绍兴西门子模块6ES7331-7KF02-0AB0

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变频器通讯电路是什么?
想到通讯电路，自然会想到RS485、RS422等通讯模式和电路形式。作为硬件维修者更关注后者。而一些设备如变频器或伺服器等，用于旋转变压器或编码器的信号传输，即PG卡板或编码器接口电路也用到类似器件，那么该类器件到底是何东东?如果脱离了上位机或脱离了编码器等信号源，还能检测其好坏吗?一、器件功能 先让具体的芯片电路说话。见图1~图3电路。 图1 RS485、RS422收发器芯片 图2 AM26LV32C芯片引脚及内部原理框图 图3 AM26LS31C芯片引脚及内部原理框图图1为半工/RS485、全双工/RS422通讯电路，均内含接收器(或称驱动器)和接收器两组电路，不同者，是MAX485的两组电路为适应半双工要求，带使能控制端。二、器件定义驱动器，把一路串行脉冲变为两路差分信号;接收器，将两路差分信号变为一路串行脉冲。因而该类器件的作用，用一句话来概括：即串行脉冲和差分信号的双向转换器。此为何也?这是基于差分信号的传输模式对共模干扰的巨大威力而考量的，一而二二而一的费尽周折的转换，不外乎是为了提高传输信号(线路)的抗干扰能力，否则一对一直接传输也就完了。1、驱动器我们暂且可将“使能”控制忽略掉，驱动器可简化为图4电路。 图4 驱动器原理简化和检修等效电路1)输入、输出信号的关系见图4的a电路，为一进二出模式。2)电路传输的是数字信号，即0和1，若为+5V供电，电路的静态或即时电平，非5V即0V。而两个输出端，必然呈现反相的关系。到了b等效电路这一步，对电路的检测和好坏判断，几乎不用我再说了。2、接收器仍然可将“使能”控制忽略掉，接收器可简化为图5电路。 图5 接收器原理简化和检修等效电路1)输入、输出信号的关系见图5的a电路，为二进一出模式。2)电路传输的是数字信号，即0和1，若为+5V供电，电路的静态或即时电平，非5V即0V。
虽然为差分模式，但不宜用模拟电路的差分放大器来等效了——因为传输的仍为数字电平信号。这里我只能用异或门电路来勉为等效了——其弃同认异的风格，恰恰也符合了电路信号处理的规则。当然，找到了等效电路，如何检测，我也不用废话了。三、检修实例 图6 编码器信号传输电路上图为交流伺服驱动器的一个电路实例，发生相关编码器信号不良的故障时，势必要对该电路进行检测与判断。常规检修方法是须在接入电机与编码器的闭环模式下进行检查，通常还要用代换法先掉排除掉编码器本身的故障原因。而独立检修该电路，一无须闭环(接入编码器和电机)控制，二无须脉冲发生器给出脉冲信号，手头只需备一台直流可调稳压电源，已经是信号发生器了(任何信号传输电路，均可以给出直流电压信号进行检修，此为后话)。检修步骤：1、静态判断测U31的5、11、13脚输出端，均为3.3V，测U42的2、3脚等输出端，符合2(1)3(0)的电平状态，可判断电路静态正常;2、动态测量1)将J19端子的4、5、6短接为线A;将12、13、14短接为线B。调整稳压电压输出为5V(可限流10mA)。2)线A接信号5V正端，线B接信号5V负端，此时测U31的5、11、13脚输出端，俱为低电平(约0.5V)，判断U31工作正常;测测U42的2、3脚等输出端，变为2(0)3(1)的电平状态，可判断U42正常。转换线A、线B的信号极性，电路维持静态值不变。至此，对图6编码器信号传输电路的检修，已告结束。真的就是这么简单，也许事情本来应该就这么简单。往往是人们把它想复杂了搞得复杂了。我只想把电路原本该有的简单与确定的检修模式找出来，以简易的方法完成准确的判断。如果电路的使能端在禁止状态，我们则可以将其暂时“强制为工作态”进行检修。

变频器的容量直接关系到变频调速系统的运行可靠性，因此，合理的容量将保证的投资。变频器的容量选择在实际操作中存在很多误区，这里给出了三种基本的容量选择方法，它们之间互为补充。
1、从电流的角度
大多数变频器容量可从三个角度表述：额定电流、可用电动机功率和额定容量。其中后两项，变频器生产厂家由本国或本公司生产的标准电动机给出，或随变频器输出电压而降低，都很难确切表达变频器的能力。
