西门子变频器调速原理分析
变频器多段速控制原理
变频器多段速控制原理
变频器多段速控制原理是通过改变电源频率来调节驱动电机的转速。
变频器将交流电源转换为直流电源，并通过PWM技术
调整直流电源的电压和频率，然后再将调整后的交流电源供应给电机，从而实现电机转速的调节。
多段速控制是在变频器中设置不同的转速档位，根据需要选择不同的档位来控制电机的转速。
变频器通过电路内部的控制逻辑和控制信号，对电机的输出频率和电压进行调节，从而实现多段速控制。
具体的原理是在变频器中设置多个转速档位，每个档位对应一个输出频率和电压值。
当用户需要调整电机的转速时，通过控制信号选择相应的档位，变频器会根据档位的设定输出对应频率和电压的交流电源，驱动电机以实现相应的转速调节。
同时，变频器还可以根据用户的设定参数进行PID控制，进一步精
确调节电机的转速。
变频器多段速控制原理的优点是：可以方便地调节电机的转速，实现精确控制；能够根据用户的需求选择不同的转速档位，适应不同的工作条件；通过PID控制算法，可以进一步提高电
机的控制精度和稳定性。
教材：西门子变频器的三种控制
9.1 变频器工作原理交流变频器是微计算机及现代电力电子技术高度发展的结果。
微计算机是变频器的核心，电力电子器件构成了变频器的主电路。
大家都知道，从发电厂送出的交流电的频率是恒定不变的，在我国50赫兹。
而交流电动机的同步转速：式中N1——同步转速，r/min ；f1——定子频率，Hz ；P ——电机的磁极对数。
而异步电动机转速式中s 为转差率，11/)(N N N s -=，一般小于3%，N 与送入电机的电流频率f 1成正比例或接近于正比例。
因而，改变频率可以方便地改变电机的运行速度，也就是说变频对于交流电机的调速来说是十分合适的。
9.1.1 变频器的基本结构从频率变换的形式来说，变频器分为交-交和交-直-交两种形式。
交-交变频器可将工频交流电直接变换成频率、电压均可控制的交流电，称为直接式变频器，价格较高。
而交-直-交变频器则是先把工频交流电通过整流变成直流电，然后再把直流电变换成频率、电压均可控制的交流电，又称间接式变频器。
市售通用变频器多是交-直-交变频器，其基本结构如图9-1所示，由主回路，包括整流器、中间直流环节、逆变器和控制回路组成，现将各部分的功能分述如下：(1)整流器。
电网侧的变流器是整流器，它的作用是把三相(也可以是单相)交流整流成直流。
(2)直流中间电路。
直流中间电路的作用是对整流电路的输出进行平滑，以保证逆变电路及控制电源得到质量较高的直流电源。
由于逆变器的负载多为异步电动机，属于感性负载。
无论是电动机处于电动或发电制动状态其功率因数总不会为1。
因此在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。
这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件(电容器或电抗器)来缓冲。
所以又常称直流中间环节为中间直流储能环节。
Pf N 1160=)1(60)1(11s Pf s N N -=-=图9-1 交-直-交变频器的基本结构(3)逆变器。
负载侧的变流器为逆变器。
逆变器的主要作用是在控制电路的控制下将直流平滑输出电路的直流电源转换为频率及电压都可以任意调节的交流电源。
最新变频器原理及西门子6SE70变频器维修及调试幻灯片
➢ 1）带有软件升级开关的RS232软件接口、通讯电缆； ➢ 2）带有R232/RS485转换接口的RS485接口通讯电缆； ➢ 3）PROFIBU通讯电缆，6XV1830-1CH15。
注意: 6SE70系列变频器的RS232电缆可以自制, 注意严格按照大全上的制做方法, 注意焊接安全!
