西门子变频器6SL32240BE318UA0

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SINAMICS G120 功率模块 PM 240 未过滤 带集成式制动斩波器 380-480V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 重过载功率：18.5kW 当 200% 3S，150% 57S， 240S；环境温度 0 至 +50°C 轻过载功率：22kW 当 150% 3S，110% 57S 240S；环境温度 0 至 +40°C 419x 275x 204（高x宽x深）,FSD 防护等级 IP20 无控制单元和 BOP

西门子变频器6SL32101KE118UB2详细说明，西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的变频器品牌，主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、的过载能力、创新的BiCo（内部功能互联）功能以及无可比拟的灵活性，在变频器市场占据着重要的地位。

西门子变频器在中国市场的使用早是在钢铁行业，然而在当时电机调速还是以直流调速为主，变频器的应用还是一个新兴的市场，但随着电子元器件的不断发展以及控制理论的不断成熟，变频调速已逐步取代了直流调速，成为驱动产品的主流，西门子变频器因其强大的品牌效应在这的中国市场中取得了超规模的发展，西门子在中国变频器市场的成功发展应该说是西门子品牌与技术的结合。在中国市场上我们能碰到的早期的西门子变频器主要有电流源的SIMOVERT A,以及电压源的SIMOVERT P，这些变频器也主要由于设备的引进而一起进入了中国的市场，目前仍有少量的使用，而其后在中国市场大量销售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西门子变频器为成功的一个系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我们常说的6SE70系列。它不仅提供了通用场合使用的AC变频器，也提供了在造纸，化纤等特殊行业要求使用的多电机传动的直流母线方案。当然西门子也推出了在我个人看来技术上比较失败然而在市场上却相当成功的ECO变频器，在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率，市场上的成功主要是因为它了富士变频器成为中国市场的。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420、MM430、MM440、6SE70、6SL32系列。



西门子变频器SINAMICS G120系列具有非常强大的通讯功能，能和多个设备之间进行通讯，让用户可以方便监控变频器的运行状态和参数修改，西门子变频器G120系列核心是进行控制单元，用户通过设置控制上的参数来实现变频器的正常运行。下面是通过G120系列变频器的特点做一个简单介绍：

1、使用简单灵活

用户在使用西门子G120变频器时，可以方便进行维护，对硬件模块进行热插拔，并可拆卸接线端子。

2、通讯功能

用户在使用西门子G120变频器时，可以通过PROFINET,PROFIBUS或者PROFIDRIVE进行通讯，使操作更加简单并减少了接口数量。

3、保护功能

用户在使用西门子G120变频器时，可以充分利用集成的安全保护功能，使他可以更好地应用在安全保护要求的设备和工厂中。

4、冷却系统

用户在使用西门子G120变频器时，它创新的冷却系统和带涂层的电路板可以明显提高变频器的稳定性和使用寿命。

5、组态方便

用户在使用西门子G120变频器时，可以通过工具SIZER、STARTER等进行工厂项目的调试和设置，从而了组态的简单和调试的便利。

6、节能

用户在使用西门子G120变频器时，配置功率模块PM250时，由于使用了新的电路设计，允许负载的动能回馈到电网，可以为工厂节约大量电能。

7、方便维护

用户在使用西门子G120变频器时，如需要进行设备更换，可以通过基本操作面板和MMC卡进行参数拷贝，的提升了效率。

西门子G120变频器功能强大，操作简单，扩展性强，具有多种参数可供用户进行设定。

2019年01月16日，西门子在中国发布了全新的系列Sinamics G120X和G120XA变频器，该系列西门子变频器专为风机和泵的应用而设计，节能、可靠稳定、简单易用，实现工业环境能源利用的又一次飞跃。


由于专为风机和泵的应用而设计，全新系列G120X和G120XA变频器特别适合供水和污水处理、楼宇建筑、地铁隧道通风等基础设施领域，也普遍适用于水泥、化工、食品饮料等工业环境。

而其“节能、可靠、易用”的特点，可以在产品的全生命周期内贯彻节能和降低成本的理念；丰富的保护功能地降低了故障停机次数，并可应对苛刻的外界环境；其外形紧凑，便于安装、使用和维护。

当然，细分之下，这两款新产品亦各有专长。

风机泵变频器Sinamics G120X

Sinamics G120X变频器面向市场，提供更丰富的产品规格，目前在德国和英国生产。Sinamics G120X系列变频器的功率范围为0.75至 630 kW，适用于全部电机类型。除了支持380V电压，还可适用于690V和220V两种电压等级；支持高防护标准的3C3涂层；在IP20防护等级之外，未来还将推出IP21/IP55两种防护等级，满足更多应用场合。

