西門子MICROMASTER 440變頻器特點及其應用分析_MM440變頻器特點和故障代碼

概述

    SIEMENS MICROMASTER 440變頻器 (MM440變頻器）對3相電機進行轉速控制，其技術規格如下，電源電壓（380～480）V AC，功率CT /VT（-0.37～200）/（7.5～250）kW，輸入頻率（47～63）Hz ，輸出頻率（0~650）Hz，6個帶電位隔離可編程數字輸入，可切換為高/低電壓有效，2個可編程模擬輸入（0～10）V DC，（0～20）mA DC，3個可編程繼電器輸出30V DC/5A，2個可編程模擬輸出（0～20）mA DC。

    在熱工控制系統中，該型號變頻器主要應用于給煤機、脫硫給料機、真空皮帶機等低壓變頻控制，現場應用較為廣泛，起著比較重要的作用，配合CS2024給煤機控制器使用的變頻器銘牌規格參數如下，MICROMASTER 440 6SE 6440-2UD24-0BA1，Serial No: XAB726-003983 E-Stand (Version):E04/2.11，Input: O-INPUT V 3φAC /10.2A 0-650Hz，Motor: 4.00kW，Protection: IP20 Temp Range:（-10-+50）℃，Duty Class Ⅱ，Made in EU (United Kingdom)，Power Conv. Equip.5B33. Use in poll. Deg.2.env。

1 MM440變頻器控制構成

    現場應用的變頻器主要特性如下，接線及其端子含義如圖1，電源接入380VAC端子L1、L2、L3，負載輸出端子U、V、W、E，啟動信號端子9、5、6，轉速控制信號端子3+、4-，反饋信號端子12+、13-和26+、27-，故障報警信號端子18、20），與DIP開關和參數設置有關的端子意義如下。

    1.1 DIP開關設置

    置于ON位對應（0～20）mA DC，OFF位對應（0～10）V DC，1對應ADC1，2對應ADC2，模擬量輸入1為3+ （ADC1+）、4-（ADC1-），模擬量輸入2為10+（ADC2+）、11-（ADC2-），參數類型通過P0756定義，P0756的設置即模擬量輸入的類型必須與 I/O 板上的開關DIP1(1 2) 的設置相匹配，具體如下，0=單極性電壓輸入（0～+10）V ，1=單極性電壓輸入帶監控（0～10）V，2=單極性電流輸入（0～20）mA，3=單極性電流輸入帶監控（0～20）mA，4=雙極性電壓輸入ADC1 (-10～+10) V。

    增加濾波時間常數P0753，即ADC-PT1時，ADC信號變得平滑，波動減少，將使自動控制系統動態特性產生影響。

    1.2 信號源選擇

    P1000選擇設定值信號源P1000=2(7)，0=無主設定值，1=電動電位計設定，MOP設定，2=模擬輸入1缺省設置，3=固定頻率設定值，4=通過BOP鏈路的USS設置，5=通過COM 鏈路的USS設置 (控制端子29 和30)，6=通過COM 鏈路的CB設置(CB=通訊模塊)，7=模擬輸入2。

    1.3 信號源修正

    P1070選擇主信號源，P1070=755.0，信號源來自ADC1，P1070=755.1，信號源來自ADC2，P1074=1禁止附加設定值，P1075輔助設定值，P1075=755.0，信號源來自ADC1，P1075=755.1，信號源來自ADC2。

    1.4 啟動信號端子（9、5、6）

     P0700=2，端子啟動，P0701=1，數字輸入1的功能，端子5，P0702=3，數字輸入2的功能，端子6，可設置參數及含義如下，0=禁止數字輸入，1=接通正轉/OFF1命令，2=接通反轉/OFF1命令，3=OFF2，按慣性自由停止，4=OFF3，按快速下降斜坡曲線停止，9=故障確認，10=正向點動，11=反向點動，12=反轉，13=MOP電動電位計升速，增加頻率，14=MOP降速，減少頻率，15=固定頻率設定值，直接選擇，16=固定頻率設定值(直接選擇+ON命令)，17=固定頻率設定值，BCD碼+ON命令，25=使能直流注入制動，29=由外部信號觸發跳閘，33=禁止附加頻率設定值，99=使能BICO參數化。

