MR440通用变频器面板控制机床异步电动机正反转识读实例

1.西门子MICROMASTER440通用变频器操作方法认知

西门子MICROMASTER440变频器的操作面板有两种，即BOP（基本操作板）和AOP（高级操作板），如图6-49所示。其中AOP可以显示说明文本，因而可以简化操作人员的操作控制、故障诊断以及调试过程。

图6-49 BOP和AOP

操作板（BOP/AOP）上的按键及其功能说明见表6-23。

表6-23 操作板（BOP/AOP）上的按键及其功能说明

（续）

合上变频器电源开关，在系统默认方式下，可以完成以下控制：

（1）利用操作板更改参数P0004的数值和P0719下标参数的数值

1）修改参数P0004的步骤见表6-24，修改参数P0719下标参数的数值见表6-27，按照表中说明的类似方法可以用BOP更改任何一个参数。

表6-24 修改参数P0004的数值

表6-25 修改参数P0719下标参数的数值

2）变频器基本参数设定调试。变频器在采用闭环矢量控制和U/f控制的情况下，必须进行适当的参数设置，同时执行电动机技术数据的自动检测子程序。

3）在开始进行调试之前，先准备以下技术数据的详细资料：

①电源电压的频率。

②电动机的额定铭牌数据。

③命令/设定值信号源。

④最小/最大频率或斜坡上升/斜坡下降时间。

⑤闭环控制方式。

（2）用BOP或AOP对变频器进行表6-26所示参数设定。

表6-26 用BOP或AOP对变频器进行以下参数设定

（续）

（续）

（续）

（续）

（3）利用参数P0340，对控制数据/电动机数据进行自动检测（见表6-27）内部的电动机数据/控制数据，是利用参数P0340进行计算或者间接地利用参数P3900或参数P1910进行计算的。例如，如果等值电路图的数据，或转动惯量的数值是已知的，就可以利用参数P0340的功能计算内部的电动机数据/控制数据。

表6-27 电动机数据的自动检测步骤

说明：

在全部参数化（P0340=1）的情况下，除了电动机/控制参数以外，也对属于电动机额定数据的各个参数进行配置（例如转矩限制值和接口信号的基准量）。进行P3900＞0的快速调试时，变频器内部设定P0340为1（全部参数化），在进行电动机技术数据自动检测时，检测完成以后，变频器内部自动设定P0340为3。

（4）变频器恢复出厂时的设定值操作步骤见表6-28。

表6-28 恢复出厂时的设定值操作步骤

2.MR440通用变频器面板方式控制机床异步电动机正反转识读

（1）西门子MICROMASTER440变频器的接线原理图如图6-50所示。电源可采用单相或三相接线。

图6-50 变频器接线原理图

（2）变频器控制线路原理图如图6-51所示。

（3）需要准备的知识

1）频率设定值（P1000）

默认值：端子3/4（AIN+/AIN-，0…10V相当于0…50/60Hz）

2）命令源（P0700）

图6-51 变频器控制线路原理图

①电动机启动

默认值：端子5（DIN1，高电平）

其他设定值：参看P0700～P0708

斜坡时间和斜坡平滑曲线功能也关系到电动机如何启动和停车

参数P1120、P1121、P1130和P1134

②电动机停车

默认值：

OFF1端子5（DIN1，低电平）

OFF2用BOP/AOP上的OFF（停车）按键控制时，按下OFF按键（持续2s）或按两次OFF（停车）按钮即可（使用默认设定值时，没有BOP/AOP，因而不能使用这一方式）。