6SE70逆变器测试盒的使用方法
1、可用于书本型、架装型与柜装型，但不可直接 用与增强书本型。
2、测量中间电压（端子：“C”和“D”）使中间 电压小于50V。拆掉装置与电机的连线。
3、拆下调节组件“CU”，接上测试线，将测试盒 上的所有开关都拨到“0”挡。
4、通过插头X9接通24V电源（24…28V） X9/1=P24， X9/2=M适合的电源为0-30V/5A。
主要的非通电检查3
用高阻表做绝缘检查
将变频器的U1、V1、W1、C、D、U2、V2、 W2各点用一组测试短路线（如带有鳄鱼的短路线， 应自制）短路成一点。其高阻检测表的正极性表 笔接上述短路点，负表笔接系统外壳（PE），测 试电压可选DC-500V或DC-1000V在上述端子外侧 无其它连接的情况下，测得的电阻值应》2兆欧姆 （多在2兆欧姆-10兆欧姆之间）。但这个结果有 时会受现场环境湿度的影响，端子外部保有连接 的情况下也会对此值有大的影响。
负表笔 X1:W1
无穷大
正表笔 D/L-
负表笔 D/L-
负表笔 X1:U1
0.3~0.6V三相平衡
正表笔 X1:U1
无穷大
负表笔 X1:V1
0.3~0.6V三相平衡
正表笔 X1:V1
无穷大
负表笔 X1:W1
西门子GM150变频器系统分析及故障处理
西门子 GM150变频器系统分析及故障处理变频器调速通过调节电源频率来调节速度，多用于电动机转速调速，能够实现无极调速，具有效率高、性能优特点，广泛应用于需要精确速度控制的生产环节。
榆济管道天然气增压输气站采用西门子GM150变频调速系统和配套的ABB供电设备，调节压缩机电动机转速，控制天然气瞬时流量，完成控制输气量及节能目的。
根据投运以来运行情况介绍此套变频调速系统。
1 变频调速系统组成主要由10kV开关柜、隔离变压器、变频器、预充磁、MCC、UPS组成。
1.1 10kV开关柜采用厦门ABB开关有限公司10kV开关柜，全称UniGear ZS1铠装式金属封闭式开关设备，向变频调速系统中隔离变压器提供电能。
开关柜由固定的柜体和真空断路器组成，柜体分3个隔间:断路器室、电缆室、低压室。
断路器室为金属全封闭，位于开关柜中部，内部有VD4型真空断路器、电压互感器、电流互感器，断路器是变频调速系统的电源开关，电压互感器用于电压检测，电流互感器用于电流检测。
电缆室位于开关柜底部，内部有断路器出线电缆、避雷器、接地开关等。
低压室位于开关柜顶部，内部有开关柜辅助和控制电源、检测保护装置，实现对开关柜下游设备的过流速断、低电压跳闸、过负荷报警等保护。
开关柜内部高温至设备损坏风险，因此低压室装有温湿度检测装置，对整个开关柜进行温度、湿度检测，提高开关柜安全运行性。
1.2隔离变压器采用德国ASA公司DOHX型具有矿物油加注的三相油浸式变压器（隔离变压器），接收10kV开关柜电能，转化适合电压等级后给变频器供电。
隔离变压器主要由铁芯及铁芯上缠绕的绕组组成，采用7绕组变压器，一次侧1个绕组，星形连接方式；二次侧6个绕组，连接方式依次为星形、星形、星形、三角形、三角形、三角形，输出侧每相电相位差20 º，隔离变压器一次侧电压等级为10kV，二次侧电压等级为1500V。
隔离变压器作用为变压、隔离和滤波。
一方面变压器通过特殊的绕组结构和连接组别为变频器提供电压等级为1500V的电能，满足变频器的36脉动整流需求；隔离变压器可以使一次侧和二次侧电气完全绝缘，使回路隔离，和电源没有直接的连接；利用隔离变压器铁芯高频损耗大的特点，经过电磁感应后将高变频谐波“滤”除。
《变频及伺服应用技术》项目1 西门子变频器的运行与功能解析2016.7
重庆工业职业技术学院 郭艳萍
变频及伺服应用技术
2 、变转差率调速
（1）改变定子电压调速 异步电动机的机械特性方程式:
Te1[R (1R 2 '3 /p s)21 U 2 R 2 ' /1 2s(Ll1L 'l2)2]
其中：p为电机极对数； U1为相电压有效值
电机参数一定，当S ，f1不变时，T 仅与 U1有关。
变频及伺服应用技术
变极时，调换相序，以 保证变极调速以后，电 动机转动方向不变。
目前，我国多极电动机定子绕组联绕方式常用的有两种：一种是从星形改成 双星形，写作Y/YY，如图1-3所示；
Y-YY后,电动机极数减少一半,转速增大一倍,即 nYY 2n，Y 容许输出功率增大 一倍，而容许输出转矩保持不变，所以这种变极调速属于恒转矩调速，它适
变频器在英文译名是VFD（Variable-frequency Drive）。
变频器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作 VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）。
2020/10/24
重庆工业职业技术学院 郭艳萍
变频及伺服应用技术
它与直流调速系统相比具有以下显著优点：
E1=4.44ƒ1N1KN1Φm=U1+△U
漏阻抗压降
式中:
