西門子430變頻器6SE6430-2UD33-7EB0

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德國西門子（SIEMENS）公司生產的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網絡通信能力，功能更強，可靠性高。S7系列PLC產品可分為微型PLC（如S7-200），小規模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等

SIEMENS上海翰粵自動化系統有限公司

SIEMENS西門子

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：瞿曉明（）

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24銷售技術：

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：132-4375-156

低壓通用變頻輸出電壓為380～650V，輸出功率為0.75～400kW，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經歷了以下四代。

*代

1U/f=C的正弦脈寬調制(SPWM)控制方式：

其特點是控制電路結構簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調速要求，已在產業的各個領域得到廣泛應用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出zui大轉矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態轉矩能力和靜態調速性能都還不盡如人意，且系統性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉矩響應慢、電機轉矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區效應的存在而性能下降，穩定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調速。

第二代西門子430變頻器6SE6430-2UD33-7EB0

電壓空間矢量(SVPWM)控制方式：

它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目的，一次生成三相調制波形，以內切多邊形逼近圓的方式進行控制的。經實踐使用后又有所改進，即引入頻率補償，能消除速度控制的誤差；通過反饋估算磁鏈幅值，消除低速時定子電阻的影響；將輸出電壓、電流閉環，以提高動態的精度和穩定度。但控制電路環節較多，且沒有引入轉矩的調節，所以系統性能沒有得到*。

第三代

矢量控制(VC)方式：

矢量控制變頻調速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉子磁場定向旋轉變換，等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Im1、It1(Im1相當于直流電動機的勵磁電流；It1相當于與轉矩成正比的電樞電流)，然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經過相應的坐標反變換，實現對異步電動機的控制。其實質是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量，經坐標變換，實現正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應用中，由于轉子磁鏈難以準確觀測，系統特性受電動機參數的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較復雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結果。

第四代

直接轉矩控制(DTC)方式：

1985年，德國魯爾大學的DePenbrock教授提出了直接轉矩控制變頻技術。該技術在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統結構、優良的動靜態性能得到了迅速發展。該技術已成功地應用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。 直接轉矩控制直接在定子坐標系下分析交流電動機的數學模型，控制電動機的磁鏈和轉矩。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉變換中的許多復雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數學模型。

矩陣式交—交控制方式：

VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能電容，再生能量又不能反饋回電網，即不能進行四象限運行。為此，矩陣式交—交變頻應運而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環節，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現功率因數為l，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統的功率密度大。該技術雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學者深入研究。其實質不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉矩直接作為被控制量來實現的。具體方法是：

1、控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現無速度傳感器方式；

2、自動識別(ID)依靠精確的電機數學模型，對電機參數自動識別；

3、算出實際值對應定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉矩、定子磁鏈、轉子速度進行實時控制；

4、實現Band—Band控制按磁鏈和轉矩的Band—Band控制產生PWM信號，對逆變器開關狀態進行控制。

矩陣式交—交變頻具有快速的轉矩響應(<2ms)，很高的速度精度(±2%，無PG反饋)，高轉矩精度(<+3%)；同時還具有較高的起動轉矩及高轉矩精度，尤其在低速時(包括0速度時)，可輸出150%～200%轉矩。

VVC的控制原理：

VVC的控制原理是將矢量調制的原理應用于固定電壓源PWM逆變器。這一控制建立在一個改善了的電機模型上，該電機模型較好的對負載和轉差進行了補償。

因為有功和無功電流成分對于控制系統來說都是很重要的，控制電壓矢量的角度可顯著的改善0-12HZ范圍內的動態性能，而在標準的PWM U/F驅動中0-10HZ范圍一般都存在著問題。

利用SFAVM或60°AVM原理來計算逆變器的開關模式，可使氣隙轉矩的脈動很?。ㄅc使用同步PWM的變頻器相比）

MICROMASTER 430

變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。

我們使用的電源分為交流電源和直流電源，一般的直流電源大多是由交流電源通過變壓器變壓，整流濾波后得到的。交流電源在人們使用電源中占總使用電源的95%左右。

無論是用于家庭還是用于工廠，單相交流電源和三相交流電源，其電壓和頻率均按各國的規定有一定的標準，如我國大陸規定，直接用戶單相交流電壓為220V，三相交流電線電壓為380V，頻率為50Hz，其它國家的電源電壓和頻率可能與我國的電壓和頻率不同，如有單相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，標準的電壓和頻率的交流供電電源叫工頻交流電。

