西门子6ES7334-0CE01-0AA0性能参数
变频器连接线端子排如何安装
制动单元的母导线接到变频器的直流母线,制动单元和制动电阻的接线都要尽量短,长度不大于5m,使用双绞线或密着平行线,导线的截面应不小于电机输电线的1/2~1/4。当制动电阻不接时,不能将p+端和db端短路。
变频器节能改造提示,主回路导线载面按照电动机布线要求,电流密度一般在3~4a/mm2以下。
调节频率等的电位器、开关之类元器件要求使用可靠产品,安装时注意屏蔽,免受外界干扰,否则会误认为变频器有问题。
在远距离控制作开关操作时,用继电器担任中间操作可有效地减少外界对控制线引起的干扰。变频器的输入信号线要使用双绞线或屏蔽线,以有效地减弱外界电磁场造成的干扰,双绞线的绞合程度应在每cm为1绞以上。
多数变频器的操作键和显示部分做在一起,成为一个操作盒。变频节能改造操作盒可取下做远距离控制操作。此时连接导线往往是电缆或排线,要求它们远离电力线和输入输出强电导线,必要时应穿入屏蔽管套内。外部电器控制线很长时也需要屏蔽,方法相同。
粗的主回路电线与变频器接线端子连接时必须可靠连接。线头用标准的与接线端子相配的冷压端子,使用冷压钳压接。只有这样,才能保证连接可靠,不因局部接触不良而发热造成事故。变频器的控制线必须远离输入输出强电导线,相距100mm以上,不能为了布线美观把控制线和输入输出强电导线捆绑在一起。
所有接线端子排连接线接好后要进行检查,防止漏接、错接、碰地、短路。变频器外壳应可靠接地。直流电抗器的参数要与变频器相配。安装前应去掉变频器上原p1、p+上的短路铜件,在此处接入直流电抗器。
不能将负载功率因数校正用电容接到变频器的输出端,因电容的接入会导致逆变功率器件流过大的瞬变脉冲电流而损坏。投入电源后,发现还要改接线时,要切除电源,并注意直流回路电容上的电*放完,才可操作
西门子SITOP电源模块6EP4134-0GB00-0AY0
设计
CU320‑2 控制单元标配有以下接头和接口:
现场总线接口:
CU320‑2 PN:1 个 PROFINET 接口,带有 PROFIdrive V4配置文件的 2 个端口(RJ45插座)
CU320‑2 DP:1 个采用 PROFIdrive V4 行规的 PROFIBUS 接口
4 个用于与其它 DRIVE-CLiQ 设备通信的 DRIVE-CLiQ 接口,例如,变频装置、端子模块
12 个可参数化数字量输入(浮动式)
8 个可参数化双向数字量输出/输入(非浮置)
1 个 RS232 串行接口
1 个用于 BOP20 基本操作员面板的接口
1 个 CF 卡插槽,该卡中存储了固件和参数
1 个用于安装扩展接口用的选配模块的插槽
2 个旋转编码开关,用于手动设置 PROFIBUS 地址
1 个以太网接口,用于调试和诊断
3 个测量接口和一个用于调试的参考接地;
1 个供电接口,用于通过 24 V DC 电源连接器供电
1 PE 连接
1 个接地接口
选件模板上信号电缆屏蔽的屏蔽接口位于位于 CU320‑2 控制单元上。
提供的选件插槽用于对接口进行扩展(如端子数目)。
CU320-2 控制单元的状态通过多色 LED 等加以指示。
由于固件和设置参数存储在插入式 CF 卡上,无需使用工具即可更换控制单元
设计
电源谐波滤波器以配有坚固外壳的独立组件形式提供。它们安装在用户提供的低压配电柜与变频器之间。与电源电缆一样,电压在用户低压开关柜中进行分断并熔断保护。
电源谐波滤波器没有风扇(自然对流冷却)。这意味着无需使用外部辅助电源。
电源谐波滤波器配有一个可从外部监视的浮置恒温开关,用于监视热过载状况(例如,因送入的冷却空气不足而引起的热过载)。
注:
为了使用电源谐波滤波器,变频器必须具有一个进线电抗器
当需要将传动装置制动或特殊停止(如急停)时,需要使用制动单元和相关的制动电阻器。
制动单元独立于变频器控制工作。电路的控制电压从直流链路获得。
工作期间,直流链路的电能在一个外部制动电阻上转变为热损耗。
制动模板独立于变频器控制而自主工作。如果除了此处列出的制动单元可提供的制动功率之外,还需要更大的制动功率,则可以将制动单元并联以实现更高的变频调速柜输出,根据要求提供。在此情况下,制动单元则分别控制各自的制动电阻。
制动模块的激活阈值可通过一个 DIP 开关直接调整。技术规格中规定的制动功率值为激活阈值上限。
设计
制动单元插在变频装置内的一个插槽中,由变频装置风扇进行强制冷却。
多个制动单元可用于配有一个以上逆变模块的变频装置:
