性 易于安装，参数设置和调试易于安装，参数设置和调试 易于调试易于调试 牢固的牢固的 EMC 设计设计 可由可由 IT（中性点不接地）电源供电（中性点不接地）电源供电 对控制信号的响应是快速和可重复的对控制信号的响应是快速和可重复的 参数设置的范围很广，确保它可对广泛的应用对象进行配置参数设置的范围很广，确保它可对广泛的应用对象进行配置 电缆连接简便电缆连接简便 具有多个继电器输出具有多个继电器输出 具有多个模拟量输出（具有多个模拟量输出（0 - 20mA） 6 个带隔离的数字输入，并可切换为个带隔离的数字输入，并可切换为NPN/PNP 接线接线 2 个模拟输入：个模拟输入： AIN1：0 - 10 V，0 - 20mA 和和-10 至至 +10 V AIN2：0 - 10 V，0 - 20mA 2 个模拟输入可以作为第个模拟输入可以作为第7 和第和第8 个数字输入个数字输入 BiCo（二进制互联连接）技术（二进制互联连接）技术 模块化设计，配置非常灵活模块化设计，配置非常灵活 脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪音低脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪音低 详细的变频器状态信息和全面的信息功能详细的变频器状态信息和全面的信息功能 有多种可选件供用户选用：用于与有多种可选件供用户选用：用于与 PC 通讯的通讯模块，基本操通讯的通讯模块，基本操作面板（作面板（BOP），高级操作面板（），高级操作面板（AOP），用于进行现场总线通讯），用于进行现场总线通讯的的PROFIBUS 通讯模块。通讯模块。6.3.2 性能特征性能特征 矢量控制矢量控制 无传感器矢量控制（无传感器矢量控制（SLVC） 带编码器的矢量控制（带编码器的矢量控制（VC） V/f 控制控制 磁通电流控制（磁通电流控制（FCC），改善了动态响应和电动机的控制特性），改善了动态响应和电动机的控制特性 多点多点 V/f 特性特性 快速电流限制（快速电流限制（FCL）功能，避免运行中不应有的跳闸）功能，避免运行中不应有的跳闸 内置的直流注入制动内置的直流注入制动 复合制动功能改善了制动特性复合制动功能改善了制动特性 内置的制动单元（仅限外形尺寸为内置的制动单元（仅限外形尺寸为 A 至至F 的的MM440变频器）变频器）加速加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能减速斜坡特性具有可编程的平滑功能 起始和结束段带平滑圆弧起始和结束段带平滑圆弧 起始和结束段不带平滑圆弧起始和结束段不带平滑圆弧具有比例，积分和微分（具有比例，积分和微分（PID）控制功能的闭环控制）控制功能的闭环控制各组参数的设定值可以相互切换各组参数的设定值可以相互切换 电动机数据组（电动机数据组（DDS） 命令数据组和设定值信号源（命令数据组和设定值信号源（CDS）自由功能块自由功能块动力制动的缓冲功能动力制动的缓冲功能定位控制的斜坡下降曲线定位控制的斜坡下降曲线6.3.3 保护特性保护特性 过电压过电压/欠电压保护欠电压保护 变频器过热保护变频器过热保护 接地故障保护接地故障保护 短路保护短路保护 I2t 电动机过热保护电动机过热保护 PTC 电动机保护电动机保护6.4 MM420主要技术指标主要技术指标输出频率：输出频率：0-650HZ可编程的可编程的V/f，FCC变频器效率：变频器效率：97%跳转频率：跳转频率：4，可设定，可设定模拟量输出：模拟量输出：1，1-10V模拟量输出：模拟量输出：1，可编程（，可编程（1-20mA）制动方式：制动方式：DC制动，混合制动制动，混合制动防护等级：防护等级：IP20过载倍数：过载倍数：1.5倍，倍，60S