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商洛西门子S7-400代理商


变频调速器的常见故障分析和预防措施

近年来,随着微电子技术及IGBT功率期间的迅速发展,作为交流电机主要调速方式的变频调速技术也获得了发展。尤其是矢量控制变频器,以其优异的控制性能在调速领域独树一帜,在港口机械、冶金、造纸、电梯等多个领域得到迅速推广。日本,欧美等变频技术发达国家,均承认以进入AC(交流)时代。我国港口机械设备中的场桥(RTG)、门座式起重机、装卸桥(C/C)也广泛使用了变频调速器,从37kW到440kW均有应用实例。随着使用数量的不断增加,也遇到了故障维修问题。我公司于1997年对4台门机的变幅及旋转机构进行了变频调速改造,经过一年多的实际运行,下面就变频器的常见故障及预防措施进行分析及探讨。

一、变频器的主要故障原因及预防措施

由于使用方法不正确或设置环境不合理,将容易造成变频器误动作及发生故障,或者无法满足预期的运行效果,为防患于未然,事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。图1所示为变频器硬件回路框图。

1、外部的电磁感应干扰

如果变频器周围存在干扰源,它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部,引起控制回路误动作,造成工作不正常或停机,严重时甚至损坏变频器。提高变频器自身的抗干扰能力固然重要,但由于受装置成本限制,在外部采取噪声抑制措施,消除干扰源显得更合理,更必要。以下几项措施是对噪声干扰实行“三不"原则的具体方法。

(1)变频器周围所有继电器、接触器的控制线圈上需加装防止冲击电压的吸收装置,如RC吸收器。

(2)尽量缩短控制回路的配线距离,并使其与主线路分离。

(3)采用屏蔽线的回路,必须按规定进行,若线路较长,应采用合理的中继方式。

(4)变频器接地端子应按规定进行,不能同电焊,动力接地混用。

(5)变频器输入端安装噪声滤波器,避免由电源进线引入干扰。

以上即为不输出干扰、不传送干扰、不接受干扰的“三不"原则。

2、安装环境

变频器属于电子器件装置,在其规格书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下,若确实无法满足这些要求,必须尽量采用相应抑制措施。

(1)振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因。对于振动冲击较大的场合,应采用橡胶等避振措施。

(2)潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路。作为防范措施,应对控制板进行防腐防尘处理,并进量采用封闭式结构。

(3)温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素,特别是半导体器件,若结温超过规定值将立刻造成器件损坏,因此应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。

除上述3点外,定期检查变频器的空气滤请器及冷却风扇也是非常必要的。

对于特殊的高寒场合,为防止微处理器因温度过低而不能正常工作,应采取设置空间加热器等必要措施。

3、电源异常

电源异常表现为各种形式,但大致分以下3种,即:缺相、低电压、停电。有时也出现它们的混合形式。这些异常现象的主要原因多半是输电线路因风、雪、雷击造成的,有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外,有些电网或自行发电单位,也会出现频率波动,并且这些现象有时在短时间内重复出现,为保设备的正常运行,对变频器供电电源也提出相应要求。

(1)如果附近有直接起动电动机和电磁炉等设备,为防止这些设备投入时造成的电压降低,硬是变频器供电系统分离,减小相互影响。

(2)对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合,除选择合适规格的变频器外,还因预先考虑负载电机的降速比例。变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式,当电压回复后,通过速度追踪和测速电机的来防止在加速中的过电流。

(3)对于要求必须量需运行的设备,要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。

二极管输入及使用单相控制电源的变频器,虽然在缺相状态也能继续工作,但整流器中个别器件电流过大及电容器的脉冲电流过大,若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响,应及早检查处理。

4、雷击、感应雷电

雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器的损坏。此外,当电源系统一次侧带有真空断路器时,短路器开,闭也能产生较高的冲击电压

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模拟量转换为数字量是有符号整数,所以双极性信号对应的数值会有负数。在S7-200中,单极性模拟量输入/输出信号的数值范围是0-32000;双极性模拟量信号的数值范围是-32000-+32000。模拟量应该如何换算成期望的工程量值?模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算:Ov=【(Osh-Osl)*(Iv-Isl)/(Ish-Isl)】+OslOv:换算结果Iv:换算对象Osh:换算结果的高限Osl:换算结果的低限Ish:换算对象的高限Isl:换算对象的低限S7-200模拟量输入信号的精度能达到多少拟量输入模块有两个参数容易混淆:1)模拟量转换的分辨率2)模拟量转换的精度(误差)分辨率是A/D模拟量转换芯片的转换精度。