通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。

為了產生可變的電壓和頻率，該設備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC），這個過程叫整流。

一般逆變器是把直流電源逆變為一定頻率和一定電壓的逆變電源。對于逆變電源頻率和電壓可調的逆變器我們稱為變頻器。

變頻器輸出的波形是模擬正弦波，主要是用在三相異步電動機調速用，又叫變頻調速器。

對于主要用在儀器儀表的檢測設備中的波形要求較高的可變頻率逆變器，要對波形進行整理，可以輸出標準的正弦波，叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價格的15--20倍。

變頻器也可用于家電產品。使用變頻器的家電產品中，不僅有電機（例如空調等），還有熒光燈等產品。

用于電機控制的變頻器，既可以改變電壓，又可以改變頻率。但用于熒光燈的變頻器主要用于調節電源供電的頻率。

變頻器的工作原理被廣泛應用于各個領域。例如計算機電源的供電，在該項應用中，變頻器用于抑制反向電壓、頻率的波動及電源的瞬間斷電。

變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再將直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。

變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成的。

變頻器元件

編輯

整流電路西門子430變頻器6SE6430-2UD31-8DB0

由VD1-VD6六個整流二極管組成不可控全波整流橋。對于380V的額定電源，一般二極管反向耐壓值應選1200V，二極管的正向電流為電機額定電流的1.414-2倍。

電容C1

吸收電容,整流電路輸出是脈動的直流電壓，必須加以濾波，

變壓器

一種常見的電氣設備，可用來把某種數值的交變電壓變換為同頻率的另一數值的交變電壓，也可以改變交流電的數值及變換阻抗或改變相位。

壓敏電阻

有三個作用：一、過電壓保護；二、耐雷擊要求；三、安規測試需要.

熱敏電阻：過熱保護

霍爾元件

安裝在UVW的其中二相,用于檢測輸出電流值。選用時額定電流約為電機額定電流的2倍左右。

充電電阻

作用是防止開機上電瞬間電容對地短路，燒壞儲能電容開機前電容二端的電壓為 0V；所以在上電（開機）的瞬間電容對地為短路狀態。如果不加充電電阻在整流橋與電解電容之間，則相當于380V電源直接對地短路，瞬間整流橋通過無窮大的電流導致整流橋炸掉。一般而言變頻器的功率越大，充電電阻越小。充電電阻的選擇范圍一般為：10-300Ω。

儲能電容西門子430變頻器6SE6430-2UD31-8DB0

又叫電解電容，在充電電路中主要作用為儲能和濾波。PN端的電壓工作范圍一般在 430VDC～700VDC 之間，而一般的高壓電容都在 400VDC左右，為了滿足耐壓需要就必須是二個400VDC的電容串起來作800VDC。容量選擇≥60uf/A

均壓電阻：防止由于儲能電容電壓的不均燒壞儲能電容；因為二個電解電容不可能做成**，這樣每個電容上所承受的電壓就可能不同，承受電壓高的發熱嚴重（電容里面有等效串聯電阻）或超過耐壓值而損壞。

C2電容

吸收電容,主要作用為吸收IGBT的過流與過壓能量。

電源板

開關電源電路向操作面板、主控板、驅動電路、檢測電路及風扇等提供低壓電源，開關電源提供的低壓電源有：±5V、±15V 、±24V向CPU其附屬電路、控制電路、顯示面板等提供電源。

