西門子MM440 3KW變頻器380-480V濾波器版         西門子MM440 3KW變頻器380-480V濾波器版 

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6SE6440-2UD37-5FB1MICROMASTER 440 無濾波器 380-480V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 恒定轉(zhuǎn)矩 75kW 過載 150% 60S，200% 3S 二次矩 90kW 850x 350x 320（高x寬x深） 防護(hù)等級(jí) IP20 環(huán)境溫度 -10+50°C 無 AOP/BOP

在變頻器應(yīng)用中，為了防止電機(jī)由于過電流或外部原因?qū)е逻^熱而被損壞，設(shè)定電機(jī)的溫度保護(hù)功能。即當(dāng)電機(jī)的溫度超過一定值時(shí)，變頻器跳閘(OFF2)。通常情況下，溫度保護(hù)有以下兩種方式：

通過電機(jī)的溫度模型對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù);

當(dāng)我們對(duì)變頻器進(jìn)行快速調(diào)試時(shí)，變頻器會(huì)根據(jù)電機(jī)相關(guān)參數(shù)，如功率、電流等參數(shù)來建立電機(jī)溫度模型。對(duì)于西門子標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，電機(jī)模型數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，但對(duì)于第三方電機(jī)，在完成快速調(diào)試之后，建議用戶做電機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別，如參數(shù)(P0340, P1910)，建立電機(jī)等效電路數(shù)據(jù)，以便更好地計(jì)算電機(jī)內(nèi)部能量損失。
在變頻器運(yùn)行過程中，變頻器會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)際輸出電流，通過I2t 計(jì)算來判斷電機(jī)是否過溫，當(dāng)I2t 計(jì)算結(jié)果超過P0614 (對(duì)于MM420), P0604(對(duì)于 MM440,MM430)里所限定的溫度時(shí)，變頻器會(huì)采取在P0610中所設(shè)定的措施，如報(bào)警、跳閘等。如下圖1所示：

圖 1 電機(jī)溫度保護(hù)模型

注：利用電機(jī)溫度模型對(duì)電機(jī)進(jìn)行溫度保護(hù)是西門子標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)中所有產(chǎn)品具備的功能。

通過溫度傳感器進(jìn)行外部保護(hù)
常見的溫度傳感器有兩種：PTC; KTY84。

1）PTC 傳感器：
PTC(Positive-Temperature-Characteristic)傳感器是一個(gè)具有正溫度特性的電阻。在常溫下，PTC 電阻的阻值不高（50-10O歐姆）。一般情況下，電動(dòng)機(jī)里是把三個(gè)PTC 溫度傳感器串聯(lián)連接起來（根據(jù)電動(dòng)機(jī)制造廠家的設(shè)計(jì)），這樣，“冷態(tài)”下的PTC 電阻值范圍為150 至300 歐姆。PTC 溫度傳感器也常常稱為“冷導(dǎo)體”。但是，在某一特定溫度時(shí)，PTC 的阻值會(huì)急劇上升。電動(dòng)機(jī)制造廠家是根據(jù)電動(dòng)機(jī)絕緣的常規(guī)運(yùn)行溫度來選擇這一特定溫度的。由于PTC 傳感器是安裝在電動(dòng)機(jī)的繞組中，這樣，就可以根據(jù)電阻值的變化來判斷電動(dòng)機(jī)是否過熱。PTC 溫度傳感器不能用來測(cè)量溫度的具體數(shù)值。
對(duì)于變頻器：MM440;MM430;G120提供了電機(jī)溫度傳感器的接口，PTC 傳感器保護(hù)可以與電機(jī)溫度模型同時(shí)工作。例如MM440,當(dāng)電動(dòng)機(jī)的PTC已經(jīng)接到MM440 變頻器的控制端14 和15 時(shí)，只要選擇P0601＝1（采用PTC 溫度傳感器）激活電動(dòng)機(jī)溫度傳感器的功能，那么，MM4變頻器就會(huì)知道電機(jī)的狀態(tài)，過熱時(shí)變頻器就會(huì)故障跳閘使電動(dòng)機(jī)得到保護(hù)。
如果PTC 電阻值超過2000 歐姆，變頻器將顯示故障F0004（電動(dòng)機(jī)過溫）。 如果PTC 電阻值低于100 歐姆，變頻器將顯示故障F0015（電動(dòng)機(jī)溫度檢測(cè)信號(hào)丟失）。這樣，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過熱和溫度傳感器斷線時(shí)，都能使電動(dòng)機(jī)得到保護(hù)。
此外，電動(dòng)機(jī)還受到變頻器中電動(dòng)機(jī)溫度模型的監(jiān)控，如下圖，傳感器與溫度模型構(gòu)成“或”關(guān)系，形成了一個(gè)電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)的冗余系統(tǒng)。