在网络通讯方面，Sinamics G120X变频器不仅支持Modbus通讯协议，还支持Profinet和Profibus现场总线。其集成的安全功能已通过SIL3认证。

标准型风机泵变频器Sinamics G120XA

Sinamics G120XA变频器在本地化生产，主要面向中国和印度市场。可完整涵盖低压风机和泵应用变频器的功率需求，提升转矩和速度的控制精度。

Sinamics G120XA变频器与同步电机、磁阻电机等高能效电机的集成会达到效能利用的全新高度，确保佳性能、低损耗和优输出功率。

它的运行电压范围为-20%到+10%，运行温度范围-20℃到60℃，内置双直流电抗器和主动保护功能，软硬件结合降低故障停机次数。紧凑的结构便于安装、节省空间；集成典型的连接宏、多泵控制、飞车启动、清淤功能、火灾模式等多种风机泵类功能；除此以外，工程师通过PC和手机无线接入，进行向导式、可视化地诊断和调试。客户通过网络注册，可获得高30个月的免费质保；而通过支付极少的延保费用，可为您带来七年半的超长延保。

在数字化大行其道的今天，这两款新产品的数字化能力也不在话下。

具体说来，Sinamics G120X/XA系列变频器可通过Sinamics Connect 300通讯模块接入西门子基于云的开放式物联网操作系统MindSphere，实现数据上云。经过Analyze MyDrives应用程序对从变频器、驱动系统及机器设备中采集的运行数据进行评估，实现状态信息可视化和分析，为用户提供有价值的数据，进而实现流程和维护过程的优化。 1、变频器参数设置：
变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围， 西门子变频器（图2）西门子变频器 使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。
控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。
低运行频率：即电机运行的小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。
高运行频率：一般的变频器大频率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。
载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。
2、变频器控制参数：
变频器日常使用中出现的一些问题，很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。 [1]
变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定，电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定：
p= t n/ 9550
式中：p——电动机功率(kw)
t——转矩(n. m)
n——转速(r/ min)
转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种[2]。
(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载，此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。
(2)随着转速的降低，转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。
(3)转速越高，转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。
变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0，变频器工作于线性
v/f控制方式，将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。
将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器的v/f特性是线性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要，使电压随着输出频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和励磁电流，使功率因数保持在适当的范围内。
可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值，具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。
变频器v/f控制方式驱动电机时，在某些频率段，电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护，使得电机不能正常启动，在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点，设置p1101确定跳转频带宽度。
有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩，用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标，对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。
参数p1300设置为20，变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善，调速范围宽，低速范围起动力矩高，精度高达0.01%，响应很快，调速都采用svpwm矢量控制方式。
参数p1300设置为22，变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前国际上的控制方式，其他方式是模拟直流电动机的参数，进行保角变换而进行调节控制的，矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制，控制简单，度高。
3、变频器常见型号：
MicroMaster440
西门子变频器MicroMaster440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。
它采用的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备的过载能力，以满足广泛的应用场合。创新的BiCo（内部功能互联）功能有无可比拟的灵活性。
主要特征：
200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW；
矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制；
高过载能力，内置制动单元；
三组参数切换功能。控制功能： 线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式；
标准参数结构，标准调试软件；