PWM频率：频率：2KHZ-16KZH固定频率：可编程固定频率：可编程7个个数字量输入：数字量输入：3个可编程且可个可编程且可PNP/NPN切换切换继电器输出：继电器输出：1个可编程个可编程30VDC，250VAC串行接口：串行接口：RS2323，RS485电磁兼容性：符合电磁兼容性：符合EN55011A级，级，B级标准级标准运行温度：运行温度：-10-506.5 MM系列变频器的操作面板系列变频器的操作面板6.5.1基本操作面板（基本操作面板（BOP）图图6-3 基本操作面板（基本操作面板（BOP 6.5.2 增强型操作面板（增强型操作面板（AOP） 图图6-4 6-4 增增强强型操作面板（型操作面板（AOPAOP）6.6 MM系列变频器的使用警告系列变频器的使用警告 电气设备运行时，设备的某些部件上不可避免地存在危险电压。电气设备运行时，设备的某些部件上不可避免地存在危险电压。 按照按照EN60204IEC204（VDE0113）的要求，）的要求，“紧急停车设紧急停车设备备”必须在控制设备的所有工作方式下都保持可控性。无论紧急停车必须在控制设备的所有工作方式下都保持可控性。无论紧急停车设备是如何停止运转的，都不能导致不可控的或者不可预料的再次起设备是如何停止运转的，都不能导致不可控的或者不可预料的再次起动。动。 无论故障出现在控制设备的什么地方都有可能导致重大的设备无论故障出现在控制设备的什么地方都有可能导致重大的设备损坏，甚至是严重的人身伤害（即存在潜在的危险故障），因此，还损坏，甚至是严重的人身伤害（即存在潜在的危险故障），因此，还必须采取附加的外部预防措施或者另外装设用于确保安全运行的装置，必须采取附加的外部预防措施或者另外装设用于确保安全运行的装置，即使在故障出现时也应如此（例如，独立的限流开关，机械连锁等）。即使在故障出现时也应如此（例如，独立的限流开关，机械连锁等）。 MICROMASTER 变频器是在高电压下运行。变频器是在高电压下运行。 在输入电源中断并再次上电之后，一定的参数设置可能会造在输入电源中断并再次上电之后，一定的参数设置可能会造成变频器的自动再起动。成变频器的自动再起动。 为了保证电动机的过载保护功能正确动作，电动机的参数必为了保证电动机的过载保护功能正确动作，电动机的参数必须准确地配置。须准确地配置。 本设备可按照本设备可按照UL508C 第第42 节的要求在变频器内部提供电动节的要求在变频器内部提供电动机保护功能。根据机保护功能。根据 P0610（第（第3 访问级）和访问级）和P0335，I2t 保护功能保护功能是在缺省情况下投入。电动机的过载保护功能也可以采用外部是在缺省情况下投入。电动机的过载保护功能也可以采用外部PTC 经由数字输入来实现。经由数字输入来实现。 本设备可用于回路对称回路容量不大于本设备可用于回路对称回路容量不大于 10，000 安培（均方安培（均方根值）的地方，具有延时型熔断器保护（参看从第根值）的地方，具有延时型熔断器保护（参看从第7 章的附表）时，章的附表）时，最大电压为最大电压为 230V/460V。 本设备不可作为本设备不可作为紧急停车机构紧急停车机构使用（参看使用（参看 EN 60204，9.2.5.4） 6.7 MM系列系统参数系列系统参数6.7.1 MICROMASTER 系统参数的简要介绍系统参数的简要介绍 变频器的参数只能用基本操作面板（变频器的参数只能用基本操作面板（BOP），高级操作面板），高级操作面板（AOP）或者通过串行通讯接口进行修改。）或者通过串行通讯接口进行修改。 用用BOP 可以修改和设定系统参数，使变频器具有期望的特性，可以修改和设定系统参数，使变频器具有期望的特性，例如，斜坡时间，最小和最大频率等。