西门子变频器在机械加工设备运用及维修

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近十多年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透，变频器已经广泛应用于交流电动机的速度控制，一拖（洛阳）动力机械有限公司有大量变频器在使用，以西门子MM440系列的变频器数量居多，主要集中在机加工制造和检测设备上。

1应用

MM440变频器的数字输入5、6、7、8、16、17端，为用户提供了6个完全可编程的数字输入端，用户可根据需要设置每个端口的功能。从P0701～P0706为数字输入1功能至数字输入6功能，每一个数字输入功能设置参数值范围均从0～99，工厂默认值为1。下面结合公司的设备，将西门子MM440系列变频器的设置和接线方法作如下叙述。

1.1镗床镗头的控制

镗头的控制较为复杂，不仅需要实现不同的加工旋转速度，以适应不同加工表面的粗糙度的需要，而且要结合机床电气控制系统，实现镗刀的准确定位，以保证刀具的安全。现以西门子MM440系列变频器的设置和接线方法为例，予以说明。参数设置如表1（未列参数按出厂值），接线如图1。如图1所示，当KA1接通时，变频器数字输入端5“ON”接通正转使能；当KA2接通时，变频器将按P1120所设置的3s斜坡上升时间，P1005所设置的40Hz频率正向驱动镗头电机旋转；当KA2断开，KA3接通时，变频器将按P1006所设置的66Hz频率驱动镗头旋转进行工件加工。如果需要镗头在初始位置准确定位，只需将原位开关量所对应的固定频率降低（具体参数需要调试试验）即可。这样经过开关量的通、断，就可以满足镗头在不同加工位置的工艺要求。

1.2珩磨机的珩磨头旋转控制

珩磨机使用MM440变频器的主要目的，是为了达到珩磨头在加工中不同转速的工艺要求。但是与镗床不同的是，电气控制系统除了对珩磨头实现有级调速，还要根据加工节拍实现无级调速，实现从0Hz到设定最高频率之间的任意调速。参数设定如表2（未列参数按出厂值），接线如图2。在表2中通过设置P0702的参数值，使数字输入6端口具有了参数转化功能。如图2所示：当KA0在电气系统控制下接通时，频率设定由固有频率转化为外接电位器R控制，实现无级调速。MM440变频器的1、2输出端，为转速调节电位器R提供了+10V高精度直流稳压电源，确保了交流调速系统的控制精度。当KA0断开、KA1接通时，变频器数字输入端5为“ON”接通正转使能；当KA2接通时，变频器将按P1004所设置26.1Hz频率驱动珩磨头低速旋转；当KA2断开、KA3接通时，变频器将按P1005所设置的30.4Hz频率驱动珩磨头中速旋转；当KA3断开、KA4接通时，变频器将按P1006所设置的34.7Hz频率驱动珩磨头高速旋转。

1.3注意事项

（1）在安装的过程中，严格遵循EMC规范，强弱电必须分开布线，并采用屏蔽线。

（2）接地必须可靠，屏蔽线的屏蔽层必须完好并可靠接地。

（3）变频器在选择规格时，应本着与电机功率相匹配的原则，而且电机的工作电流必须小于变频器的额定电流。

2故障与维修

一般来说，当遇到一台有故障的变频器时，在上电之前，首先要闻一下有无烧糊的气味，并用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧坏，查看线路板上有没有明显烧损的痕迹。具体方法是：用万用表（最好是用模拟表）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5～10kΩ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5～10kΩ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，如果以上测量结果正常，则表明模块基本没问题，可以上电观察。将遇到的故障现象总结如下：

（1）上电后面板无显示，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。

（2）有时显示[F0022，F0001，A0501]并且不稳定，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。

（3）上电后显示[-----]，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，我们分析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。如果手头有拆下的旧备件，可以换上一试，有可能就解决了问题。

（4）变频器无报警，显示正常。但正转信号和频率选择信号加到数字输入端子后，变频器不投入运行。查外围线路，发现电机侧屏蔽线屏蔽层接地不良，紧固后，问题解决。

3结束语

西门子MM440系列变频器功能全面，设置和接线简单方便，适合在机械加工行业应用。但在使用过程中，必须遵循一些原则和规律，以防出现不必要的故障和损坏。在日常维修中，如果大的元器件如IGBT功率模块等出了问题，往往没有合适的备件，最好送专业的维修机构修理。一些低端的简单元器件问题和装配、外围接线问题引发的故障，则不难解决，而且费用不高，可以自行修理。