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 SIEMENS潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司
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產(chǎn)品品牌：siemens/西門子 產(chǎn)品規(guī)格：*

產(chǎn)品質(zhì)量：質(zhì)量保證 產(chǎn)品價(jià)格：價(jià)格優(yōu)勢(shì)

SIEMENS  西門子PLC模塊系列技術(shù)參數(shù)

1. 變頻調(diào)速原理

① 變頻器的功用 變頻器的功用是將頻率固定（通常為工頻50Hz）的交流電（三相的或單相的）變換成頻率連續(xù)可調(diào)（多數(shù)為0～400Hz）的三相交流電源。

如圖所示，變頻器的輸入端（R.S.T）接至頻率固定的三相交流電源，輸出端（U.V.W）輸出的是頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的三相交流電，接至電動(dòng)機(jī)。

② 變頻調(diào)速的工作原理 由式可知，當(dāng)頻率f連續(xù)可調(diào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也連續(xù)可調(diào)。又因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是比同步轉(zhuǎn)速略低一些。所以，當(dāng)連續(xù)可調(diào)時(shí)，也連續(xù)可調(diào)。

2. 變頻器的類別

按電壓的調(diào)制方式分

⑴ PAM（脈幅調(diào)制） 變頻器輸出電壓的大小通過(guò)改變直流電壓的大小來(lái)進(jìn)行調(diào)制。在中小容量變頻器中，這種方式幾近絕跡。

⑵ PWM（脈寬調(diào)制） 變頻器輸出電壓的大小通過(guò)改變輸出脈沖的占空比來(lái)進(jìn)行調(diào)制。目前普遍應(yīng)用的是占空比按正弦規(guī)律安排的正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）方式。

3. 變頻器的額定值和頻率指標(biāo)

⑴ 輸入側(cè)的額定值 主要是電壓和相數(shù)。在我國(guó)，中小容量變頻器中，輸入電壓的額定值有以下幾種（均為線電壓）：

① 380V，3相 這是絕大多數(shù)（CT變頻器為380V～480V±10％）。

② 220V，3相 主要用于某些進(jìn)口設(shè)備中。

③ 220V，單相 主要用于家用小容量變頻器中。

此外，對(duì)輸入側(cè)電源電壓的頻率也都作了規(guī)定，通常都是工頻50Hz或60Hz。

⑵ 輸出側(cè)的額定值

① 輸出電壓 由于變頻器在變頻的同時(shí)也要變壓，所以輸出電壓的額定值是指輸出電壓中的大值。在大多數(shù)情況下，它就是輸出頻率等于電動(dòng)機(jī)額定頻率時(shí)的輸出電壓值。通常，輸出電壓的額定值總是和輸入電壓相等的。

② 輸出電流 是指允許長(zhǎng)時(shí)間輸出的大電流，是用戶在選擇變頻器時(shí)的主要依據(jù)。

③ 輸出容量 取決于和的乘積。

④ 配用電動(dòng)機(jī)容量 對(duì)于變頻器說(shuō)明書中規(guī)定的配用電動(dòng)機(jī)容量，需說(shuō)明如下：

a. 它是根據(jù)下式估算的結(jié)果：

式中 --------電動(dòng)機(jī)的效率

----------電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)

由于電動(dòng)機(jī)容量的標(biāo)稱值是比較統(tǒng)一的，而和值卻很不*，所以配用電動(dòng)機(jī)容量相同的不同品牌的變頻器的容量卻常常不相同。

b. 說(shuō)明書中的配用電動(dòng)機(jī)容量，僅對(duì)長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)載才是適合的，對(duì)于各種變動(dòng)負(fù)載來(lái)說(shuō)，則不適用。

⑤ 過(guò)載能力 變頻器的過(guò)載能力是指其輸出電流超過(guò)額定電流的允許范圍和時(shí)間。大多數(shù)變頻器都規(guī)定為150％、1min。

⑶ 頻率指標(biāo)

① 頻率范圍 即變頻器輸出的頻率和低頻率。各種變頻器規(guī)定的頻率范圍不盡*。通常，低工作頻率約為0.1～1Hz；工作頻率約為200～500Hz。

② 頻率精度 指變頻器輸出頻率的準(zhǔn)確精度。由變頻器的實(shí)際輸出頻率與給定頻率之間的大誤差與頻率之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。