选择变频器时，只有变频器的额定电流是一个反映半导体变频装置负载能力的关键量。负载电流不**过变频器额定电流是选择变频器容量的基本原则。需要着重指出的是，确定变频器容量前应仔细了解设备的工艺情况及电动机参数，例如潜水电泵、绕线转子电动机的额定电流要大于普通笼形异步电动机额定电流，冶金工业常用的辊道用电动机不仅额定电流大很多，同时它允许短时处于堵转工作状态，且辊道传动大多是多电动机传动。应保证在无故障状态下负载总电流均不允许**过变频器的额定电流。
2、从效率的角度
系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积，只有两者都处在较高的效率下工作时，则系统效率才较高。从效率角度出发，在选用变频器功率时，要注意以下几点：
（1）变频器功率值与电动机功率值相当时合适，以利变频器在高的效率值下运转。
（2）在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时，则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率，但应略大于电动机的功率。
（3）当电动机属频繁起动、制动工作或处于重载起动且较频繁工作时，可选取大一级的变频器，以利用变频器长期、安全地运行。
（4）经测试，电动机实际功率确实有富余，可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器，但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。
（5）当变频器与电动机功率不相同时，则必须相应调整节能程序的设置，以利达到较高的节能效果。
3、从计算功率的角度
对于连续运转的变频器必须同时满足以下3个计算公式：
(1)满足负载输出：Pcn≥Pm／η
(2)满足电动机容量：Pcn≥√3KUeIe cosφ ×10-3
(3)满足电动机电流：Icn≥KIe

变频器的参数设定在调试过程中是十分重要：
变频器的参数设置变频器的参数设定在调试过程中是十分重要的。由于参数设定不当，不能满足生产的需要，导致起动、制动的失败，或工作时常跳闸，严重时会烧毁功率模块IGBT或整流桥等器件。变频器的品种不同，参数量亦不同 一般单一功能控制的变频器约50～60个参数值，多功能控制的变频器有200个以上的参数。但不论参数多或少，在调试中是否要把全部的参数重新调正呢?不是的，大多数可不变动，只要按出厂值就可，只要把使用时原出厂值不合适的予以重新设定就可，例如外部端子操作、模拟量操作、基底频率、频率、上限频率、下限频率、启动时间、制动时间(及方式)、热电子保护、过流保护、载波频率、失速保护和过压保护等是必须要调正的。当运转不合适时，再调整其他参数。现场调试常见的几个问题处理起动时间设定原则是宜短不宜长，具体值见下述。过电流整定值OC过小，适当，可加至150%。经验值1.5～2s/kW，小功率取大些;大于30kW，取>2s/kW。按下起动键*RUN，电动机堵转。说明负载转矩过大，起动力矩太小(设法提高)。这时要立即按STOP停车，否则时间一长，电动机要烧毁的。因电机不转是堵转状态，反电热E=0，这时，交流阻抗值Z=0，只有直流电阻很小，那么，电流很大是很危险的，就要跳闸OC动作。制动时间设定原则是宜长不宜短，易产生过压跳闸OE。对水泵风机以自由制动为宜，实行快速强力制动易产生严重“水锤”效应。起动频率设定对加速起动有利，尤以轻载时更适用，对重载负荷起动频率值大，造成起动电流加大，在低频段更易跳过电流OC，一般起动频率从0开始合适。起动转矩设定对加速起动有利，尤以轻载时更适用，对重载负荷起动转矩值大，造成起动电流加大，在低频段更易跳过电流OC，一般起动转矩从0开始合适。基底频率设定基底频率标准是50Hz时380V，即V/F=380/50=7.6。但因重载负荷(如挤出机，洗衣机，甩干机，混炼机，搅拌机，脱水机等)往往起动不了，而调其他参数往往无济于事，那么调基底频率是个有效的方法。即将50Hz设定值下降，可减小到30Hz或以下。这时，V/F>7.6，即在同频率下尤其低频段时输出电压增高(即转矩∝U2)。故一般重载负荷都能较好的起动。