西門子PLC模塊6ES7511-1AK02-0AB0參數(shù)詳細(xì)

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變頻節(jié)能

變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī),、水泵的應(yīng)用上,。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動力驅(qū)動時,，都留有一定的富余量,。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時，除達(dá)到動力驅(qū)動要求外,，多余的力矩增加了有功功率的消耗,，造成電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī),、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板,、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大,，且大量的能源消耗在擋板,、閥門的截流過程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時,，如果流量要求減小,，通過降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。

電動機(jī)使用變頻器的作用就是為了調(diào)速,，并降低啟動電流,。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC）,，這個過程叫整流,。把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語為“inverter"(逆變器),。一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源。對于逆變?yōu)轭l率可調(diào),、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器,。變頻器輸出的波形是模擬正弦波，主要是用在三相異步電動機(jī)調(diào)速用,，又叫變頻調(diào)速器,。對于主要用在儀器儀表的檢測設(shè)備中的波形要求較高的可變頻率逆變器，要對波形進(jìn)行整理,，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,，叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價(jià)格的15--20倍,。由于變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter",，故該產(chǎn)品本身就被命名為“inverter"，即：變頻器,。

變頻不是到處可以省電,，有不少場合用變頻并不一定能省電,。 作為電子電路，變頻器本身也要耗電（約額定功率的3-5%）,。一臺1.5匹的空調(diào)自身耗電算下來也有20-30W,相當(dāng)于一盞長明燈. 變頻器在工頻下運(yùn)行,，具有節(jié)電功能，是事實(shí),。但是他的前提條件是：

*,、大功率并且為風(fēng)機(jī)/泵類負(fù)載；

1. S7-1500 CPU和 S7-300 CPU,。
   

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變頻器

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置,，能實(shí)現(xiàn)對交流異步電機(jī)的軟起動,、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度,、改變功率因數(shù),、過流/過壓/過載保護(hù)等功能。

PWM和PAM的不同點(diǎn)

PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫,，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度,，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)制方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅值調(diào)制) 縮寫,，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度,，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。

3,、電壓型與電流型有什么不同,？

變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容,；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,，其直流回路濾波是電感。

4,、為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變,？

任何電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩都是電流和磁通相互作用的結(jié)果，電流是不允許超過額定值的，否則將引起電動機(jī)的發(fā)熱,。因此,，如果磁通減小，電磁轉(zhuǎn)矩也必減小,，導(dǎo)致帶載能力降低,。

由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出，在變頻調(diào)速時,，電動機(jī)的磁路隨著運(yùn)行頻率fX是在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化,，它極容易使電動機(jī)的磁路嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致勵磁電流的波形嚴(yán)重畸變,，產(chǎn)生峰值很高的尖峰電流,。

因此，頻率與電壓要成比例地改變,，即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓,，使電動機(jī)的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生,。這種控制方式多用于風(fēng)機(jī),、泵類節(jié)能型變頻器。

5,、電動機(jī)使用工頻電源驅(qū)動時,，電壓下降則電流增加；對于變頻器驅(qū)動,，如果頻率下降時電壓也下降,，那么電流是否增加？

頻率下降（低速）時,，如果輸出相同的功率,則電流增加,，但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下,電流幾乎不變。

6,、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時,，電機(jī)的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣,？

采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同,，為125%~200%)。用工頻電源直接起動時,，起動電流為額定電流6~7倍,，因此，將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長),。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍,，起動轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩；對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強(qiáng)功能的變頻器,，起動轉(zhuǎn)矩為以上,，可以帶全負(fù)載起動。

7,、V/f模式是什么意思,？

頻率下降時電壓V也成比例下降，這個問題已在回答4說明,。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的,，通常在控制器的存儲裝置（ROM）中存有幾種特性，可以用開關(guān)或標(biāo)度盤進(jìn)行選擇,。

8,、按比例地改V和f時，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化,？

頻率下降時*成比例地降低電壓,，那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變，將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向,。因此,，在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些，以便獲得一定地起動轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動,?？梢圆捎酶鞣N方法實(shí)現(xiàn)，有自動進(jìn)行的方法,、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法,。

9、在說明書上寫著變速范圍60~6Hz,，即10：1,，那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎？

在6Hz以下仍可輸出功率,，但根據(jù)電機(jī)溫升和起動轉(zhuǎn)矩的大小等條件,，zui低使用頻率取6Hz左右，此時電動機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會引起嚴(yán)重的發(fā)熱問題,。變頻器實(shí)際輸出頻率（起動頻率）根據(jù)機(jī)種為0.5~3Hz,。。

10,、對于一般電機(jī)的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定,，是否可以？

通常情況下時不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）電壓不變,，大體為恒功率特性,，在 高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時

11、所謂開環(huán)是什么意思,？

給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器（PG）,，將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的，稱為“閉環(huán) ",，不用PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)",。通用變頻器多為開環(huán)方式，也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋.無速度傳感器閉環(huán)控制方式是根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型根據(jù)磁通推算電機(jī)的實(shí)際速度,，相當(dāng)于用一個虛擬的速度傳感器形成閉環(huán)控制,。