驅動板

主要是將CPU生成的PWM脈沖經驅動電路產生符合要求的驅動信號激勵IGBT輸出電壓。

控制板

也叫CPU板，相當人的大腦，處理各種信號以及控制程序等部分

元器件如圖：

變頻器基礎原理

編輯

控制方式

1: VVVF 是 Variable Voltage and Variable Frequency 的縮寫，意為改變電壓和改變頻率，也就是人們所說的變壓變頻。

2: CVCF 是 Constant Voltage and Constant Frequency 的縮寫，意為恒電壓、恒頻率，也就是人們所說的恒壓恒頻。

VVC的控制原理

在VVC中，控制電路用一個數學模型來計算電機負載變化時的電機勵磁，并對負載加以補償。

此外集成于ASIC電路上的同步60°PWM方法決定了逆變器半導體器件（IGBTS）的開關時間。

決定開關時間要遵循以下原則：

數值上zui大的一相在1/6個周期（60°）內保持它的正電位或負電位不變。

380-480V 3相輸入電壓 無 EMC 濾波器

序號 訂貨號 功率 額定輸入電流 額定輸出電流

kW hp A A

1 MM430-750/3 6SE6430-2UD27-5CA0 7.5 10 16 19

2 MM430-1100/3 6SE6430-2UD31-1CA0 11 15 22.5 26

3 MM430-1500/3 6SE6430-2UD31-5CA0 15 20 30.5 32

4 MM430-1850/3 6SE6430-2UD31-8DB0 18.5 25 37.2 38

5 MM430-2200/3 6SE6430-2UD32-2DB0 22 30 43.3 45

6 MM430-3000/3 6SE6430-2UD33-0DB0 30 40 59.3 62

7 MM430-3700/3 6SE6430-2UD33-7EB0 37 50 71.7 75

8 MM430-4500/3 6SE6430-2UD34-5EB0 45 60 86.6 90

9 MM430-5500/3 6SE6430-2UD35-5FB0 55 75 103.6 110

10 MM430-7500/3 6SE6430-2UD37-5FB0 75 100 138.5 145

11 MM430-9000/3 6SE6430-2UD38-8FB0 90 120 168.5 178

12 MM430-110K/3 6SE6430-2UD41-1FB0 110 150 204.5 205

13 MM430-132K/3 6SE6430-2UD41-3FB0 132 200 244.5 250

14 MM430-160K/3 6SE6430-2UD41-6GB0 160 250 296.4 302

15 MM430-200K/3 6SE6430-2UD42-0GB0 200 300 354 370

16 MM430-250K/3 6SE6430-2UD42-5GB0 250 350 442 477

選件西門子430變頻器6SE6430-2UD31-1CA0

17 　 6SE6400-0BE00-0AA0 BOP-2 　 　 　

18 　 6SE6400-1PB00-0AA0 PROFIBUS模板 　 　

19 　 6SE6400-0PM00-0AA0 柜門安裝組合件 　 　 　

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西門子MicroMaster430全新一代節能型標準變頻器 西門子MM430變頻器 *

西門子DP電纜 型號6XV1830-0EH10

西門子MicroMaster430全新一代節能型標準變頻器

風機和泵類變轉矩控制專家

西門子430變頻器6SE6430-2UD31-1CA0

MicroMaster430是全新一代標準變頻器中的風機和泵類變轉矩負載專家。功率范圍7.5kW至250kW。它按照要求設計，并使用內部功能互聯（BiCo）技術，具有高度可靠性和靈活性。控制軟件可以實現功能：多泵切換、手動/自動切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測、節能運行方式等。

1.主要特征：

380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW；

風機和泵類變轉矩負載；

牢固的EMC（電磁兼容性）設計；

控制信號的快速響應；

2.控制功能：

線性v/f控制，并帶有增強電機動態響應和控制特性的磁通電流控制（FCC），多點v/f控制；

內置PID控制器；

快速電流限制，防止運行中不應有的跳閘；

數字量輸入6個，模擬量輸入2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個；

具有15個固定頻率，4個跳轉頻率，可編程；

采用BiCo技術，實現I/O端口自由連接；

集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊；

靈活的斜坡函數發生器，可選平滑功能；

三組參數切換功能：電機數據切換，命令數據切換；

風機和泵類功能：

多泵切換

旁路功能

手動/自動切換

斷帶及缺水檢測

節能方式

3.保護功能：

過載能力為140％額定負載電流，持續時間3秒和110％額定負載電流，持續時間60秒;

過電壓、欠電壓保護；

變頻器過溫保護；

接地故障保護，短路保護；

I2t電動機過熱保護；

PTC/KTY電機保護。