选择的参数号和设定的参数例如，斜坡时间，最小和最大频率等。选择的参数号和设定的参数值在五位数字的值在五位数字的LCD（可选件）上显示。（可选件）上显示。 只读参数用只读参数用 r xxxx 表示，表示，Pxxxx 表示设置的参数。表示设置的参数。 P0010 起动起动“快速调试快速调试”。 如果如果P0010 被访问以后没有设定为被访问以后没有设定为0，变频器将不运行。如，变频器将不运行。如果果P39000，这一功能是自动完成的。，这一功能是自动完成的。 P0004 的作用是过滤参数，据此可以按照功能去访问不同的作用是过滤参数，据此可以按照功能去访问不同的参数。的参数。6.7.2 访问级访问级 变频器的参数有变频器的参数有4 个用户访问级；即标准访问级，扩展访问级，个用户访问级；即标准访问级，扩展访问级，专家访问级和维修级。访问的等级由参数专家访问级和维修级。访问的等级由参数P0003。图图6-5 6-5 变频变频器的参数用器的参数用户访问级户访问级6.7.3 参数表（简略形式）参数表（简略形式） 下面的列表中有关信息的含义是：下面的列表中有关信息的含义是： Default： 设备出厂时的设置值设备出厂时的设置值 Level： 用户访问的等级用户访问的等级 DS 频器的状态（驱动装置的状态），表明变频器的这一参数频器的状态（驱动装置的状态），表明变频器的这一参数在什么时候可以进行修改（参看在什么时候可以进行修改（参看 P0010）。）。 C 调试时调试时 U 运行时运行时 T 运行准备就绪时运行准备就绪时 QC 快速调试快速调试 Q 该参数在快速调试状态时可以进行修改。该参数在快速调试状态时可以进行修改。 N 该参数在快速调试状态时不可以进行修改。该参数在快速调试状态时不可以进行修改。6.8 故障的排除故障的排除6.8.1 利用基本操作面板（利用基本操作面板（BOP）排障）排障 在在 BOP 上以上以Axxxx 和和Fxxxx 表示报警信号和故障信号。相表示报警信号和故障信号。相关的信息请参看本章后面的列表。关的信息请参看本章后面的列表。 如果如果“ON”命令发出以后电动机不起动，请检查以下各项：命令发出以后电动机不起动，请检查以下各项： 检查是否检查是否 P0010 =0。 检查给出的检查给出的“ON”信号是否正常。信号是否正常。 检查是否检查是否 P0700 =2（数字输入控制）或（数字输入控制）或P0700 = 1（用（用BOP 进行控制）。进行控制）。 根据设定信号源（根据设定信号源（P1000）的不同，检查设定值是否存在）的不同，检查设定值是否存在（端子（端子3 上应有上应有0 到到10V）或输入的频率设定值参数号是否正确。）或输入的频率设定值参数号是否正确。详细情况请查阅详细情况请查阅“参数表参数表”。 如果在改变参数后电动机仍然不起动，请设定如果在改变参数后电动机仍然不起动，请设定 P0010 =30 和和P0970 =1，并按下，并按下P 键，这时，变频器应复位到工厂设定的键，这时，变频器应复位到工厂设定的缺省参数值。缺省参数值。 现在，在控制板上的端子现在，在控制板上的端子 5 和和9（图（图3 - 5）之间用开关接通。）之间用开关接通。那麽，驱动装置应运行在与模拟输入相应的设定频率。那麽，驱动装置应运行在与模拟输入相应的设定频率。6.8.2 故障信息（查表故障信息（查表Fxxxx） 发生故障时，变频器跳闸，并在显示屏上出现一个故障码。发生故障时，变频器跳闸，并在显示屏上出现一个故障码。 说明说明 为了使故障码复位，可以采用以下三种方法中的一种：为了使故障码复位，可以采用以下三种方法中的一种： 1. 重新给变频器加上电源电压。重新给变频器加上电源电压。 2. 按下按下 BOP 或或AOP 上的键。上的键。 3. 