12、實(shí)際轉(zhuǎn)速對于給定速度有偏差時如何辦,？

開環(huán)時,，變頻器即使輸出給定頻率，電機(jī)在帶負(fù)載運(yùn)行時,，電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)（1%~5%）變動,。對于要求調(diào)速精度比較高，即使負(fù)載變動也要求在近于給定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的場合,，可采用具有PG反饋功能的變頻器（選用件）,。

13、如果用帶有PG的電機(jī),，進(jìn)行反饋后速度精度能提高嗎,？

具有PG反饋功能的變頻器，精度有提高,。但速度精度的值取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率,。

14、失速防止功能是什么意思,？

如果給定的加速時間過短,，變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過轉(zhuǎn)速（電角頻率）的變化，變頻器將因流過過電流而跳閘,，運(yùn)轉(zhuǎn)停止,，這就叫作失速。為了防止失速使電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),，就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制,。當(dāng)加速電流過大時適當(dāng)放慢加速速率。減速時也是如此,。兩者結(jié)合起來就是失速功能。

15、有加速時間與減速時間可以分別給定的機(jī)種,，和加減速時間共同給定的機(jī)種,，這有什么意義？

加減速可以分別給定的機(jī)種,，對于短時間加速,、緩慢減速場合，或者對于小型機(jī)床需要嚴(yán)格給定生產(chǎn)節(jié)拍時間的場合是適宜的,，但對于風(fēng)機(jī)傳動等場合,，加減速時間都較長，加速時間和減速時間可以共同給定,。

16,、什么是再生制動？

電動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率,，則電動機(jī)變?yōu)楫惒桨l(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行,，作為制動器而工作，這就叫作再生（電氣）制動,。

17,、是否能得到更大的制動力？

從電機(jī)再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中,，由于電容器的容量和耐壓的關(guān)系,，通用變頻器的再生制動力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%~20%。如采用選用件制動單元,，可以達(dá)到50%~,。

18、請說明變頻器的保護(hù)功能?

保護(hù)功能可分為以下兩類：

（1）檢知異常狀態(tài)后自動地進(jìn)行修正動作,，如過電流失速防止,，再生過電壓失速防止。

（2）檢知異常后電力半導(dǎo)體器件PWM控制信號,，使電機(jī)自動停車,。如過電流切斷、再生過電壓切斷,、半導(dǎo)體冷卻風(fēng)扇過熱和瞬時停電保護(hù)等,。

19、為什么用離合器連接負(fù)載時,，變頻器的保護(hù)功能就動作,？

用離合器連接負(fù)載時，在連接的瞬間,，電機(jī)從空載狀態(tài)向轉(zhuǎn)差率大的區(qū)域急劇變化,，流過的大電流導(dǎo)致變頻器過電流跳閘,，不能運(yùn)轉(zhuǎn)。

20,、在同一工廠內(nèi)大型電機(jī)一起動,，運(yùn)轉(zhuǎn)中變頻器就停止，這是為什么,？

電機(jī)起動時將流過和容量相對應(yīng)的起動電流,，電機(jī)定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓降，電機(jī)容量大時此壓降影響也大,，連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷,，因而有時保護(hù)功能（IPE）動作，造成停止運(yùn)轉(zhuǎn),。 　 21,、什么是變頻分辨率？有什么意義,？

對于數(shù)字控制的變頻器,，即使頻率指令為模擬信號，輸出頻率也是有級給定,。這個級差的zui小單位就稱為變頻分辨率,。 變頻分辨率通常取值為0.015~0.5Hz.例如，分辨率為0.5Hz,，那么23Hz的上面可變?yōu)?3.5,、24.0 Hz，因此電機(jī)的動作也是有級的跟隨,。這樣對于像連續(xù)卷取控制的用途就造成問題,。在這種情況下，如果分辨率為0.015Hz左右,，對于4級電機(jī)1個級差為1r/min 以下,，也可充分適應(yīng)。另外,，有的機(jī)種給定分辨率與輸出分辨率不相同,。

22、裝設(shè)變頻器時安裝方向是否有限制,。

變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的,，上下的關(guān)系對通風(fēng)也是重要的，因此,，對于單元型在盤內(nèi),、掛在墻上的都取縱向位，盡可能垂直安裝,。

23,、不采用軟起動,，將電機(jī)直接投入到某固定頻率的變頻器時是否可以？

在很低的頻率下是可以的,，但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動的條件相近,。將流過大的起動電流（6~7倍額定電流），由于變頻器切斷過電流,，電機(jī)不能起動。

24,、電機(jī)超過60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時應(yīng)注意什么問題,？

超過60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1）機(jī)械和裝置在該速下運(yùn)轉(zhuǎn)要充分可能（機(jī)械強(qiáng)度、噪聲,、振動等）,。