例如，用戶給定的工作頻率為，頻率精度為0.01％，則大誤差為

通常，由數(shù)字量給定時(shí)的頻率精度約比模擬量給定時(shí)的頻率精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

③ 頻率分辨率 指輸出頻率的小改變量，即每相鄰兩檔頻率之間的小差值。

例如，當(dāng)工作頻率為時(shí)，如變頻器的頻率分辨率為0.01Hz，則上一檔的小頻率為

下一檔的大頻率為

4. 主電路構(gòu)成

5. 主電路說(shuō)明

⑴ 交-直部分

① 整流管 組成三相整流橋，將電源的三相交流電全波整流成直流電。

如電源的線電壓為，則三相全波整流后平均直流電壓的大小是

我國(guó)三相電源的線電壓為380V，故全波整流后的平均電壓是

② 濾波電容器 其功能是：

a. 濾平全波整流后的電壓紋波；

b. 當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，使直流電壓保持平穩(wěn)。

由于受到電解電容的電容量和耐壓能力的限制，濾波電路通常由若干個(gè)電容器并聯(lián)成一組，又由兩個(gè)電容器組串聯(lián)而成，如上圖中的和。因?yàn)殡娊怆娙萜鞯碾娙萘坑休^大的離散性，故電容器組和的電容量常不能*相等，這將使它們承受的電壓和不相等。為了使和相等，在和旁各并聯(lián)一個(gè)阻值相等的均壓電阻和。

③ 限流電阻與開關(guān) 當(dāng)變頻器剛合上電源的瞬間，濾波電容器的充電電流是很大的。過(guò)大的沖擊電流將可能使三相整流橋的二極管損壞；同時(shí)，也使電源電壓瞬間下降而受到“污染”。

為了減小沖擊電流，在變頻器剛接通電源后的一段時(shí)間里，電路內(nèi)串入限流電阻，其作用是將電容器的充電電流限制在允許范圍以內(nèi)。

開關(guān)的功能是：當(dāng)充電到一定程度時(shí)，令接通，將短路掉。

許多新系列的變頻器里，已由晶閘管代替，如圖中虛線所示。

④ 電源指示HL HL除了表示電源是否接通以外，還有一個(gè)十分重要的功能，即在變頻器切斷電源后，表示濾波電容器上的電荷是否已經(jīng)釋放完畢。

由于的容量較大，而切斷電源又必須在逆變電路停止工作的狀態(tài)下進(jìn)行，所以沒(méi)有快速放電的回路，其放電時(shí)間往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)分鐘。又由于上的電壓較高，如不放完，對(duì)人身安全將構(gòu)成威脅。故在維修變頻器時(shí)，必須等HL*熄滅后才能接觸變頻器內(nèi)部的導(dǎo)電部分。

⑵ 直-交部分

① 逆變管 組成逆變橋，把整流所得的直流電再“逆變”成頻率可調(diào)的交流電。這是變頻器實(shí)現(xiàn)變頻的具體執(zhí)行環(huán)節(jié)，因而是變頻器的核心部分。

當(dāng)前常用的逆變管有絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、電力晶體管（GTR）、門極關(guān)斷（GTO）晶閘管以及電力MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）等。

② 續(xù)流二極管 其主要功能有：

a． 電動(dòng)機(jī)的繞組是電感性的，其電流具有無(wú)功分量。為無(wú)功電流返回直流電源時(shí)提供“通道”。

b． 當(dāng)頻率下降、電動(dòng)機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，再生電流將通過(guò)整流后返回給直流電路。

c． 進(jìn)行逆變的基本工作過(guò)程是，同一橋臂的兩個(gè)逆變管處于不停地交替導(dǎo)通和截至的狀態(tài)。在這交替導(dǎo)通和截至的換相過(guò)程中，也不時(shí)地需要提供通路。

制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元

⑴ 制動(dòng)電阻 電動(dòng)機(jī)在工作頻率下降過(guò)程中，將處于再生制動(dòng)狀態(tài)，拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能要反饋到直流電路中，使直流電壓不斷上升，甚至可能達(dá)到危險(xiǎn)的地步。因此，必須將再生到直流電路的能量消耗掉，使保持在允許范圍內(nèi)。制動(dòng)電阻就是用來(lái)消耗這部分能量的。