2）KTY84 傳感器：
KTY84 傳感器的原理是基于半導(dǎo)體溫度傳感器（二極管），其電阻值的變化范圍從0℃時(shí)的500 歐姆可到300℃時(shí)的2600歐姆。KTY84 具有正的溫度系數(shù)，但與PTC 不同，它的溫度特性幾乎是線性的。電阻的性能可以與具有很高溫度系數(shù)的測(cè)量電阻兼容。
如果KTY84 傳感器被激活(P0610=2)，變頻器會(huì)對(duì)KTY傳感器的阻值進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)變頻器也根據(jù)電動(dòng)機(jī)溫度模型自動(dòng)計(jì)算電動(dòng)機(jī)的溫度。KTY84 傳感器識(shí)別出斷線時(shí)，就發(fā)出報(bào)警信號(hào)A0512（電動(dòng)機(jī)溫度檢測(cè)信號(hào)丟失），并自動(dòng)切換到電動(dòng)機(jī)的溫度模型。如下圖2：

圖 2 溫度模型與傳感器回路

對(duì)于變頻器MM420、G110，沒有提供溫度傳感器接口，我們能夠通過電機(jī)溫度模型對(duì)電機(jī)進(jìn)行溫度保護(hù)，同時(shí)，我們也可以用數(shù)字端子觸發(fā)外部故障的方式來保護(hù)電機(jī)，因?yàn)閷?duì)于通常的溫度傳感器，其輸出阻抗會(huì)隨溫度成線性關(guān)系變化，如下圖3所示。因此傳感器的阻抗能夠反映當(dāng)前電機(jī)溫度，我們可以按照?qǐng)D4連接方式，隨著傳感器阻值增大，端子5上的電壓會(huì)逐漸增大。當(dāng)電壓超過數(shù)字量的觸發(fā)電壓時(shí)，數(shù)字端子有效，觸發(fā)外部故障跳閘。設(shè)置參數(shù)如下： P0701, P0702 or P0703 = 29.

圖 3 電阻與溫度關(guān)系曲線

西門子75千瓦變頻器MM440圖 4 外部端子觸發(fā)故障

另外，我們也可以利用溫度繼電器來觸發(fā)外部故障，如在西門子低壓產(chǎn)品中，有可以用來測(cè)量電機(jī)溫度的繼電器，如3RS1000-1CK10，我們可以設(shè)定一個(gè)限定值，當(dāng)電機(jī)溫度超過此值時(shí)，繼電器動(dòng)作，觸發(fā)外部跳閘。

1. 示例系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

圖 0

本例中選用 S7-300 CPU 314C-2DP 作為 PROFIBUS-DP 主站，連接一個(gè) MM420 變頻器。連接多個(gè) MM420 時(shí)與之相同。

2. 軟件版本描述
需要軟件
STEP 7 V5.2 以上
需要硬件
1：S7-300 CPU 314C-2DP
2：MM420
3：PROFIBUS 模板，用于安裝在 MM420 上，使之成為 PROFIBUS-DP 從站。

3. 組態(tài)