（2）電機(jī)進(jìn)入恒功率輸出范圍，其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維持工作（風(fēng)機(jī),、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加,，所以轉(zhuǎn)速少許升高時也要注意）。

（3）產(chǎn)生軸承的壽命問題,，要充分加以考慮,。

（4）對于中容量以上的電機(jī)特別是2極電機(jī)，在60Hz以上運(yùn)轉(zhuǎn)時要與廠家仔細(xì)商討,。

根據(jù)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)和潤滑方式不同,，需要注意若干問題。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通?？煽紤]70~80Hz為zui大極限,，采用油潤滑時，在低速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等,。

26,、變頻器能用來驅(qū)動單相電機(jī)嗎？可以使用單相電源嗎,？

基本上不能用,。對于調(diào)速器開關(guān)起動式的單相電機(jī)，在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時將燒毀輔助繞組,；對于電容起動或電容運(yùn)轉(zhuǎn)方式的,，將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相,，但對于小容量的,，也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。

27,、變頻器本身消耗的功率有多少,？

它與變頻器的機(jī)種,、運(yùn)行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān),，但要回答很困難,。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94%~96%，據(jù)此可推算損耗,，但內(nèi)藏再生制動式（FR-K）變頻器,，如果把制動時的損耗也考慮進(jìn)去，功率消耗將變大,，對于操作盤設(shè)計(jì)等必須注意,。

28、為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用,？

一般電機(jī)利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進(jìn)行冷卻,，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運(yùn)轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱,，必須降低在低速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,，或采用容量大的變頻器與電機(jī)組合，或采用電機(jī),。 　 29,、使用帶制動器的電機(jī)時應(yīng)注意什么？

制動器勵磁回路電源應(yīng)取自變頻器的輸入側(cè),。如果變頻器正在輸出功率時制動器動作,，將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動器動作,。

30,、想用變頻器傳動帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機(jī)，電機(jī)卻不動,，請說明原因,。

變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器，由于其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動,，作為對策,，請將電容器拆除后運(yùn)轉(zhuǎn)，至于改善功率因數(shù),，在變頻器的輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的,。

31、變頻器的壽命有多久,？

變頻器雖為靜止裝置,，但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件,，如果對它們進(jìn)行定期的維護(hù),，可望有10年以上的壽命,。

32、變頻器內(nèi)藏有冷卻風(fēng)扇,，風(fēng)的方向如何,？風(fēng)扇若是壞了會怎樣？

對于小容量也有無冷卻風(fēng)扇的機(jī)種,。有風(fēng)扇的機(jī)種,，風(fēng)的方向是從下向上，所以裝設(shè)變頻器的地方,，上,、下部不要放置妨礙吸、排氣的機(jī)械器材,。還有，變頻器上方不要放置怕熱的零件等,。風(fēng)扇發(fā)生故障時,，由電扇停止檢測或冷卻風(fēng)扇上的過熱檢測進(jìn)行保護(hù)

33、濾波電容器為消耗品,，那么怎樣判斷它的壽命,？

作為濾波電容器使用的電容器，其靜電容量隨著時間的推移而緩緩減少,，定期地測量靜電容量,，以達(dá)到產(chǎn)品額定容量的85%時為基準(zhǔn)來判斷壽命。

34,、裝設(shè)變頻器時安裝方向是否有限制,。

應(yīng)基本收藏在盤內(nèi)，問題是采用全封閉結(jié)構(gòu)的盤外形尺寸大,，占用空間大,，成本比較高。其措施有：

（1）盤的設(shè)計(jì)要針對實(shí)際裝置所需要的散熱,；

（2）利用鋁散熱片,、翼片冷卻劑等增加冷卻面積；

35,、變頻器直流電抗器的作用是什么,？

減小輸入電流的高次諧波干擾，提高輸入電源的功率因數(shù),。

36,、變頻器附件正弦濾波器有什么作用？

正弦濾波器允許變頻器使用較長的電機(jī)電纜運(yùn)行,，也適用于在變頻器與電機(jī)之間有中間變壓器的回路,。

37,、變頻器的給定電位器的電阻值多大？

變頻器的給定電位器的阻值一般為1KΩ至10KΩ,。

38,、為什么變頻器不能用作變頻電源？

變頻電源的整個電路由交流一直流一交流一濾波等部分構(gòu)成,，因此它輸出的電壓和電流波形均為純正的正弦波,非常接近理想的交流供電電源,。可以輸出世界任何國家的電網(wǎng)電壓和頻率,。而變頻器是由交流一直流一交流（調(diào)制波）等電路構(gòu)成的,變頻器標(biāo)準(zhǔn)叫法應(yīng)為變頻調(diào)速器,。其輸出電壓的波形為脈沖方波,且諧波成分多,電壓和頻率同時按比例變化,不可分別調(diào)整,不符合交流電源的要求。原則上不能做供電電源的使用,一般僅用于三相異步電機(jī)的調(diào)速