⑵ 制動(dòng)單元 制動(dòng)單元由GTR或IGBT及其驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。其功能是為放電電流流經(jīng)提供通路。

1. 變頻調(diào)速原理

① 變頻器的功用 變頻器的功用是將頻率固定（通常為工頻50Hz）的交流電（三相的或單相的）變換成頻率連續(xù)可調(diào)（多數(shù)為0～400Hz）的三相交流電源。

如圖所示，變頻器的輸入端（R.S.T）接至頻率固定的三相交流電源，輸出端（U.V.W）輸出的是頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的三相交流電，接至電動(dòng)機(jī)。

② 變頻調(diào)速的工作原理 由式可知，當(dāng)頻率f連續(xù)可調(diào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也連續(xù)可調(diào)。又因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是比同步轉(zhuǎn)速略低一些。所以，當(dāng)連續(xù)可調(diào)時(shí)，也連續(xù)可調(diào)。

2. 變頻器的類別

按電壓的調(diào)制方式分

⑴ PAM（脈幅調(diào)制） 變頻器輸出電壓的大小通過(guò)改變直流電壓的大小來(lái)進(jìn)行調(diào)制。在中小容量變頻器中，這種方式幾近絕跡。

⑵ PWM（脈寬調(diào)制） 變頻器輸出電壓的大小通過(guò)改變輸出脈沖的占空比來(lái)進(jìn)行調(diào)制。目前普遍應(yīng)用的是占空比按正弦規(guī)律安排的正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）方式。

3. 變頻器的額定值和頻率指標(biāo)

⑴ 輸入側(cè)的額定值 主要是電壓和相數(shù)。在我國(guó)，中小容量變頻器中，輸入電壓的額定值有以下幾種（均為線電壓）：

① 380V，3相 這是絕大多數(shù)（CT變頻器為380V～480V±10％）。

② 220V，3相 主要用于某些進(jìn)口設(shè)備中。

③ 220V，單相 主要用于家用小容量變頻器中。

此外，對(duì)輸入側(cè)電源電壓的頻率也都作了規(guī)定，通常都是工頻50Hz或60Hz。

⑵ 輸出側(cè)的額定值

① 輸出電壓 由于變頻器在變頻的同時(shí)也要變壓，所以輸出電壓的額定值是指輸出電壓中的大值。在大多數(shù)情況下，它就是輸出頻率等于電動(dòng)機(jī)額定頻率時(shí)的輸出電壓值。通常，輸出電壓的額定值總是和輸入電壓相等的。

② 輸出電流 是指允許長(zhǎng)時(shí)間輸出的大電流，是用戶在選擇變頻器時(shí)的主要依據(jù)。

③ 輸出容量 取決于和的乘積。

④ 配用電動(dòng)機(jī)容量 對(duì)于變頻器說(shuō)明書中規(guī)定的配用電動(dòng)機(jī)容量，需說(shuō)明如下：

a. 它是根據(jù)下式估算的結(jié)果：

式中 --------電動(dòng)機(jī)的效率

----------電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)

由于電動(dòng)機(jī)容量的標(biāo)稱值是比較統(tǒng)一的，而和值卻很不*，所以配用電動(dòng)機(jī)容量相同的不同品牌的變頻器的容量卻常常不相同。

b. 說(shuō)明書中的配用電動(dòng)機(jī)容量，僅對(duì)長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)載才是適合的，對(duì)于各種變動(dòng)負(fù)載來(lái)說(shuō)，則不適用。

⑤ 過(guò)載能力 變頻器的過(guò)載能力是指其輸出電流超過(guò)額定電流的允許范圍和時(shí)間。大多數(shù)變頻器都規(guī)定為150％、1min。

⑶ 頻率指標(biāo)

① 頻率范圍 即變頻器輸出的頻率和低頻率。各種變頻器規(guī)定的頻率范圍不盡*。通常，低工作頻率約為0.1～1Hz；工作頻率約為200～500Hz。

② 頻率精度 指變頻器輸出頻率的準(zhǔn)確精度。由變頻器的實(shí)際輸出頻率與給定頻率之間的大誤差與工作頻率之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。

例如，用戶給定的工作頻率為，頻率精度為0.01％，則大誤差為

通常，由數(shù)字量給定時(shí)的頻率精度約比模擬量給定時(shí)的頻率精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