通过数字输入通过数字输入 3（缺省设置）（缺省设置）表表6-1 故障信息表（部分）故障信息表（部分）6.8.3 报警信息（查表报警信息（查表Axxxx）表表6-2 报报警信息表警信息表（部分）（部分）6.9 MICROMASTER 440 变频器的系统参数简介变频器的系统参数简介“参数说明参数说明”的编排格式如下。的编排格式如下。表表6-3 “参数说明参数说明”的编排格式的编排格式例如：例如： 1参数号参数号 是指该参数的编号。参数号用是指该参数的编号。参数号用 0000 到到9999 的的4 位数字表示。位数字表示。在参数号的前面冠以一个小写字母在参数号的前面冠以一个小写字母“r”时，表示该参数是时，表示该参数是“只读只读”的的参数，它显示的是特定的参数数值，而且不能用与该参数不同的值参数，它显示的是特定的参数数值，而且不能用与该参数不同的值来更改它的数值（在有些情况下，来更改它的数值（在有些情况下，“参数说明参数说明”的标题栏中在的标题栏中在“单位单位”，“最小值最小值”，“缺省值缺省值”和和“最大值最大值”的地方插入一个破折号的地方插入一个破折号“”）。）。 其它所有参数号的前面都冠以一个大写字母其它所有参数号的前面都冠以一个大写字母“ P”。这些参数的。这些参数的设定值可以直接在标题栏的设定值可以直接在标题栏的“最小值最小值”和和“最大值最大值”范围内进行修改。范围内进行修改。下标下标表示该参数是一个带下标的参数，并且指定了下标的有效序表示该参数是一个带下标的参数，并且指定了下标的有效序号。号。 2参数名称参数名称 是指该参数的名称。有些参数名称的前面冠以以下缩写字母：是指该参数的名称。有些参数名称的前面冠以以下缩写字母：BI，BO，CI，和，和CO，并且后跟一个冒号，并且后跟一个冒号“：”。 这些缩写字母的意义如下：这些缩写字母的意义如下： BI = 二进制互联输入，即是说，该参数可以选择二进制互联输入，即是说，该参数可以选择和定义输入的二进制信号源和定义输入的二进制信号源 BO = 二进制互联输出，即是说，该参数可以选择二进制互联输出，即是说，该参数可以选择输出的二进制功能，或作为用户定义的二进制信号输出输出的二进制功能，或作为用户定义的二进制信号输出 CI = 量值信号（规格化的或带量纲的）互联输入，量值信号（规格化的或带量纲的）互联输入，即是说，该参数可以选择和定义输入的量值信号源即是说，该参数可以选择和定义输入的量值信号源 CO = 量值信号互联输出，即是说，该参数可以选量值信号互联输出，即是说，该参数可以选择输出的量值功能，或作为用户定义的量值信号输出择输出的量值功能，或作为用户定义的量值信号输出 CO/BO= 量值信号量值信号/二进制互联输出，即是说，该参二进制互联输出，即是说，该参数可以作为量值信号和数可以作为量值信号和/或二进制信号输出，或由用户定义为了利或二进制信号输出，或由用户定义为了利用用 BiCo 功能，必须了解整个参数表。在该访问级，可能有许多新功能，必须了解整个参数表。在该访问级，可能有许多新的的BiCo参数设定值。参数设定值。 BiCo 功能是与指定的设定值不相同的功能，可以对输入与输功能是与指定的设定值不相同的功能，可以对输入与输出的功能进行组合，因此是一种更为灵活的方式。大多数情况下，出的功能进行组合，因此是一种更为灵活的方式。大多数情况下，这一功能可以与简单的第这一功能可以与简单的第2 访问级设定值一起使用。访问级设定值一起使用。 BiCo 系统允许对复杂的功能进行编程。按照用户的需要，布系统允许对复杂的功能进行编程。按照用户的需要，布尔代数式和数学表达式可以在各种输入（数字的，模拟的，串行通尔代数式和数学表达式可以在各种输入（数字的，模拟的，串行通讯等。）和输出（变频器电流，频率，模拟输出，继电器输出等）讯等。）