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交直交变频器的应用 (包钢钢联无缝钢管厂 ，内蒙古 包头 014010) 摘 要：文章引用变频器的工作原理，对 6SE70 系列交 直交变频器的预充电、初始化、通道参数设置、启动、 停止、制动等方面做了详细的论 述。 关键词：翻钢机;整流;逆变；变频器 中图分类号：TM43 文献标识码：B 文章编号：1007 6921(XX)15010002 变频调速具有低耗，能实现平滑、无级调速以及调速 范围大的优点。无缝钢管厂为满足翻钢 机正 、反、快、 慢控制的要求，适应现代化生产工艺，引进了德国西门子 6SE70 系列交直交 变频器，对穿孔机后台翻钢机进行 改造，成功地保证了穿孔机区域自动化改造的需要。本文 系统地分析了 6SE70 系统交直交变频器的工作原理， 参数设定和实际应用，得出可靠、 实用的数据及步骤，以 方便广大职工掌握西门子 6SE70 系列交直交变频器的 应用，更好 地为生产服务。 1 电压直流母线变频器 在 400 机组改造的电控系统中，主要采用的是带电 压直流母线的直流母线变频器，直流母 线电压恒定，这种 变频器是电压型变频器。频率通过逆变器的控制平滑调节， 电动机的定子 电压是在逆变器中通过脉宽调制实现的。通 过选择适当的触发模式可以去掉电流高次谐波， 定子电压 和频率的关系通过函数发生器以电压给定值的形式保证。 2 脉宽调制型变频器调速系统分析 2.1 脉宽调制原理 脉宽调制是利用逆变器本身具有的开关元件,由控制电 路按一定的规律控制开关元件的 通断,使逆变器输出波形 成为一组等幅不等宽的矩形脉冲列,其平均值近似等于正弦 波。 决定开关元件动作顺序和时间分配律的控制方法称为 脉宽调制方法。 2.2 恒幅脉宽调制型变频器原理 逆变器输出脉冲列幅值不变,而宽度不同,即通过改变 脉冲宽度控制逆变器输出交流基波电压 幅值,通过改变调 制周期控制其输出频率,从而在逆变器中同时进行输出电压 和频率的协调控 制,以满足变频调速对 U1/f1 协调控 制的要求。 2.3 IGBT 组成的脉宽调制型变频器 由于 IGBT 绝缘双极晶体管的栅极不仅可以开通而且还 可以关断，所以因 IGBT 构成的逆变 器不需要设换向装置。 IGBT 组成的脉宽调制型变频器如图 1。 740)this.width=740“ border=undefined 如图 1 所示,因整流二极管组成三相桥式整流器，将交 流电转换为直流电，经中间直流环 节 C 的滤波，再由 6 只 IGBT 和 6 只反馈二极管构成的三相桥式逆变器逆变成三相 交流电供给 三相交流电机，只需要将 IGBT 栅极的控制脉 冲按正弦脉宽调制。 电路中 R 和 IGBT 用以限制直流环节过电压，当变频器 降频时，交流电机因于惯性作用瞬时不 能变，电机进入再 生发电状态；经逆变器中的续流二极管组成的三相桥整流 后，向中间直流 环节的储能电位器 C 充电，造成电容器电 压升高，这种情况下，必须触发中间的 IGBT，使直 流电能 通过 R 及 IGBT 构成的回路将能量消耗在电阻 R 上，以避免 因电容电压升高而造成过电压 故障。 3 西门子 6SE70 变频器控制简介 西门子 6SE70 系列交直交变频调速系统包括频率控制 (FC)、矢量控制(VC)、伺服驱动(SC)。 穿孔机后台翻钢机 变频器采用 FC 板控制。 3.1 变频器的传动装置部件布置 变频器的进线侧要选用快熔保护电动机的供电装置， 限制短路电流，并采用进线电抗器减少 反送到电源的谐波。 在输出侧可以根据现场的不同要求选用输出电抗器、dv/dt 滤波器或正 弦波滤波器一种。如果变频器参与进线接触器 的合闸控制时，必须通过其 X9 端子排的 1 和 2 提 供直流 24V 电子模板电源。 3.2 变频器的预充电 在变频器停机时间超过一年后，必须对中间回路电容 器重新充电，由于本系统选用的变频器 为交-直-交的结构 方式，所以只能采用将整流器和电阻、电容接到中间环节 上充电。 3.3 变频器的初始化 变频器第一次使用，需对逆变器进行初始化。