电子热过载保护
本功能为保护电动机过热而设置,它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合,而在“一拖多”时,则应在各台电动机上加装热继电器。
电子热保护设定值(%)=[电动机额定电流(A)/变频器额定输出电流(A)>×。
重新开始下载程序,或用菜单命令“文件”→“下载”。下载成功后,单击工具条中的“运行”按钮,或“PLC”→“运行”,PLC进入RUN(运行)工作方式。2.上载用下面的方法从PLC将项目元件上载到STEP7-Micro/WIN32程序编辑器:22单击“上载”按钮。22选择菜单命令“文件”→“上载”。22按快捷键组合Ctrl+U。执行的步骤与下载基本相同,选择需的上载的块(程序块、数据块或系统块),单击“上载”按钮,上载的程序将从PLC复制到当前打开的项目中,随后即可保存上载的程序。STEP7-Mirco/WIN软件选择工作方式操作1.选择STOP工作方式在STOP(停止)工作方式中,可以创建和编辑程序。

在此,在"LoadmemoryRAM+EPROM"中,可以看到分配的加载内存的大小。3)必须将该值和已经确定的归档项目的大小相加。这样就可以得出在一个MMC上保存整个项目所需的总内存的大小。CPU复位后哪些设置会保留下来?复位CPU时,内存没有被完全删除。整个主内存被完全删除了,但加载内存中数据,以及保存在Flash-EPROM存储卡(MC)或微存储卡(MMC)上的数据,则会全部保留下来。除了加载内存以外,计时器(CPU312IFM除外)和诊断缓冲也被保留。具有MPI接口或一个组合MPI/DP接口的CPU只在全部复位之前保留接口所采用的当前地址和波特率。另一方面,另一个PROFIBUS地址也被完全删除。


频率限制
即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低,以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用,如有的皮带输送机,由于输送物料不太多,为减少机械和皮带的磨损,可采用变频器驱动,并将变频器上限频率设定为某一频率值,这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。

以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。1)输入接口输入接口用于接收和采集两种类型的输入信号,一类是由按钮、转换开关、行程开关、继电器触头等开关量输入信号;另一类是由电位器、测速发电机和各种变换器提供的连续变化的模拟量输入信号。以图2所示的直流输入接口电路为例,R1是限流与分压电阻,R2与C构成滤波电路,滤波后的输入信号经光耦合器T与内部电路耦合。当输入端的按钮SB接通时,光耦合器T导通,直流输入信号被转换成PLC能处理的5V标准信号电平(简称TTL),同时LED输入指示灯亮,表示信号接通。微电脑输入接口电路一般由寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路组成,这些电路集成在一个芯片上。交流输入与交直流输入接口电路与直流输入接口电路类似。


偏置频率
有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进行设定时,可用此功能调整频率设定信号低时输出频率的高低,如图1。有的变频器当频率设定信号为0%时,偏差值可作用在0~fmax范围内,有的变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时,变频器输出频率不为0Hz,而为xHz,则此时将偏置频率设定为负的xHz即可使变频器输出频率为0Hz。


不同模式条件下的对同一输出点的输出使用中间继电器进行中转,后集中到一起并列到输出点。使用触摸屏时,对触摸屏和PLC公用的控制区和状态区,不得做其他功能方面的编程使用。对PLC的特殊模块,在使用之前,应先查明其控制区和状态区是否占用工作字,若占用,不得将这些工作字做其他方面的编程。PLC的输入、输出、中间继电器、定时器、计数器、数据寄存器等都要加中文注释。输入、输出还要有元器件名称位号。对应的输入点,一般情况下默认为开关连接的是NO触点,对于需要接NC触点的须在注释中标明。所有注释应当清晰明了,不易产生误解,尽量少使用泛指。工程调试完成后,系统必须保留终软件程序,保存的文件名应包含项目编号/作者/日期信息/版本号等




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