西門子變頻器在機械加工設備運用及維修

時間:2022-04-06 11:03:00

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西門子變頻器在機械加工設備運用及維修

近十多年來,隨著電力電子技術、微電子技術及現代控制理論向交流電氣傳動領域的滲透,變頻器已經廣泛應用于交流電動機的速度控制,一拖(洛陽)動力機械有限公司有大量變頻器在使用,以西門子MM440系列的變頻器數量居多,主要集中在機加工制造和檢測設備上。

1應用

MM440變頻器的數字輸入5、6、7、8、16、17端,為用戶提供了6個完全可編程的數字輸入端,用戶可根據需要設置每個端口的功能。從P0701~P0706為數字輸入1功能至數字輸入6功能,每一個數字輸入功能設置參數值范圍均從0~99,工廠默認值為1。下面結合公司的設備,將西門子MM440系列變頻器的設置和接線方法作如下敘述。

1.1鏜床鏜頭的控制

鏜頭的控制較為復雜,不僅需要實現不同的加工旋轉速度,以適應不同加工表面的粗糙度的需要,而且要結合機床電氣控制系統,實現鏜刀的準確定位,以保證刀具的安全。現以西門子MM440系列變頻器的設置和接線方法為例,予以說明。參數設置如表1(未列參數按出廠值),接線如圖1。如圖1所示,當KA1接通時,變頻器數字輸入端5“ON”接通正轉使能;當KA2接通時,變頻器將按P1120所設置的3s斜坡上升時間,P1005所設置的40Hz頻率正向驅動鏜頭電機旋轉;當KA2斷開,KA3接通時,變頻器將按P1006所設置的66Hz頻率驅動鏜頭旋轉進行工件加工。如果需要鏜頭在初始位置準確定位,只需將原位開關量所對應的固定頻率降低(具體參數需要調試試驗)即可。這樣經過開關量的通、斷,就可以滿足鏜頭在不同加工位置的工藝要求。

1.2珩磨機的珩磨頭旋轉控制

珩磨機使用MM440變頻器的主要目的,是為了達到珩磨頭在加工中不同轉速的工藝要求。但是與鏜床不同的是,電氣控制系統除了對珩磨頭實現有級調速,還要根據加工節拍實現無級調速,實現從0Hz到設定最高頻率之間的任意調速。參數設定如表2(未列參數按出廠值),接線如圖2。在表2中通過設置P0702的參數值,使數字輸入6端口具有了參數轉化功能。如圖2所示:當KA0在電氣系統控制下接通時,頻率設定由固有頻率轉化為外接電位器R控制,實現無級調速。MM440變頻器的1、2輸出端,為轉速調節電位器R提供了+10V高精度直流穩壓電源,確保了交流調速系統的控制精度。當KA0斷開、KA1接通時,變頻器數字輸入端5為“ON”接通正轉使能;當KA2接通時,變頻器將按P1004所設置26.1Hz頻率驅動珩磨頭低速旋轉;當KA2斷開、KA3接通時,變頻器將按P1005所設置的30.4Hz頻率驅動珩磨頭中速旋轉;當KA3斷開、KA4接通時,變頻器將按P1006所設置的34.7Hz頻率驅動珩磨頭高速旋轉。

1.3注意事項

(1)在安裝的過程中,嚴格遵循EMC規范,強弱電必須分開布線,并采用屏蔽線。

(2)接地必須可靠,屏蔽線的屏蔽層必須完好并可靠接地。

(3)變頻器在選擇規格時,應本著與電機功率相匹配的原則,而且電機的工作電流必須小于變頻器的額定電流。

2故障與維修

一般來說,當遇到一臺有故障的變頻器時,在上電之前,首先要聞一下有無燒糊的氣味,并用萬用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒有燒壞,查看線路板上有沒有明顯燒損的痕跡。具體方法是:用萬用表(最好是用模擬表)的電阻1k檔,黑表棒接變頻器的直流端(-)極,用紅表棒分別測量變頻器的三相輸入端和三相輸出端的電阻,其阻值應該在5~10kΩ之間,三相阻值要一樣,輸出端的阻值比輸入端略小一些,并且沒有充放電現象。然后,反過來將紅表棒接變頻器的直流端(+)極,黑表棒分別測量變頻器三相輸入端和三相輸出端的電阻,其阻值應該在5~10kΩ之間,三相阻值要一樣,輸出端的阻值比輸入端略小一些,并且沒有充放電現象。否則,說明模塊損壞。這時候不能盲目上電,特別是整流橋損壞或線路板上有明顯的燒損痕跡的情況下,尤其禁止上電,以免造成更大的損失,如果以上測量結果正常,則表明模塊基本沒問題,可以上電觀察。將遇到的故障現象總結如下:

(1)上電后面板無顯示,面板下的指示燈[綠燈不亮,黃燈快閃]。這種現象說明整流和開關電源工作基本正常,問題出在開關電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開路),可以用萬用表測量開關電源的幾路整流二極管,很容易發現問題。換一個相應的整流二極管,問題就解決了。這種問題一般是二極管的耐壓偏低,電源脈動沖擊造成的。

(2)有時顯示[F0022,F0001,A0501]并且不穩定,敲擊機殼或動一動面板和主板時,而能正常。一般屬于接插件的問題,檢查一下各部位接插件。也發現有個別機器,是因為線路板上的阻容元件質量問題,或焊接不良所致。

(3)上電后顯示[-----],一般是主控板問題。多數情況下,,換一塊主控板問題就解決了。一般是因為外圍控制線路有強電干擾,造成主控板某些元件(如帖片電容、電阻等)損壞所至,我們分析與主控板散熱不好也有一定的關系。但也有個別問題出在電源板上。如果手頭有拆下的舊備件,可以換上一試,有可能就解決了問題。

(4)變頻器無報警,顯示正常。但正轉信號和頻率選擇信號加到數字輸入端子后,變頻器不投入運行。查外圍線路,發現電機側屏蔽線屏蔽層接地不良,緊固后,問題解決。

3結束語

西門子MM440系列變頻器功能全面,設置和接線簡單方便,適合在機械加工行業應用。但在使用過程中,必須遵循一些原則和規律,以防出現不必要的故障和損壞。在日常維修中,如果大的元器件如IGBT功率模塊等出了問題,往往沒有合適的備件,最好送專業的維修機構修理。一些低端的簡單元器件問題和裝配、外圍接線問題引發的故障,則不難解決,而且費用不高,可以自行修理。