E1——定子绕组的感应电动势有效值 N1 ——定子每相绕组的匝数
KN1——定子绕组的绕组系数， KN1 <1
ƒ1 ——定子绕组感应电动势的频率，即电源的频率 Φm ——主磁通
可见：
E1∝ƒ1Φm
将△U忽略，则E1≈U1∝ƒ1Φm
2020/10/24
因此，为维持电动机的输出转矩不变，必须使主磁通Φm =const，即
基于西门子PLC的变频调速离心机控制系统的设计
基于西门子PLC的变频调速离心机控制系统的设计摘要：变频调速及控制技术应用于实际中，如在中小型冷库恒温与节能自动化控制系统中，由于系统控制过程较复杂，压缩机功率较大，需要启动，并要求控制系统恒温可调可控，节能可靠，因此采用与变频调速控制系统是最佳选择可以大幅度节约电能，提高系统恒温控制的自动化程度，并使系统运行可靠稳定，结构简单，维修、维护、调整方便，经济实用易配置等优势，取代了传统的继电器控制系统。
本文针对离心机自动化程度低、分离效率低、操作困难、运行不稳定等问题，介绍了基于西门子可编程逻辑控制器（PLC）的变频调速离心机控制系统的设计。
该系统利用西门子S7-200PLC对变频器的控制，在线调整离心机主、副电机的转速，从而控制离心机电机的调速；利用扭矩信号,实现了在不同物料浓度条件下离心机的恒差速恒扭矩控制，有效改善了离心机的分离效率及稳定性，达到自动化生产要求，降低操作难度。
关键词：PLC；变频器；离心机可编程控制器是集汁算机技术与自动化控制技术于一体的一种新型工业控制系统，它采用易于理解和掌握的梯形图语言及简单指令，形象直观，结构简单、可靠性高、抗干扰能力强、故障率低、易于操作和维修、且根据不同工艺要求修改程序及参数简单等优势，被广泛应用于生产、科研、社会生活等诸多领域。
1离心机的基本工作原理离心脱水机全称卧式螺旋卸料沉降离心机，简称离心机。
将高速旋转产生的离心加速度转化为重力加速度，使固体颗粒的沉降时间较在重力场作用下缩短至数千分之一，快速沉积的固体颗粒通过螺旋输送器排出转鼓，从而实现不间断连续运行。
通过控制差速器输入轴的速度（背驱动装置包括恒扭矩变频电机、耦合器、液压马达等），可对螺旋输送器与转鼓间的速度差（即差转速）进行调整，控制排渣速度和分离性能。
2变频器电机调速的基本工作原理变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。
变频器工作原理讲解
变频器工作原理讲解变频器，又称调速器，是一种以电能变换输出频率和输出电压大小来调节负载转矩和输出频率的电力电子装置。
由于其具有调速范围宽、调速精度高、及能智能化控制等优点，目前变频器在冶金、原油、电力、矿山、纺织、造纸、印染、环保等行业中被广泛应用。
本文将对变频器的工作原理做一讲解。
变频器的工作原理依赖于它的主要工作部件：电源模块、调频模块、调节模块、转换模块和控制模块。
电源模块，即集成了开关电源、变压器、在线电压和频率测试、PWM控制器等功能的输入电源，根据PWM控制把交流电源转换成直流电源，以便调制及调节输出信号。
调频模块，即该变频器所采用的电子元件，一般包括二极管、晶体管、电容、电感等，它们通过改变每个元件的工作状态，来实现对频率的调制。
调节模块，主要是一个微处理器，它能根据运行环境的变化通过变频控制系统，对频率和输出电压作出调节，以实现所需的负载转矩和频率调节。
转换模块，一般用于将直流电源转换成交流电源，以便满足负载的驱动要求，转换模块一般采用高压变流技术，以得到最佳的效率和功率。
控制模块，它可以按照预设的参数和测试结果对负载进行智能化控制，达到最佳的调速效果，从而使发动机性能达到最佳。
上述五个模块，组成了一个完整的变频控制系统，通过改变主电源交流频率，使负载转矩、输出电压以及频率均可进行调节，以满足负载的要求，实现调速和能耗的控制。
以上就是对变频器工作原理的介绍，由于变频器具有调速范围宽、调速精度高、及能智能化控制等优点，被广泛应用于冶金、原油、电力、矿山、纺织、造纸、印染、环保等行业，受到广大用户的喜爱。
变频器的技术随着科技的发展而日新月异，为社会发展做出了重要贡献。
当社会经济发展越来越迅速时，变频器技术发展也将成为推动经济发展的一个重要动力。
变频调速的工作原理
变频调速的工作原理变频器的功用是将频率固定的（通常为50Hz的）交流电（三相或单相）变成频率联系可调（多数为O-4OOH0的三相交流电。
由公式：n0=60f/p其中n0为旋转磁场的转速通常称为同步转速f 为电流的频率p 为旋转磁场的磁极对数当频率f连续可调时（一般P为定数），电动机的同步转速也连续可调。
又因为异步电动机的转子转速总是比同步转速略低一些，所以，当同步转速连续可调时，异步电动机转子的转速也是连续可调的。
变频器就是通过改变f （电流的频率）来使电动机调速的在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。
如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。