    1.5 輸出信號

    模擬輸出端只能輸出電流（0～20）mA DC，為了信號匹配，通道包含濾波器、標定單元、死區等功能。

    3個開關量輸出BO功能由P0731、P0732、P0733分別設置，參數設定值與對應的功能如下，0.0=禁止數字輸出，52.0=變頻器準備，52.1=變頻器運行準備就緒，52.2=變頻器正在運行，52.3=變頻器故障，52.4=OFF2 停止命令有效，52.5=OFF3 停止命令有效，52.6=禁止合閘，52.7=變頻器報警，52.8=設定值/實際值[偏差過大，52.9=PZD控制，過程數據控制，52.A=已達到大頻率，52.B=電機電流極限值報警，52.C=電機抱閘 (MHB) 投入，52.D=電機過載，52.E=電機正向運行，52.F=變頻器過載，53.0=直流注入制動投入，53.1=實際頻率f_act≥P2167，f_off，跳閘頻率極限值，53.2=實際頻率f_act＞P1080 f_min，小頻率，53.3=實際電流r0027 ≥ P2170，電流門限值，53.6=實際頻率f_act≥頻率設定值，53.7=變頻器實際的Vdc r0026＜P2172，53.8=變頻器實際的Vdc r0026＞P2172，53.A=PID控制器輸出r2294=P2292，PID_min，53.B=PID控制器輸出r2294=P2291，PID_max。

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2 變頻器功能

    MM440變頻器由微處理器CPU控制，功率輸出器件采用絕緣柵雙極型晶體管IGBT，具有很高的運行可靠性和功能的多樣性，采用可選的脈沖寬度調制開關頻率，以降低電機運行噪聲，具有完善的變頻器、電機保護功能，如電壓高、低保護，變頻器過熱保護，接地故障保護，短路保護，I2t電機過熱保護，PTC、KTY84溫度傳感器的點擊保護。

    裝上顯示器、操作鍵盤，DIP開關置于ON位，對變頻器的參數進行適當的設定，使其與現場實際應用對象的特性相匹配，即根據其參數號和特定的參數屬性來識別每個參數，在任何一個實際的控制系統應用中，參數號是惟一的，另一方面，一種屬性可以分配多次，這樣幾個參數可以擁有相同的屬性，如表1。

    以P開頭參數可以寫入和讀出，直接影響某一種功能的特征，存儲在EEPROM，或者RAM，以r開頭參數為只讀監控參數，用于顯示變頻器內部的參數數值，即狀態和過程參數的實際值。

    利用基本操作面板BOP檢查、設置、修改變頻器的各個參數，以便于MICROMASTER 440變頻器針對現場具體的應用對象進行設定，通過5位數字的LCD顯示參數號rxxxx和Pxxxx參數，包括數值、單位、報警號Axxxx或故障信息Fxxxx，以及參量的設定值和實際值，參數設置基本步驟如下。

    按P按鈕，進入參數地址P狀態，用上下按鈕翻至訪問級別參數Pr0003，顯示參數Pr0003當前值，用上下按鈕修改至相應參數值1，按P按鈕輸入，用上下按鈕進入下1個參數地址，以此類推，修改下標參數步驟如下，按P訪問參數，按上按鈕，直到顯示出需要修改的參數，按P進入參數數值訪問級，按P顯示當前的設定值，按上下按鈕，選擇運行所需要的數值，按P確認和存儲這一數值，按下按鈕，直到顯示出r0000，按P返回操作顯示。修改參數的數值時，BOP有時會顯示BUSY，表明變頻器正忙于處理優先級更高的任務。

    主要的參數范圍可以按照P0004的設置進行如下分類，0=常用，全部參數，2=變頻器，變頻器內部參數（0200～0299），3=電機，電機參數（0300～0399和0600～0699），4=編碼器，轉速編碼器參數（0400～0499），5=技術應用，技術應用/裝置（0500~0599），7=命令，控制命令數字I/O（0700～0749和0800～0899），8=端子，模擬輸入/輸出（0750～0799），10=設定值，設定值通道和斜坡函數發生器（1000～1199），12=功能，變頻器的功能（1200～1299），13=控制，電機開環/閉環控制（1300～1799），20=通訊，通訊（2000～2099），21=報警，故障報警監控功能（2100～2199），22=工藝控制，生產過程工藝參數控制器，PID控制器（2200～2399）。

