图解变频器维修
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3.1 西门子变频器概述

3.1.1 MM4变频器

西门子公司MM4系列变频器功能强大、应用广泛，是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。它共有MM410、MM420、MM430和MM440等多个型号，其外观如图3-1所示。MM4系列变频器在国内应用最多的是MM420通用型、MM430风机水泵型、MM440矢量型变频器。

MM4系列变频器采用高性能的U/f或矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，能够满足广泛的应用场合，其创新的BiCo（内部功能互联）功能有无可比拟的灵活性。MM4各个型号的变频器操作控制相同、参数设置方式一致、通信方式兼容，了解了其中一种，其余的均可以触类旁通。

1.MM440变频器的主回路

图3-2所示为MM440变频器的主回路，它根据单相变频器或三相变频器的不同在进线上有所区别；根据尺寸的不同，在制动单元上的配置有所不同，分为内置制动单元和外置制动单元两种。

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图3-1 MM4系列各型号变频器外观

a）MM410 b）MM420 c）MM430 d）MM440

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图3-2 MM440变频器主回路

2.MM440变频器的控制回路

图3-3所示为MM440变频器的控制回路，它包括共计两个模拟量输入、6个数字量输入、1个PTC电阻输入、两个模拟量输出、3个数字量输出、1个RS-485端口。

（1）模拟量输入类型的选择

模拟输入1（即AIN1）可以用于0～10V、0～20mA和-10～10V；模拟输入2（即AIN2）可以用于0～10V和0～20mA。这些输入类型可以通过如图3-4所示的DIP开关进行拨码设定。

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图3-3 MM440变频器的控制回路

（2）模拟量输入当做开关量输入

模拟输入回路可以另行配置用于提供两个附加的数字输入（DIN7和DIN8），如图3-5所示。

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图3-4 模拟量输入型号选择

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图3-5 模拟输入作为数字输入时外部线路的连接

当模拟输入作为数字输入时，电压门限值如下：DC 1.75V=OFF；DC 3.70V=ON。

端子9（24V）在作为数字输入使用时也可用于驱动模拟输入，端子2和28（0V）必须连接在一起。

3.1.2 6SE70变频器

1.6SE70变频器的配置

西门子公司变频传动产品SIMOVERT MASTERDRIVES自从在中国市场推出以来，与西门子公司的其他产品一样得到了广大用户的认同和使用。其中，SIMOVERT MASTER-DRIVES VectorControl系列变频传动产品，具有更大的允许电压波动范围、更小的体积、更强的通信能力，并可同直流传动系统100%的兼容。SIMOVERT MASTERDRIVES通常以订货号6SE70开头，因此在很多场合又被称为6SE70变频器。这里以通用6SE70变频器的配置为例，图3-6和图3-7所示为外部接线。

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图3-6 6SE70变频器的外部接线一

从图中可以看出该款变频器与MM4系列变频器相比有两个特殊端口：

1）控制端子排X9：具有安全停车功能，可以在书本型逆变器和装机装柜型装置时使用。K80选件X9的1/2控制端子排与供电装置连接，需要外加一个DC24V电源。端子X9的7/9允许输出一个自由电动势的数字信号，例如操作一个主接触器。

使用安全停车功能，其安全延迟可被用来中断变频器功率部分中传送脉冲的电源，这样保证了逆变器不能运行连接的电动机，最终确保安全。

2）X300串行接口：串行接口用于连接OP1S操作面板或PC，根据RS-232或RS-485协议操作。

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图3-7 6SE70变频器的外部接线二

2.6SE70变频器的应用特点

6SE70变频器是全数字电压型、采用IGBT功率器件、模块化结构的通用系列标准产品。其主要功能和特点如下：整流单元带能量回馈制动，可以实现转矩限定、磁场定向控制、电动机四象限运行、瞬间电源故障后平衡回复以及自动加减速控制，具有错误自诊断等功能，低噪声，高保护可靠等。

6SE70变频器的PWM调制脉冲形成环节，对于VVVF控制和矢量控制是相同的，该环节对于VVVF控制需要调制深度和频率两个输入量，当采用矢量控制只是增加了一个关于转矩电流分量相对于定子总电流矢量夹角的相移调整量，这就从原理上保证了加到电动机上的三相电压的对称性。在矢量控制时，电动机不会因矢量运算错误或定向不准确而导致脉振，这一特点也使得6SE70变频器能够在成组传动（一台变频器带多台电动机）中采用矢量控制，从而使传动系统的动态性能提高。在冶金行业轧机机前机后辊道、矫直机输入输出辊道的成组传动中，这一特点得到了的体现。

3.1.3 SINAMICS S120变频器

SINAMICS S120变频器集矢量控制与伺服控制于一身，分为DC-AC与AC-AC两种类型，所谓DC-AC，是指控制单元、整流、逆变都为独立模块。

如图3-8a所示，在DC-AC类型的S120驱动器中，中心控制单元为CU320模块，控制单元的Firmware存储在其CF卡内，可以通过CF卡里的软件版本对整个S120进行Firmware升级。图3-8b所示为AC-AC书本型S120变频器，它包括控制单元、功率模块和适配模块等部分。

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图3-8 S120变频器类型

a）DC-AC书本型S120变频器 b）AC-AC书本型S120变频器

S120变频器的功能非常强大，如一个带扩展性能卡的CU320可以驱动6个伺服轴或者4个矢量轴，8个U/f轴。但矢量与伺服不能混合。目前，西门子公司又推出了性能更高的控制单元CU320-2，分为DP和PN两种类型，其运算能力更强，可以带6个伺服轴或者6个矢量轴，12个U/f轴。

根据功率的大小，S120DC-AC型分为书本型、紧凑书本型、装机装柜型、柜机4种形式，书本型的接线相对比较简单，控制单元除了24V供电，靠CF内的Firmware就可以正常运行，整流模块除了母排上的直流24V供电，还要连接X120端子上的使能信号（3+，4-），如图3-9所示。电动机模块上的使能信号在不启用Safety功能时无需连接。对于小功率的SLM整流模块，不需要控制，因此模块上也没有DRIVE-CLIQ接口；而对于16kW以上的SLM、BLM、ALM，都需要通过DRIVE-CLIQ对其进行控制，才能起动。

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图3-9 S120接线示意

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