进行如 下操作： P051=3 访问级“专家模式” P052=5 传动设置 P071=400 变频器电源电压 P100=0 针对 IEC 电机选“0” P101=380 电机额定电压 (V) P102=69.8 电机额定电流 (A) P103=0.0 电机空载电流(额定电流的%) P104=0.87 电机的功率因数 COS(铭牌) P107=50 电机额定频率(Hz) P108=1500 电机额定转速(rpm) P109=2 电机极对数 P163=1 n/f 控制选择：(1 为 Vf 特性) P165=0 电机特性(0:线性特性，1:抛物线特性) P420=50 系统额定频率(Hz) P452=50 正转最高频率(Hz) P453=-50 反转最高频率(Hz) P462=2.5 从截止到额定频率所需加速时间(s) P464=1.0 从额定频率到截止所需减速时间(s) P761=3.0 脉冲频率(工厂设定) P052=7 “电机在截止时的标识”功能选择 此时按下 p 键后，必须在 20S 内启动变频器。初始化 完成后，面板显示“009”。 在初始化过程中，完成传动设置后，除可选择 P052=7，也可选择 P052=6 进行“自动参数优化 ”。根据 电机铭牌数据设置电机优化参数,根据所测量的电机数据设 置控制系统参数,另外包 括接地故障测试。 3.4 变频器通道的设定 模拟量 AE1、AE2，或由参数 p580、p581 配合选择的固 定频率，可通过主给定通道(P443) ，附加给定通道(P428) 叠加，再经过 P571、P572 通道选择取绝对值或取反，经 P452、P453 限 幅后，送入斜波函数发生器及 V/f 特性处理 器。 翻钢机系统由于采用 CB1 通讯板，故对通道参数进行 赋值， P571、P572、P580、P581 等参数均赋值 3001，由 PLC 发出的命令和设定值，通过数据块 DB 中的 DW 数据字传 输送至变频 器的两个 16 位控制字，每个控制字的位都赋 有一个选择参数(如 P554、P571 等)。以完成对变 频器的 控制，它们的状态可由参数 r550 或 r967(控制字 1)和 r551(控制字 2)读出。 通过参数 r552 或 r968(状态字 1)和 r553(状态字 2)可 读出变频器向外部发出的信息和命令 。各个状态字的位也 都相应赋给了一个选择参数。 3.5 变频器的启动、停车、制动 在变频器启动过程中由 P462 参数值通过斜坡函数发生 器可以控制变频器的启动时间，从而消 除上面的影响。变 频器停车时，由参数 P464 可控制变频器停车时间。变频器 有 OFF1、OFF2 和 OFF3 三种停车方式，优先级 OFF2OFF3OFF1，正常停车用 OFF1，急停采用 OFF2 和 OFF3，OF F1 和 OFF3 进行停车，停车时间可以通过参数进 行设定。，通过 OFF3 或 OFF1 停车时，降到停车 频率 Toff 时，变频器经过 Tdelay 后脉冲会被封锁，变频器停止运行。 OFF2 停车方式，变频器 脉冲立即封锁，外部回路全部切断， 这种方式会对变频器构成一定的损害，所以停车只选择 了 OFF1 和 OFF3 停车方式。OFF3 设为急停，通过外部端子分 配，20#端子设定为急停端子，即 P 558.2=1005。当发生一 些紧急情况时，通过该端子可实现变频器的紧急停车。一 般 OFF3 停车 时间设的比 OFF1 要短一些。穿孔机翻钢机采 用回馈再生制动，通过整流单元的回馈逆变桥， 由自藕变 压器通过升压将电动机机械能转换为电能回送到电网，来 实现变频器的制动。 3.6 变频器的故障监测及保护 故障信息 F001F115 严重故障 FF01FF13 报警信息 A001A128 设 P925=8，则变频器最多可存储 8 个故障量，可从 r947 中读出相应故障号，最后一次跳 阐故障最先被显示出 来。 变频器的内部保护有温度保护和过载保护。通过变频 器内部的热敏检测变频器温度进行监测 。通过电流限幅信 号的设定，可对电机和传动装置起到保护作用。 4 结语 本文针对