框架型号 HX:2 个制动单元
框架型号 JX:3 个制动单元
每个制动单元总是分配有一个制动电阻器。
制动单元借助于供货范围内的母排套件或柔性电缆连接到直流回路。
制动单元标配有以下接口:
DC-link 连接
制动电阻接口
1 点数字量输入(制动块模块/确认故障)
1 点数字量输出(制动模块故障)
1 个 DIP 开关,用于调节应用阈值
变频器谐波污染及治理
变频调速在工业生产中具有十分重要的意义,由于变频器在输入回路中产生的高次谐波电流,对供电系统,负载及其他邻近电气设备产生干扰;尤其是在高精度仪表、微电子控制系统等应用中,谐波干扰问题尤为突出。本文从变频器工程实际应用出发,从隔离、滤波和接地三个方面全面阐述了抑制和消除干扰的方法,对提高变频器等工业设备运行的可靠性和安全性提供参考。7M& I& P5 y: D9 j) k/ i
: f7 ?& R3 S4 b2 U
一、 变频器谐波产生机理
, t; I$ G' @. O, };Z凡是在电源侧有整流回路的,都将因其非线性而产生高次谐波。变频器的主电路一般为交-直-交组成,外部输入380V/50HZ的工频电源经晶闸管三相桥路整流成直流,经电容器滤波后逆变为频率可变的交流电。在整流回路中,输入电流的波形为不规则的矩形波,波形按傅立叶级数分解为基波和高次谐波,谐波次数通常为6N±1(N为自然常数)。如果电源侧电抗充分小、换流重叠µ可以忽略,那么第K次高次谐波电流的有效值为基波电流的1/K。!K$ l, ^3 e4 t+ g V( g
二、 高次谐波危害
; \# D; }! \4 J)\谐波问题由来已久,近年来这一问题因由于两个因素的共同作用变得更加严重。这两个因素是:工业界为提高生产效率和可靠性而广泛使用变频器等电力电子装置,使得与晶闸管相关设备的使用迅猛增长,并伴随着谐波源的同步增加和放大;电力用户为改善功率因数而大量增加使用电容器组,并联电容器以谐振的方式加重了谐波的危害。
6 y* l' `& L7 t& B3I非线形负荷产生的谐波电流注入电网,使变压器低压侧谐波电压升高,低压侧负荷由于谐波干扰而影响正常工作,另一方面谐波电压又通过供电变压器传递到高压侧干扰其它用户。
, V4 M; B: V( ~9C在三相回路中,三的整数倍次谐波电流是零序电流,零序电流在中性线中是相互叠加的。零序谐波电流主要是由三相四线制非线性设备产生的,使供电系统中的中性线电流很大。当中性线上有较大的谐波电流时,中性导线的阻抗在谐波下能产生大的中性线电压降,此中性线电压降以共模干扰形式干扰计算机和各种微电子系统的正常工作,使控制设备和精密仪器工作不可靠,故障率高。
! F* a0 j! c2 W3 `. Y0 q$ H0 j& }'?高次谐波的危害具体表现在以下几个方面。
1 t3 r) L: r) @) J% Z8 e/ ?9 q变压器
/ M9 Z! J W' {" e% g"m谐波电流和谐波电压将增加变压器铜损和铁损,结果使变压器温度上升,影响绝缘能力,造成容量裕度减小。谐波还能产生共振及噪声。' Q3t( ^1 m% N4 D- Y. B
感应电动机# C! h0 D! r. V3 o3 S3 Y
谐波同样使电动机铜损和铁损增加,温度上升。谐波电流会改变电磁转距,产生振动力矩,使电动机发生周期性转速变动,影响输出效率,并发出噪声。
$ j( ^+ s' o) `! q4 K7 x2 x开关设备
- v0 i8 i3 S3 u$ u% l, O# O" b9C由于谐波电流使开关设备在起动瞬间产生很高的电流变化率,使暂态恢复峰值电压增大,破坏绝缘,还会引起开关跳脱、引起误动作。
0 _0 C% D1 @7 _- ?' B#k保护电器电流中含有的谐波会产生额外转距,改变电器动作特性,引起误动作,甚至改变其操作特性,或烧毁线圈。1 X/ _& s2 n"J
计量仪表
7 k" A5 Y4 ~- ?& Y1 `4 R(S计量仪表因为谐波会造成感应盘产生额外转矩,引起误差,降低精度,甚至烧毁线圈。
- f! K3 L; s, @; p) x1 x q% O电力电子设备5 | P/ g4 i'W$ D6 k. C' s
电力电子设备通常靠**电源零交叉原理或电压波形的形态来控制和操作,若电压有谐波成分时,零交叉移动、波形改变、以致造成许多误动作。;W4 O: g* O" D+ @' g
计算机和一些其它电子设备,通常要求总谐波电压畸变率(THD)小于5%,且个别谐波电压畸变率低于3%,较高的畸变量可导致控制设备误动作,进而造成生产或运行中断,导致较大的经济损失。(u( ?" { |$ g. t$ F