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；
立I/O端子板，方便维护；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；
内置PID控制器，参数自整定；
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块；
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；
可实现主/从控制及力矩控制方式；
在电源消失或故障时具有\"自动再起动\"功能；
灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性；
快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸；
有直流制动和复合制动方式提高制动性能。
保护功能：
过载能力为200%额定负载电流，持续时间3秒和150%额定负载电流，持续时间60秒；
过电压、欠电压保护；
变频器、电机过热保护；
接地故障保护，短路保护；
闭锁电机保护，防止失速保护；
采用PIN编号实现参数连锁。
MicroMaster430
西门子变频器MicroMaster430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载。功率范围7.5kW至250kW。它按照要求设计，并使用内部功能互联（BiCo）技术，具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。
主要特征：
380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW；
风机和泵类变转矩负载；
牢固的EMC（电磁兼容性）设计；
控制信号的快速响应；
控制功能：
线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点v/f控制；
内置PID控制器；
快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸；
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块；
灵活的斜坡函数发生器，可选平滑功能；
三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换；
风机和泵类功能：
多泵切换；
旁路功能；
手动/自动切换；
断带及缺水检测 ；
节能方式；
保护功能：
过载能力为140%额定负载电流，持续时间3秒和110%额定负载电流，持续时间60秒;
过电压、欠电压保护；
变频器过温保护；
接地故障保护，短路保护；
I2t电动机过热保护；
PTC Y电机保护。
西门子变频器MicroMaster420
西门子变频器MicroMaster420是全新一代模块化设计的多功能标准变频器。它友好的用户界面，让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵活方便。全新的IGBT技术、强大的通讯能力、的控制性能、和高可靠性都让控制变成一种乐趣。
主要特征：
200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-5.5kW；
380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW；
模块化结构设计，具有多的灵活性；
标准参数访问结构，操作方便。
控制功能：
线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制；
磁通电流控制（FCC），可以改善动态响应特性；
新的IGBT技术，数字微处理器控制；
数字量输入3个，模拟量输入1个，模拟量输出1个，继电器输出1个；
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块/Device-Net模板；
具有7个固定频率，4个跳转频率，可编程；
捕捉再起动功能；
在电源消失或故障时具有“自动再起动”功能；
灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性；
快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸；
有直流制动和复合制动方式提高制动性能；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接。
保护功能：
过载能力为150%额定负载电流，持续时间60秒；
过电压、欠电压保护；
变频器过温保护；
接地故障保护，短路保护；
I2t电动机过热保护；
采用PTC通过数字端接入的电机过热保护；
采用PIN编号实现参数连锁；
闭锁电机保护，防止失速保护。
西门子G120C紧凑型变频器
SINAMICS G120C紧凑型变频器，在许多方面为同类变频器的设计树立了。包括它紧凑的尺寸，便捷的快速调试，简单的面板操作，方便友好的维护以及丰富的集成功能都将成为新的标准。
SINAMICS G120C是为满足OEM用户对于高性价比和节省空间的要求而设计的变频器，同时它还具有操作简单和功能丰富的特点。这个系列的变频器与同类相比相同的功率具有更小的尺寸，并且它安装快速，调试简便，以及它友好的用户接线方式和简单的调试工具都使它与众不同。集成众多功能：安全功能（STO,可通过端子或PROFIsafe激活），多种可选的通用的现场总线接口，以及用于参数拷贝的存储卡槽。
SINAMICS G120C 变频器包含三个不同的尺寸功率范围从0.55kW到18.5kW。为了提高能效，变频器集成了矢量控制实现能量的优化利用并自动降低了磁通。该系列的变频器是全集成自动化的组成部分，并且可选PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通讯接口。操作控制和调试可以快速简单地采用PC机通过USB接口，或者采用BOP-2（基本操作面板）或IOP（智能操作面板）来实现。
4、日常维护：
操作人员熟悉西门子变频器的基本工作原理、功能特点， 西门子变频器（图3）西门子变频器 具有电工操作常识。在对变频器日常维护之前，设备总电源全部切断；并且在变频器显示完全消失的3-30分钟（根据变频器的功率）后再进行。应注意检查电网电压，改善变频器、电机及线路的周边环境，定期清除变频器内部灰尘，通过加强设备管理大限度地降低变频器的故障率。
1、冷却风扇
变频器的功率模块是发热严重的器件，其连续工作所产生的热量要及时排出，一般风扇的寿命大约为20kh～40kh。按变频器连续运行折算为3～5年就要更换一次风扇，避免因散热不良引发故障。
2、滤波电容
中间电路滤波电容：又称电解电容，该电容的作用：滤除整流后的电压纹波，还在整流与逆变器之间起去耦作用，以消除相互干扰，还为电动机提供必要的无功功率，要承受的脉冲电流，所以使用寿命短，因其要在工作中储能，所以长期通电，它连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加速其电解液的干涸，直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次，一般其容量减少20%以上应更换。