    常用參數地址及設定的參數值如表1。

表1 MM440變頻器參數

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3 MICROMASTER 440變頻器操作

    基本操作板BOP作為MICROMASTER 變頻器的可選件，各按鈕意義如表2。

    在缺省設置時，BOP控制電機功能被禁止，如果要用BOP控制，應該將P0700設置為1，參數P1000設置為1，在變頻器上電后，可以拆裝BOP控制面板，如果BOP設置為P0700=1，在拆卸BOP時，將自動停止驅動變頻器。

表2 面板操作按鈕意義

    表2中的某些操作項目需要在修改相應參數的前提下才有效，具體情況如下。

    啟動變頻器按鈕在缺省值運行時被閉鎖，為了使此按鈕的操作有效，應按照下面的數值修改P0700或PO719的設定值，P0700=1或者P0719=1～16；在OFF1方式下，按停止變頻器按鈕，變頻器將按選定的斜坡下降速率減速停止，缺省值運行時，該按鈕被閉鎖，為了允許此按鈕操作，同啟動電機按鈕的設置后才有效，在OFF2方式下，按停止變頻器按鈕2次，或較長時間按1次，電機將在慣性作用下自由停止，此功能總是使能的。

    按轉向按鈕可以改變電機的轉動方向，電機的反向用負號（—）或者用閃爍的小數點表示，缺省值運行時，此按鈕被閉鎖，為了能夠操作此按鈕，同啟動電機按鈕的設置后才有效；在變頻器準備運行狀態下，按下點動按鈕，將使電機啟動，并按預設定的點動頻率運行，釋放此按鈕時，變頻器停止，如果變頻器/電機正在運，按此按鈕將不起作用。

    變頻器運行過程中，在顯示任何一個參數時，按下功能按鈕Fn并保持不動2s，將顯示以下參數值，1）直流回路電壓（用d表示，單位，V），2）輸出電流（A），3）輸出頻率（Hz），4）輸出電壓（用o表示，單位，V），5）由P0005選定的數值，如果P0005選擇顯示上述參數中的任何一個（1～4），這里將不再顯示，連續多次按下此按鈕，將輪流顯示以上參數。

    跳轉功能如下，在顯示任何一個參數（rxxx或Pxxx）時，短時間按下功能按鈕Fn，將立即跳轉到r0000，如果需要，可以接著修改其它的參數，跳轉到r0000后，按此按鈕將返回原來的顯示點，在出現故障或報警的情況下，按Fn按鈕，可以對它進行確認，并將操作板上顯示的故障或報警信號復位。

4 快速調試

    如果變頻器沒有進行適當的參數設置，在采用閉環控制和vf控制的情況下，必須進行快速調試，同時執行電機技術數據的自動檢測子程序，可以利用BOP、AOP、帶有調試軟件STARTER，Drive Monitor PC進行快速調試，以使電機、變頻器得到基本調試。

    在開始進行快速之前，必須設置以下參數，包括電源電壓的頻率、電機的額定銘牌數據、命令/設定值信號源、小/大頻率或斜坡上升/斜坡下降時間、閉環控制方式、電機技術數據的自動檢測，如圖6。

    P0003=3，1=標準級，2=擴展級，標準應用，3=專家級，復雜的應用。

    P0004=0，參數過濾器，0=全部參數，2=變頻器，3=電機，4=轉速傳感器。

    P0010=1，調試參數過濾器，0=準備，1=快速調試，30=工廠的缺省設置值，參數P0010應設定為1，以便進行電機銘牌數據的參數化。

    P0100=0，歐洲/北美，電源電壓的頻率，0=歐洲[kW]，頻率缺省值，50Hz，1=北美[hp]，頻率缺省值，60Hz，2=北美[kW]，頻率缺省值，60Hz，在參數P0100=0或1的情況下，P0100的數值哪個有效決定于開關DIP2（2）設置，OFF=kW，50Hz，ON=hp，60Hz。

    P0205=0，變頻器的應用，鍵入需要轉距，0=恒轉距，1=變轉距，這一參數只對≥5.5kW/400V變頻器有效。

    P0300=1，選擇電機的類型，1=異步電機，感應電機，2=同步電機，在P0300=2，即同步電機的情況下，只允許v/f控制方式，P1300<20。

    根據電機的銘牌設置如下參數，P0304=電機的額定電壓，P0305=電機的額定電壓，P0307=電機的額定電流，P0308=電機的額定功率因數，P0309=電機的額定效率，P0310=電機的額定頻率，P0311=電機的額定轉速，P0320=電機的磁化電流。