③ 頻率分辨率 指輸出頻率的小改變量，即每相鄰兩檔頻率之間的小差值。

例如，當(dāng)工作頻率為時(shí)，如變頻器的頻率分辨率為0.01Hz，則上一檔的小頻率為

下一檔的大頻率為

4. 主電路構(gòu)成

5. 主電路說(shuō)明

⑴ 交-直部分

① 整流管 組成三相整流橋，將電源的三相交流電全波整流成直流電。

如電源的線電壓為，則三相全波整流后平均直流電壓的大小是

我國(guó)三相電源的線電壓為380V，故全波整流后的平均電壓是

② 濾波電容器 其功能是：

a. 濾平全波整流后的電壓紋波；

b. 當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，使直流電壓保持平穩(wěn)。

由于受到電解電容的電容量和耐壓能力的限制，濾波電路通常由若干個(gè)電容器并聯(lián)成一組，又由兩個(gè)電容器組串聯(lián)而成，如上圖中的和。因?yàn)殡娊怆娙萜鞯碾娙萘坑休^大的離散性，故電容器組和的電容量常不能*相等，這將使它們承受的電壓和不相等。為了使和相等，在和旁各并聯(lián)一個(gè)阻值相等的均壓電阻和。

③ 限流電阻與開關(guān) 當(dāng)變頻器剛合上電源的瞬間，濾波電容器的充電電流是很大的。過(guò)大的沖擊電流將可能使三相整流橋的二極管損壞；同時(shí)，也使電源電壓瞬間下降而受到“污染”。

為了減小沖擊電流，在變頻器剛接通電源后的一段時(shí)間里，電路內(nèi)串入限流電阻，其作用是將電容器的充電電流限制在允許范圍以內(nèi)。

開關(guān)的功能是：當(dāng)充電到一定程度時(shí)，令接通，將短路掉。

許多新系列的變頻器里，已由晶閘管代替，如圖中虛線所示。

④ 電源指示HL HL除了表示電源是否接通以外，還有一個(gè)十分重要的功能，即在變頻器切斷電源后，表示濾波電容器上的電荷是否已經(jīng)釋放完畢。

由于的容量較大，而切斷電源又必須在逆變電路停止工作的狀態(tài)下進(jìn)行，所以沒(méi)有快速放電的回路，其放電時(shí)間往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)分鐘。又由于上的電壓較高，如不放完，對(duì)人身安全將構(gòu)成威脅。故在維修變頻器時(shí)，必須等HL*熄滅后才能接觸變頻器內(nèi)部的導(dǎo)電部分。

⑵ 直-交部分

① 逆變管 組成逆變橋，把整流所得的直流電再“逆變”成頻率可調(diào)的交流電。這是變頻器實(shí)現(xiàn)變頻的具體執(zhí)行環(huán)節(jié)，因而是變頻器的核心部分。

當(dāng)前常用的逆變管有絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、電力晶體管（GTR）、門極關(guān)斷（GTO）晶閘管以及電力MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）等。

② 續(xù)流二極管 其主要功能有：

a． 電動(dòng)機(jī)的繞組是電感性的，其電流具有無(wú)功分量。為無(wú)功電流返回直流電源時(shí)提供“通道”。

b． 當(dāng)頻率下降、電動(dòng)機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，再生電流將通過(guò)整流后返回給直流電路。

c． 進(jìn)行逆變的基本工作過(guò)程是，同一橋臂的兩個(gè)逆變管處于不停地交替導(dǎo)通和截至的狀態(tài)。在這交替導(dǎo)通和截至的換相過(guò)程中，也不時(shí)地需要提供通路。

制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元

⑴ 制動(dòng)電阻 電動(dòng)機(jī)在工作頻率下降過(guò)程中，將處于再生制動(dòng)狀態(tài)，拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能要反饋到直流電路中，使直流電壓不斷上升，甚至可能達(dá)到危險(xiǎn)的地步。因此，必須將再生到直流電路的能量消耗掉，使保持在允許范圍內(nèi)。制動(dòng)電阻就是用來(lái)消耗這部分能量的。

⑵ 制動(dòng)單元 制動(dòng)單元由GTR或IGBT及其驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。其功能是為放電電流流經(jīng)提供通路。