制动时过电压处理制动时过电压是由于制动时间短，制动电阻值过小所引起的，通过适当增长时间，增加电阻值就可避免。制动方法的选择(1)能耗制动。使用一般制动，能量消耗在电阻上，以发热形式损耗。在较低频率时，制动力矩过小，要产生爬行现象。(2)直流制动。适用精确停车或停位，无爬行现象，可与能耗制动联合使用，一般≤20Hz时用直流制动，>20Hz时用能耗制动。(3)回馈制动。适用≥100kW，调速比D≥10，高低速交替或正反转交替，周期时间亦短，这种情况下，适用回馈制动，回馈能量可达20%的电动机功率。更具体详情分析以及参数选取。空载(或轻载)跳OC按理在空载(或轻载)时，电流是不大的，不应跳OC，但实际发生过这样的现象，原因往往是补偿电压过高，起动转矩过大，使励磁饱和严重，致使励磁电流畸变严重，造成尖峰电流过大而跳闸OC，适当减小或恢复出厂值或置于0位。起动时在低频≤20Hz时跳OC原因是由于过补偿，起动转矩大，起动时间短，保护值过小(包括过流值及失速过流值)，减小基底频率就可。起动困难，起动不了一般的设备，转动惯量GD2过大，阻转矩过大，又重载起动，大型风机、水泵等常发生类似情况，解决方法：①减小基底频率;②适当提高起始频率;③适当提高起动转矩;④减小载波频率值2.5～4kHz，有效转矩值;⑤减小起动时间;⑥提高保护值;⑦使负载由带载起动转化为空载或轻载，即对风机可关小进口阀门。使用变频器后电动机温升提高，振动加大，噪声增高我公司载波频率设定值是2.5kHz，比通常的都低，目的是从使用安全着眼，但较普遍反映存在上述三点问题，通过增高载波频率值后，问题就解决了。送电后按起动键RUN后没反应(1)面板频率没设置;(2)电动机不动，出现这种情况要立即按“停止STOP”并检查下列各条：①再次确认线路的正确性;②再次确认所确定的代码(尤其对与起动有关的部分);③运行方式设定对否;④测量输入电压，R，S，T三相电压;⑤测量直流PN电压值;⑥测量开关电源各组电压值;⑦检查驱动电路插件接触情况;⑧检查面板电路插件接触情况;⑨全面检查后方可再次通电

变频器的选型
1. 负载分类变频器的正确选择对于控制系统的正常运行是非常关键的。选择变频器时必须要充分了解变频器所驱动的负载特性。人们在实践中常将生产机械分为三种类型: 恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。
1.1 恒转矩负载负载转矩T L 与转速n无关，任何转速下T L 总保持恒定或基本恒定。例如传送带、搅拌机，挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载都属于恒转矩负载。变频器拖动恒转矩性质的负载时，低速下的转矩要足够大，并且有足够的过载能力。如果需要在低速下稳速运行，应该考虑标准异步电动机的散热能力，避免电动机的温升过高。
1.2 恒功率负载机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩，大体与转速成反比，这就是所谓的恒功率负载。负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时，受机械强度的限制，T L 不可能无限，在低速下转变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时，允许输出转矩不变，属于恒转矩调速;而在弱磁调速时，允许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相一致时，即所谓“匹配”的情况下，电动机的容量和变频器的容量均小。
1.3 风机、泵类负载 在各种风机、水泵、油泵中，随叶轮的转动，空气或液体在一定的速度范围内所产生的阻力大致与速度n的2次方成正比。随着转速的减小，转矩按转速的2次方减小。这种负载所需的功率与速度的3次方成正比。当所需风量、减小时，利用变频器通过调速的方式来调节风量、，可以大幅度地节约电能。由于高速时所需功率随转速增长过快，与速度的三次方成正比，所以通常不应使风机、泵类负载**工频运行。
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