一、静态测试1、测试整流电路找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P,黑表棒分别依到R S T,应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。
相反将黑表棒接到P端，红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。
将红表棒接到N 端，重复以上步骤，都应得到相同结果。
如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。
B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
2、测试逆变电路将红表棒接到P端,黑表棒分别接U V W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基本相同，反相应该为无穷大。
将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可确定逆变模块故障二、动态测试在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。
在上电前后必须注意以下几点:1、上电之前，须确认输入电压是否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。
2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动, 连接异常有时可能导致变频器出现故障, 严重时会出现炸机等情况。
3、上电后检测故障显示内容, 并初步断定故障及原因。
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西门子变频器调速原理分析
西门子变频器有多种类型，例如：西门子变频器MM4系列，西门子变频器SINAMICS系列。
这些西门子变频器是由主回路、电源回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成，用来实现对自动化驱动控制系统中的电机进行调速控制。
本文下面对西门子变频器的调速原理做一个分析，供用户在调试过程中提供参考。
西门子变频器的调速原理如下所示：
根据电机转速的公式：n=n1(1-s)和N1=60f/p
式中：n-电机转速;n1-电机的同步转速;s-滑差;f-旋转磁场频率;P-电机极对数。
可知改变电机转速的方法有改变滑差s、改变旋转磁场频率f、改变电机极对数p三种。
西门子变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。
是由由主电路和控制带电路组成的。
主电路是给异步电动机提供可控电源的电力转换部分，变频器的主电路分为两类，其中电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波部分是电容。
电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波部分是电感。
它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的整流部分，吸收在转变中产生的电压脉动的平波回路部分，将直流功率变换为交流功率的逆变部分。
控制电路是给主电路提供控制信号的回路，它有决定频率和电压的运算电路，检测主电路数值的电压、电流检测电路，检测电动机速度的的速度检测电路，将运算电路的控制信号放大的驱动电路，以及对逆
变器和电动机进行保护的保护电路组成。
现在大多数的变频器基本都采用交直交方式(VVVF变频或矢量控制)，将工频交流电源通过整流器转换为直流电源，再把直流电源转换成近似于正弦波可控的交流电以供给电动机。
三相交流电经过VD1～VD6整流后，正极经过RL，RL在这里是防止电流忽然变大。
经过RL电流趋于稳定，晶闸管触点会导通。
之后直流电压加在了滤波电容CF1、CF2上，这两个电容的作用是让直流电波形变得更加平滑。
之所以是两个电容是由于一个电容的耐压有限，所以用两个电容串联起来使用。
均压电阻R1、R2是让CF1和CF2上的电压一样，两个电容的容量不同的话，分压就会不同，所以各并联了一个均压电阻。
而中间的放电回路作用则是释放掉感性负载启动或停止时的反电势，用来保护逆变管V1～V6和整流管VD1～VD6。
直流母线电压加到V1～V6六个IGBT上，基极由控制电路控制。
控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流，产生磁场使电机运转。
西门子变频器有多种系列，为用户在各个行业中的自动化驱动控制系统的各种应用中提供了解决方案和有力保障。
北京天拓四方科技有限公司。