    P0335=0，電機的冷卻，0=自冷，1=強制冷卻，2=自冷和內置風機冷卻，3=強制冷卻和內置風機冷卻。

    P0640=150，電機的過載因子，設定值的范圍（10.0～400.0）%，電機過載電流的限定值，以電機額定電流(P0305)的%值表示。

    P0700=2，選擇命令源，0=工廠設置值，1=基本操作面板BOP，2=端子( 數字輸入)，如果選擇P0700 =2，數字輸入的功能決定于P0701 至 P0708 ，P0701至P0708 = 99 時，各個數字輸入端按照BICO功能進行參數化。

    P1000=2，頻率設定值的選擇，1=電動電位計設定值，2=模擬設定值1，3=固定頻率設定值，7=模擬設定值，如果P1000 =1或3，頻率設定值的選擇決定于 P0700 至 P0708 的設置。

    P1080=0，設置電機的小頻率(0～650)Hz，達到這一頻率時，電機的運行轉速將與頻率的設定值無關。這里設置的值對電機的正轉和反轉都是適用的。

    P1082=50，高電機頻率，設定值的范圍（0～650）Hz，設置電機的大頻率，達到這一頻率時，電機的運行轉速將與頻率的設定值無關。這里設置的值對電機的正轉和反轉都是適用的。

    P1120=10，重啟動，設定值的范圍（0～650）s，電機從停止加速到大頻率所需的時間。

    P1121=10，重啟動次數，設定值的范圍（0～650）s，電機從其大頻率減速到停止所需的時間。

    P1135=5，OFF3的斜坡下降時間，設定值的范圍（0～650）s，得到OFF3停止命令后，電機從其大頻率減速到停止所需的斜坡下降時間。

    P1300=0，控制方式，0=線性V/f控制，1=帶FCC(磁通電流控制)的V/f控制，2=拋物線V/f控制，3=可編程的多點V/f控制，5=用于輕工行業的V/f 控制，6=用于輕工行業的帶FCC 功能的V/f控制，19=帶獨立電壓設定值的V/f控制，20=無傳感器矢量控制，21=帶傳感器矢量控制，22=無傳感器的矢量轉矩控制，23=帶傳感器的矢量轉矩控制，矢量控制方式只適用于異步電機的控制。

    P1500=0，選擇轉矩設定值，0=無主設定值，2=模擬設定值1，4=通過BOP 鏈路的USS 設定值，5=通過COM鏈路的USS 設定值，6=通過COM鏈路的（通訊板）設定值，7=模擬設定值2，

    P1910=1，電機數據自動檢測，0=禁止自動檢測，1=自動檢測全部數據，并改寫參數數值，2=所有參數都不帶參數修改的自動檢測，3=飽和曲線帶參數修改的自動檢測，4=飽和曲線不帶參數修改的自動檢測，電機數據的自動檢測必須是在冷態20℃下進行，如果環境溫度不在允許范圍（20+5）℃內，必須修改參數P0625 的電機運行環境溫度值。

    P0390=1，快速調試結束，0=結束快速調試，不進行電機計算或復位為工廠缺省設置值，1=結束快速調試，進行電機計算和復位為工廠缺省設置值，2=結束快速調試，進行電機計算和I/O復位，3=結束快速調試，進行電機計算，但不進行I/O復位。

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    當快速調試結束后，P0010為1，此時仍為快速調試狀態，變頻器不能啟動，應把P0010修改為0，方可啟動變頻器。

    P3900=3，接通電機，進行參數自動檢測，當檢測完成后，報警A0541自動消失，變頻器進入運行準備就緒狀態。

5 故障信息與處理

    發生故障時，變頻器跳閘，并在顯示屏上出現一個故障代碼，為了使故障碼復位，可采取以下3種方法，重新上電，按下BOP上的Fn按鈕，通過數字輸入3 即缺省設置。

    故障信息以故障碼序號的形式存放在參數r0947中，如表3，例如F0003=3，相關的故障值可以在r0949中查到，如果該故障沒有故障值，r0949=0，而且可以讀出故障發生的時間(r0948) 和存放在r0947中的故障信息序號(P0952)。

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表3 MM440變頻器常見故障

6 報警信息與處理

    報警信息以報警碼的形式存放在參數r2110中，例如A0503=503，報警信息有以下報警碼，如表4。

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