电力电缆
. j. x% f+ f4 ?# _9y高频谐波电流会在导体中引起集肤效应,产生额外温升增加铜耗。特别是零序的3次谐波电流在中性线中是相互叠加的,使供电系统中的中性线电流很大,有的中性线上的电流还会超过相电流,使中性线发热,加速绝缘层老化,甚至引起火灾。当中性线上有较大的谐波电流时,导线的阻抗能产生大的中性线电压降,干扰各种微电子系统的正常工作。
) I, ]% L( M f S2 N电力电容器/ F& r9 w3 i/ a9 {" G,P
高次谐波由于频率增大,电容器对高次谐波阻抗减小,因过电流而导致温度升高过热、甚至损坏电容器;电容器与系统中的感性负荷构成的并联或串联电路,还有可能发生谐波共振,放大谐波电流或电压加重谐波的危害。经由电容器组电容和电网电感形成的并联谐振回路,可被放大到10-15倍。8U7 \& @( J) p: Y- \5 Y& G# |/ r8 [1 P
三、 变频器高次谐波污染的解决途径1 e( R# z, ^) i$ k; R
高次谐波主要通过传导和感应耦合两种方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染。传导是指高次谐波按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载,对并联的电气设备产生干扰;感应耦合是指谐波在传导的过程中,与此电源线平行敷设的导线又会产生电磁耦合,形成感应干扰。$?- ?* n/ w3 N+ S' H
在实际工业生产中为消除变频器高次谐波对电气设备的干扰,主要从抑制干扰源、切断干扰对系统的耦合通道并且避免功率补偿电容器与系统谐振二个方面解决。+l# X) ?$ J* t
解决传导干扰主要是在电路中把传导的高频谐波电流滤掉或者隔离;8 T9 n; |, d:q
合理布置干扰源和被干扰线路的距离、走向,可避免或减少耦合产生。
4 C5 c! Q0 P! w- S# I6 K四、 实际工程抗干扰措施应用: j9 b5 v$G o/ T/ g3 \) h+ ~
随着工业生产技术的逐步提高,变频器使用范围的逐步加大,变频器高次谐波带来的确电磁干扰和污染问题也越来越突出,怎样处理好变频器系统的谐波干扰和污染问题也越为越突出,怎么样处理好变频器系统的谐波干扰污染成了变频器推广应用,特别是在对谐波污染要求高的场所的推广应用的关键。(D: f; L! s1 B+ c
隔离措施& f) J6 o4 z$ g/ O
9 r4 m8 r/ [& N! `/ y! G.O隔离技术是电磁兼容性中的重要技术之一。所谓干扰的隔离,是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。( d9u$ e4 N7 v
(1)、在变频器交流输入侧安装交流电抗器,增大整流阻抗使整流重叠角增大,减小高次谐波电流。
4 k' p1 @! i-P(2)、使所有的信号线很好地绝缘,使其不可能漏电,这样,防止由于接触引入干扰。
, X5 }$ C( [. ?" D0\(3)、将不同种类的信号线隔离铺设(在不同一电缆槽中,划用隔板隔开),可根据信号不同类型将其按抗噪声干扰的能力分成几等,单独走电缆或电缆槽。
% O" ?$ q3 Y' Q: \接地措施
; Z# Y. P/ Q3 u, Q0 x8k接地的作用有两类:一是保护人和设备不受损害(保护接地);二是抑制干扰(工作接地)。正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰,又能降低设备本身对外界的干扰。'S% G4 I' m. Q6 k
为了使变频控制系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度,必须为变频器设立可靠地工作接地。它分为电源地、信号地、模拟地(AG屏蔽地),在石化和其他防爆系统中还有本安地。&u; }6 \7 o! o" X" b' n* z
变频器的各种接地在没汇到接地汇流排前,彼此之间应保证绝缘,避免接地干扰。
2 ^) R8 y- o M* h0 h反谐振措施
: v: e7 F1 s( B* F7 E: L*G谐波对连接在功率因数电路中的电容器是非常危险的。电容器的电容与电网的电感形成了一个谐振电路,通常这个谐振电路的自谐振频率一般位于250和500Hz之间,即在5次和7次谐波范围内。当电网中存在的谐波频率与自谐振频率相近时,有可能使谐波电流放大到正常的20倍左右。受谐波影响的电网不能采用常规的电容器来做无功补偿。$m! X3 x! Z8 O! Y" ]" l9 t