③电动机反向

默认值：端子6（DIN2，高电平）

其他设定值：参看P0700～P0708

OFF3在默认设置的情况下无效

其他设定值：参看P0700～P0708

④停车和制动功能

OFF1

这一命令使变频器按照选定的斜坡下降速率减速并停止转动。修改斜坡下降时间的参数P1121。

提示：

ON命令和后继的OFF1命令必须来自同一信号源。

如果“ON/OFF1”的数宇输入命令不只是由一个端子输入，那么，只有最后一个设定的数宇输入，例如DIN3才是有效的。

OFF2

这一命令使电动机依惯性滑行，最后停车（脉冲被封锁）。

提示：

OFF2命令可以有一个或几个信号源。OFF2命令以默认方式设置到BOP/AOP。即使参数P0700～P0708之一定义了其他信号源，这一信号源依然存在。

OFF3

OFF3命令使电动机快速地减速停车。

在设置了OFF3的情况下，为了启动电动机，二进制输入端必须闭合（高电平）。如果OFF3为高电平，电动机才能启动并用OFF1或OFF2方式停车。

如果OFF3为低电平，电动机是不能启动的。

斜坡下降时间：参看P1135

提示：

OFF3可以同时具有直流制动、复合制动功能。

⑤直流注入制动

直流注入制动可以与OFF1和OFF3同时使用。向电动机注入直流电流时，电动机将快速停止，并在制动作用结束之前一直保持电动机轴静止不动。

“使能”直流注入制动：参看P0701～P0708

设定直流制动的持续时间：参看P1233

设定直流制动电流：参看P1232

设定直流制动开始时的频率：参看P1234

提示：

如果没有数宇输入端设定为直流注入制动，而且P1233=0，那么，直流制动将在每个OFF1命令之后起作用，制动作用的持续时间在P1233中设定。

⑥复合制动

复合制动可以与OFF1和OFF3命令同时使用。为了进行复合制动，应在交流电流中加入一个直流分量。

设定制动电流：参看P1236

3）控制方式（P1300）

MICROMASTER440变频器有多种运行控制方式，即运行中电动机的速度与变频器的输出电压之间可以有多种不同的控制关系。各种控制方式的简要情况如下所述：

①线性U/f控制，P1300=0

可用于可变转矩和恒定转矩的负载，例如带式运输机和正排量泵类。

②带磁通电流控制（FCC）的线性U/f控制，P1300=1

这一控制方式可用于提高电动机的效率和改善其动态响应特性。

③抛物线U/f控制，P1300=2

这一方式可用于可变转矩负载，例如风机和水泵。

④多点U/f控制，P1300=3(https://www.xing528.com)

有关这种运行方式更详细的资料请参看MM440“参考手册”。

⑤纺织机械的U/f控制，P1300=5

没有滑差补偿或谐振阻尼。电流最大值I_max控制器从属于电压而不是频率。

⑥用于纺织机械的带FCC功能的U/f控制，P1300=6

⑦带独立电压设定值的U/f控制，P1300=19

电压设定值可以由参数P1330给定，而与斜坡函数发生器（RFG）的输出频率无关。

⑧无传感器矢量控制，P1300=20

这一控制方式的特点是用固有的滑差补偿对电动机的速度进行控制。用这一控制方式时，可以得到大的转矩，改善瞬态响应特性，具有优良的速度稳定性，而且在低频时可以提高电动机的转矩。可以从矢量控制变为转矩控制（参看P1501）。

⑨带编码器反馈的速度控制，P1300=21

带速度编码器反馈的磁场定向控制可以实现：提高速度控制的精度，改善速度控制的动态响应特性，改善低速时的控制特性。

⑩无传感器的矢量转矩控制，P1300=22

这一控制方式的特点是变频器可以控制电动机的转矩。当负载要求恒定转矩时，可以给出一个转矩给定值，而变频器将改变向电动机输出的电流，使转矩维持在设定的数值。

（11）带编码器反馈的转矩控制，P1300=23

带编码器反馈的转矩控制可以提高转矩控制的精度，改善转矩控制的动态响应特性。

4）用于定义变频器通过哪个接口接收设定值或上电/断电的命令参数有P0700、P1000、P0719。

参数P0700和P1000具有以下的默认设置值：

P0700=2（端子板）

P1000=2（模拟设定值）

具体设置见表6-29～表6-31。

表6-29 选择命令信号源参数：P0700

表6-30 选择设定值信号源参数：P1000

（续）

表6-31 命令/频率设定值的选择（P0719）

注：BICO功能（英语Binector Connector Technology的缩写）：可以在标准的变频器参数化模式下任意地互连各个过程数据。

（4）按控制原理图进行外部连线，变频器的动力引出线和电动机线直接引到相应的端子上（见图6-52），并确认相应的线号。根据电气原理图反复核对装配好的电路。经审查、同意后，站在电工橡胶绝缘垫上才能通电调试，确保人身安全，防止事故尤其是重大事故发生。