和输出（变频器电流，频率，模拟输出，继电器输出等）之间配置和组合。之间配置和组合。 3CStat 是指参数的调试状态。可能有三种状态：是指参数的调试状态。可能有三种状态： 调试调试 C 运行运行 U 准备运行准备运行 T 这是表示该参数在什么时候允许进行修改。对于一个参数可这是表示该参数在什么时候允许进行修改。对于一个参数可以指定一种，两种或全部三种状态。以指定一种，两种或全部三种状态。 如果三种状态都指定了，就表示这一参数的设定值在变频器如果三种状态都指定了，就表示这一参数的设定值在变频器的上述三种状态下都可以进行修改的上述三种状态下都可以进行修改 4参数组参数组 是指具有特定功能的一组参数。是指具有特定功能的一组参数。 说明说明 参数参数 P0004（参数过滤器）的作用是根据所选定的一组功能，（参数过滤器）的作用是根据所选定的一组功能，对参数进行过滤（或筛选），并集中对过滤出的一组参数进行访问。对参数进行过滤（或筛选），并集中对过滤出的一组参数进行访问。 5数据类型数据类型 符号符号 说明说明 U16 16-位无符号数位无符号数 U32 32-位无符号数位无符号数 I16 16-位整数位整数 I32 32-位整数位整数 Float 浮点数浮点数 6使能有效使能有效 表示该参数是否：立即表示该参数是否：立即 可以对该参数的数值立即进行修改可以对该参数的数值立即进行修改（在输入新的参数数值以后），或者，确认（在输入新的参数数值以后），或者，确认 面板（面板（BOP 或或AOP）上的上的“P”键被按下以后，才能使新输入的数值有效地修改该参数原键被按下以后，才能使新输入的数值有效地修改该参数原来的数值。来的数值。 7单位单位 是指测量该参数数值所采用的单位是指测量该参数数值所采用的单位 8快速调试快速调试 是指该参数是否（是或者不是）只能在快速调试时进行修改，是指该参数是否（是或者不是）只能在快速调试时进行修改，即是说，该参数是否只能在即是说，该参数是否只能在P0010（选择不同调试方式的参数组）（选择不同调试方式的参数组）设定为设定为1（选择快速调试）时进行修改。（选择快速调试）时进行修改。 9最小值最小值 是指该参数可能设置的最小数值。是指该参数可能设置的最小数值。 10缺省值缺省值 是指该参数的缺省值，即是说，如果用户不对参数指定数值，是指该参数的缺省值，即是说，如果用户不对参数指定数值，变频器就采用制造厂设定的这一数值作为该参数的值。变频器就采用制造厂设定的这一数值作为该参数的值。 11最大值最大值 是指该参数可能设置的最大数值。是指该参数可能设置的最大数值。 12用户访问级用户访问级 是指允许用户访问参数的等级。变频器共有四个访问等级：标是指允许用户访问参数的等级。变频器共有四个访问等级：标准级，扩展级，专家级和维修级。每个功能组中包含的参数号，取准级，扩展级，专家级和维修级。每个功能组中包含的参数号，取决于参数决于参数P0003（用户访问等级）设定的访问等级。（用户访问等级）设定的访问等级。6.10 功能框图功能框图图图6-6 6-6 功能框功能框图图-总总框框图图图图6-7 功能框功能框图图-模模拟输拟输入（入（ADC） 课课 外外 任任 务务1作业作业（1）MM440变频器的主要技术指标有哪些？变频器的主要技术指标有哪些？（2）简述变频器参数名称缩写字母的的分类及含义？）简述变频器参数名称缩写字母的的分类及含义？（3）变频器参数数据类型的分类？）变频器参数数据类型的分类？2课余进行小组学习经验总结，交流初次使用变频器手册的心得。课余进行小组学习经验总结，交流初次使用变频器手册的心得。3预习学习性工作任务预习学习性工作任务7：（实训项目：（实训项目3）：）：MM420、MM440变变频器的频器的BOP面板操作与参数设置面板操作与参数设置