3.1 GSD文件
如果早期 STEP 7 軟件中不包含 MM4，那么應(yīng)先從網(wǎng)上 MM4 系列的 GSD 文件（si0280b5.gse），集成于 STEP 7 中。
安裝 GSD 文件如圖 1 所示。

圖 1

圖 2

3.2 組態(tài)從站

在 STEP 7 HW config 中先組態(tài) S7-300 站，使之成為 PROFIBUS-DP MASTER, 在DP 網(wǎng)上掛上 MM420, 并組態(tài) MM420 的通訊區(qū)。通訊區(qū)與應(yīng)用有關(guān)，如果需要讀/寫 MM420 參數(shù)，則需 4 PKW 區(qū)；如果除控制字和設(shè)定值以外還需傳送其他數(shù)據(jù)，則要選擇 4 PZD。
在選項(xiàng)中有：
1, whole cons. (PKW，PZD 數(shù)據(jù)都是連續(xù)的，都要調(diào)用 SFC 14, 15)
2, word cons. (只有 PKW 數(shù)據(jù)是連續(xù)的，要調(diào)用 SFC 14, 15)
在本例中，采用 4 PKW, 4 PZD word cons.，MM420 地址為 4。

圖 3

4． MM420 參數(shù)設(shè)置
P918 站號(hào) 4
P700 命令源 6（從CB 來）
P1000 頻率設(shè)定源 6（從CB 來）

5． PLC 編程

1. 由于采用 4 PKW, 4 PZD word cons. 方式，PZD 不需要調(diào)用 SFC 14, 15。

圖 4

在本例中控制字和設(shè)定值可以從 MD10 傳送，MD14 可傳送其他數(shù)據(jù)。MW10 為控制字，從 16#047E 變?yōu)?16#047F 后變頻器起動(dòng)。MW12 中的頻率值將輸出。狀態(tài)字和實(shí)際值從 PIW264, PIW266 讀入。

2. 4 個(gè) PKW 為連續(xù)數(shù)據(jù)，所以要調(diào)用 SFC14, 15 來打包解包。本例中打包解包數(shù)據(jù)放在DB1 中。

圖 5

6． 數(shù)據(jù)傳送規(guī)則
對(duì) PKW 區(qū)數(shù)據(jù)的訪問是同步通訊，即發(fā)一條信息，得到返回值后才能發(fā)第二條信息。PKW 一般為 4 個(gè)字。

1，讀寫 0002～1999 的參數(shù)。
如：讀 P0700, 700(DEC)=2BC(HEX)
PLC PKW 輸出＝12BC,0000,0000,0000 1 表示讀請(qǐng)求
PLC PKW 輸入＝12BC,0000,0000,0006 返回 1 表示單字長(zhǎng)，值為 0006(HEX)

如：讀 P1082, 1082(DEC)=43A(HEX)
PLC PKW 輸出＝143A,0000,0000,0000 1 表示讀請(qǐng)求
PLC PKW 輸入＝243A,0000,4248,0000 返回 2 表示雙字長(zhǎng)，值為 42480000(HEX)=50.0(REAL)

如：寫 P1082, 1082(DEC)=43A(HEX)
PLC PKW 輸出＝343A,0000,41F0,0000 3 表示寫雙字請(qǐng)求，值為
41F00000(HEX)=30.0(REAL)
PLC PKW 輸入＝243A,0000,41F0,0000 返回 2 表示雙字長(zhǎng)，確認(rèn)修改完畢。

2，讀寫 2000～3999 的參數(shù)。
如：讀 P2010, 10(DEC)=A(HEX) (10=2010-2000)
PLC PKW 輸出＝100A,0180,0000,0000 1 表示讀請(qǐng)求, 01 表示參數(shù)下標(biāo)為 1
8 表示參數(shù)號(hào)碼相差 2000
PLC PKW 輸入＝100A,0180,0000,0006 返回 1 表示單字長(zhǎng)，值為 0006(HEX)

傳送命令參考 MM420 手冊(cè) 3，PZD 參數(shù)為異步讀寫。
PLC 輸出，個(gè)字為控制字，第二個(gè)字為主設(shè)定值。（缺省）
PLC 輸入，個(gè)字為狀態(tài)字，第二個(gè)字為運(yùn)行反饋值。（缺省）