1）通过BOP操作面板完成以下控制：

图6-52 变频器动力引线和电机线的端子

①合上变频器电源。

②通过BOP操作面板，设定电动机的额定参数（快速设定）。

③设定电动机开环下的控制参数。

a）运行转速，1000r/min。

b）斜坡加速时间15s；斜坡减速时间15s。

2）面板操作控制

①通过面板操作按键，让电动机运行、停止、电动、正转、反转。

②查看电动机运行时的频率、转速、电流、电压、转矩。

完成以上步骤后，将变频器的设定参数恢复到出厂值。

3）BOP控制提示

①选择命令信号源P0700=1。

②选择设定值信号源P1000=0、3。

③命令/频率设定值的选择P0719=10、11、12。

3.MR440通用变频器外部给定控制

（1）原理及接线

1）变频器系统结构框图如图6-53所示。

2）控制端子列表见表6-32。

3）MICROMASTER440变频器的控制端子接线图如图6-54、图6-55所示。

（2）所需知识

1）数宇（开关量）输入（DIN1-DIN6）数学模型如图6-56所示，对应的P参数见表6-33。

例如，要求由数宇输入端DIN1接入ON/OFF1命令。

P0700=2 使能由端子板的端子（数宇输入）进行控制

P0701=1 由数宇输入1（DIN1）接入ON/OFF1命令

P0724=xx

2）模拟输入（ADC）数学模型如图6-57所示，对应的参数见表6-34。

图6-53 MICROMASTER440变频器的原理结构框图

表6-32 MICROMASTER440变频器控制端子列表

图6-54 控制端子接线图

图6-55 控制端子实际位置接线图

图6-56 数宇（开关量）输入（DIN）模型图

表6-33 P0701～P0706参数

（续）

图6-57 模拟输入（ADC）数学模型

表6-34 模拟输入（ADC）参数

其中，P0756的设置（模拟输入的类型）必须与I/O板上的开关DIP1（12）的设置相匹配，双极性电压输入只适用于模拟输入1（ADC1），见表6-35，端子接线图如图6-58所示。

图6-58 模拟输入（ADC）端子接线图

4.控制内容及步骤

（1）接线按照控制电路图接线，确认连接可靠，合上电源开关Q1，并确认变频器显示正常。

旋转电位器，用万用表测量3-4端子间电压为0V，确认开关S1（5号端子）位于打开位置。

表6-35 P0756可以使用的设置值

（2）电动机数据的自动检测为了实现变频器与电动机的最佳匹配，应该计算等效电路的数据和电动机的磁化特性。

1）设定参数P1910=1，自动检测电动机的数据和变频器的特性，并改写以下参数的数值：

①P0350：定子电阻

②P0354：转子电阻

③P0356：定子漏抗

④P0358：转子漏抗

⑤P0360：主电抗

⑥P1825：IGBT的通态电压

⑦P1828：触发控制单元联锁时间补偿（门控死区）

电动机的磁化特性是通过运行电动机数据自动检测程序得到的，如果要求电动机-变频器系统在弱磁区运行，特别是要求采用矢量控制，就必须得到磁化特性，有了磁化特性以后，变频器可以更精确地计算在弱磁区的电流，并由此得到精度更高的转矩计数值。

2）设定参数P1910=3，自动检测饱和曲线，并改写以下参数的数值：

①P0362～P0365：磁化曲线的磁通1～4

②P0366～P0369：磁化曲线的磁化电流1～4

（3）变频器运行与测试通过BOP操作面板，将变频器的设定参数恢复到出厂值。此时，s1为电动机运行/停止控制键，s2为正转/反转控制键，s3为故障复位键。

1）启动变频器。当电位器的输出电压为零时，电动机不运转。旋动电位器，输出电压增加，电动机运行。

2）用万用表测量3-4端子间电压，当输出电压为5V时，检查变频器的输出频率（从面板显示）。

3）改变电位器输出电压，观察变频器输出频率，做好记录。注意电位器输出电压不要超过10V。

完成以上步骤后，读出P0700、P1000、P0719、P0700～P0756的值。

4）设定斜坡加速时间15s；斜坡减速时间15s；速度由ADC1设定。s1为故障复位键，s2为电动机运行/停止控制键，s3为正转/反转控制键。启动变频器，重复上述操作过程。

（4）控制提示修改P0700、P1000、P0719、P0700～P0756的值。