当系统上存在谐波时,使用调谐滤波电容器组,是功率因数补偿的佳方法之一。由电容器和电抗器串联组成的非调谐滤波电容器组,可以在基波频率段补偿无功功率,解调谐振电路的自谐振频率。2 i5 j3 j; F8v, g) g- I/ @ K5 ^) T
调谐滤波电容器组,由数段电容器及调谐电抗器组合而成,每段形成串联共振回路,使共振频率低于极低之谐波频率。对含有5次以上谐波的系统,使用带6%电抗器的调谐式电容器组;对含有3次以上谐波的系统,使用带14%电抗器的调谐式电容器组。在基本波频率(50Hz)下,调谐滤波电容器组呈现电容性,以提供无功功率;而在谐波频率下,则呈现电感性,故与网络不会形成并联共振回路,亦即不会造成谐波放大。调谐滤波电容器组,可安全补偿无功功率,亦可消除低次谐波电流约30%。;k' f& ]. p/ \: ?; V
滤波技术9 h1 ]% M4 q7 [: L& N! p1 a
滤波器能有效地抑制谐波的传导干扰。在低压电网中,当谐波电流畸变率THD_I>10%,或谐波电压畸变率THD_V>3%时,可考虑安装谐波滤波器。对于不同的谐波源和电气设备,可考虑安装相应的滤波设备。
: h' `+ S" G% Z5 C- S* e) \7@当系统中的变频器是以三相六脉动全波整流为主时,根据公式谐波次数K=6N±1,谐波以5、7次为主,通常采用并联式5次和7次单调谐滤波器。
/ |% ^1 m* O# u! }7 a0^当系统中的变频器主要用于三相四线中的单相电路时,谐波以相序为零的3次谐波为主,应该安装并联式3次 谐波滤波器。$ N Y/ S6p- f9 f+ Y
当系统对抗干扰力要求较高、或系统中谐波含量较复杂时,为减少变频器高次谐波的污染,可在电源输入端并联有源滤波器。有源滤波器能有效虑除电网中2~50次谐波,反应时间小于1毫秒,是目前很有效的一种滤波技术
西门子SITOP电源模块6EP3334-8SB00-0AY0
插入了BOP20基本操作员面板的CU320-2 控制单元
用户友好的 AOP30 操作员面板是 SINAMICS G130 转换器的可选 I/O 设备。该操作员面板在SINAMICS G150 变频调速柜上作为标准部件安装在机柜门内。可以为 SINAMICS G130 变频器单独订购。
该面板具有以下功能特性:
带背光照明的 LCD 图形显示屏,可先是普通文字并通过条形图显示过程变量;
显示运行模式的 LED
用于对故障和报警的原因和补救措施进行说明的帮助功能;
驱动系统运行控制小键盘
通过远程/本地切换可选择输入点(优先级赋予操作员界面或客户终端模块/通信通道)。
数字键盘,用于设定点或参数输入
用于在菜单中浏览的功能键;
两级安全策略可防止发生事故或未经*而改变设定值。
利用键盘锁定可以停止通过操作员界面操作驱动器,使得只有参数值和过程变量可在操作界面显示。
密码的使用可防止未经*而修改变频器参数。
前面板防护等级为 IP55。
AOP30 通过 RS232 串口和 PPI 通信与 SINAMICS 驱动器通信。
例如,如果驱动系统仅通过 PROFIBUS 进行操作,则可以不使用 AOP30 操作员面板,机柜上无需任何本地显示。随后,AOP30可以简单地用于调试及获得诊断信息,此时要将其插到 CU320-2 控制单元的 RS232 接口上。
AOP30 的操作需要使用外部 24 V 电源(大功耗 200 mA)。其抽头可取自电源模块。
串行插入式电缆的分配
设计
AOP30 是一种具有图形显示屏和薄膜键盘的操作员面板。设备可安装在控制柜门中(厚度:2 mm - 4 mm)。
特点:
显示屏带有绿色背景灯,分辨率:240 x 64 像素
26 键薄膜键盘
用于 24 V 电源的连接
连接 CU320-2 的 RS232 接口
带内部电池备份供电的时间和日期记忆
4 个 LED 用于指示驱动系统的工作状态:
RUN 绿色
ALARM 黄色
FAULT 红色
本地/远程绿色
功能
操作面板上显示当前工作状态、设定点及实际值、参数、指标、故障及报警。
CU320 控制单元的 CompactFlash卡上存储有英语、法语、德语、意大利语、西班牙语和中文等操作员面板语言。所需语言必须在调试前下载至AOP30。除了这些标准的面板语言之外