3、防腐剂的使用
因一些公司的生产特性，各电气mcc室的腐蚀气体浓度过大，致使很多电气设备因腐蚀损坏（包括变频器）。
为了解决以上问题可安装一套空调系统，用正压新鲜风来改善环境条件。为减少腐蚀性气体对电路板上元器件的腐蚀，还可要求变频器生产厂家对线路板进行防腐加工，维修后也要喷涂防腐剂，有效地降低了变频器的故障率，提高了使用效率。
4、给变频器除尘：变频器根据使用环境的不同，应定期检查散热通道、及电路板中有无积累灰尘，一般每半年清理一次，至少也要一年清理一次，以确保变频器散热良好，使其避免因散热不良而引发故障。
在保养的同时要仔细检查变频器，定期送电，带电机工作在2hz 的低频约10分钟，以确保变频器工作正常。
5、故障处理：
由于西门子变频器在中国市场的一个庞大的销售量，在使用中必然会碰到许多问题，以下就西门子变频器的一些常见故障在这里说明：
西门子变频器应该是进入中国市场较早的一个品牌， 西门子变频器（图4）西门子变频器（图4） 所以有些老的产品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用户在使用。对于MICRO MASTER系列变频器常见的故障就是通电无显示，该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形发生器，该芯片的损坏会导致开关电源无法工作，从而也无法正常显示，此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无法正常工作。对于MIDI MASTER系列变频器较常见的故障主要有驱动电路的损坏，以及IGBT模块的损坏，MIDI MASTER的驱动电路是由一对对管去驱动IGBT模块的，而这对管也是容易损坏的元器件，损坏原因常由于IGBT模块的损坏，而导致高压大电流窜入驱动回路，导致驱动电路的元器件损坏。
对于6SE70系列变频器，由于质量较好，故障率明显降低，经常会碰到的故障现象有（直流电压低），由于是直接通过电阻降压来取得采样信号，所以故障F008的出现主要是由于采样电阻的损坏而导致的。此外，还会碰到F025、F026、F027关于输入相缺失的报警，故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能，输入检测电路的损坏会导致输入缺相报警，如排除此故障原因，报警信号还不能消除，那故障很有可能就是CU板的损坏了。此外F011（过电流）故障也是一个常见的故障，电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一，此外，在维修中经常会碰到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011报警，要特别注意由于这种原因而引起的故障报警。
对于ECO的变频器，碰到多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏，引起的原因也主要是由于强电侧（功率模块）与弱电侧（驱动电路）没有隔离电路，导致强电进入了控制电路，引起驱动电路及开关电源大面积烧坏，此外预充电回路损坏也是常见故障（30KW以上），由于限流回路设计在交流输入侧，只要有三相交流电源任意一路送电时有时序上的和滞后，都有可能引起自身一路或其余两路充电时电流过大，而使得限流电阻和切入继电器烧毁。F231故障也是ECO变频器的一种常见故障，引起原因就是因为采样电阻的损坏。
西门子变频器故障分析及处理方法：
一般来说，当遇到西门子变频器故障时，再上电之前要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧，线路板上有没有明显烧损的痕迹。
具体方法是：用万用表（好是用模拟表）的电阻1K档，黑表棒接变频器的直流端(-)极，用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。然后，反过来将红表棒接变频器的直流端(+)极，黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。否则，说明模块损坏。这时候不能盲目上电，特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电，以免造成更大的损失。
如果以上测量西门子变频器故障结果表明模块基本没问题，可以上电观察。
1、上电后面板显示[F231]或[F002](MM3变频器)，这种故障一般有两种可能。常见的是由于电源驱动板有问题，也有少部分是因为主控板造成的，可以先换一块主控板试一试，否则问题肯定在电源驱动板部分了。
2、上电后面板无显示(MM4变频器)，面板下的指示灯[绿灯不亮，黄灯快闪]，这种现象说明整流和开关电源工作基本正常，问题出在开关电源的某一路不正常(整流二极管击穿或开路，可以用万用表测量开关电源的几路整流二极管，很容易发现问题。换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管的耐压偏低，电源脉动冲击造成的。
3、有时显示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常，一般属于接插件的问题，检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件质量问题或焊接不良所致。
4、上电后显示[-----](MM4)，一般是主控板问题。多数情况下换一块主控板问题就解决了，一般是因为外围控制线路有强电干扰造成主控板某些元件（如帖片电容、电阻等）损坏所至，或与主控板散热不好也有一定的关系。但也有个别问题出在电源板上。
5、上电后显示正常，一运行即显示过流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空载也一样，一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题，需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电，不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏！这种问题的出现，一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大(特别是偏低)使得变频器脉动电流过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。
总结以上，大的元器件如IGBT功率模块出问题的比例倒是不多，因为一些低端的简单原器件问题和装配问题引发的故障比例较多，如果有图纸和零件，这些问题便不难解决而且费用不高，否则解决这些问题还是不容易的。简单的办法就是换整块的线路板！
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