西门子变频器面板由图可知，变频器由主电路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制回路组成。各部分的功能如下：
1.整流器它的作用是把三相（或单相）交流电源整流成直流电。在SPWM变频器中，大多采用全波整流电路。大多数中、小容量的变频器中，整流器件采用不可控的整流二极管或者二极管模块。
2.逆变器它的作用与整流器相反，是将直流电逆变为电压和频率可变的交流电，以实现交流电机变频调速。逆变电路由开关器件构成，大多采用桥式电路，常称逆变桥。在SPWM变频器中，开关器件接受控制电路中SPWM调制信号的控制，将直流电逆变成三相交流电。
3.控制电路这部分电路由运算电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成，一般均采用大规模集成电路。
交直交变频器比较常见，由整流器、滤波系统和逆变器三部分组成。整流器为二极管三相桥式不控整流器或大功率晶体管组成的全控整流器，逆变器是大功率晶体管组成的三相桥式电路，其作用正好与整流器相反，它是将恒定的直流电交换为可调电压，可调频率的交流电。中间滤波环节是用电容器或电抗器对整流后的电压或电流进行滤波。 交直交变频器按中间直流滤波环节的不同，又可以分为电压型和电流型两种，由于控制方法和硬件设计等各种因素，电压型逆变器应用比较广泛。它在工业自动化领域的变频器（采用变压变频VVVF控制等）和IT、供电领域的不间断电源（即UPS，采用恒压恒频CVCF控制）都有应用。
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一、变频器上电调试
变频器安装完成后，断开变频器的输出，在没通电前先使用数字表的二极管档对变频器的输入输出进行测量，确保无短路情况，然后接通变频器工作电源，（注意变频器的工作电源电压与外部输入电压是否符合），确认参数的出厂设置和工况条件是否符合，比如电机额定频率、输入电压、模拟输入/输出信号类型等，如果这些信号和工作工况相一致，这些参数可以不用设定，保持出厂设置即可。
有一些参数在试运转前需要预设，如：外部端子操作、模拟量操作、基底频率、高频率、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。
还有一些参数是在调试过程中，根据运转情况进行调整的参数，如工作频率，加速时间、减速时间，1段速、2段速、3段速、模拟输出比例调整等。变频器设置好以后再接上电机，启动电机，给定速度，应正常运行，注意直流母线电压、变频器输出电流、转矩、功率等数据是否正常。
二、PU01面板操作
1、PU01显示面板
2、PU01键盘面板操作流程
西门子研究人员开发的虚拟传感器不必借助安装在电机内部的传感器，即可计算出电机内部温度。籍此得到的信息可以避免不必要的停机——这一改进将大大降低运营成本。
诸如压缩气体用的大型电机的转子，尽管庞大如房间，但却难以进入。这种转子在启动时产生的热应力很高，一旦过热就会造成损害。因此，必须监测其温度。
驱动这种转子的电机是所谓的凸极电机，这些巨大的机器在石油、天然气及化工行业常用于驱动大功率泵机。由于未配备变频器，直接连接至电网，它们在启动时会产生大量的热量。若反复启动，其内部温度可能飙升至800°C，从而可能造成严重损害。为此，在重新启动之前，必须让电机冷却下来。问题是：需要多长时间？电机内部关键区域的温度无法直接测量。这样一来，技术人员迄今为止只能估计冷却时长。一般而言，会设定一个缓冲期，以排除发生损害的可能性。这样的停机往往长达12小时，比实际冷却用时长得多，故而令经营者蒙受巨大损失。
透过增强现实头盔来观看电机演示器，佩戴者可以看到电机及其内部的逼真模拟，以及叠加于其上的真实演示器。
虚拟传感器
现在，得益于西门子中央研究（CT）开展的工作，研究人员可以利用虚拟传感器来测量和监测电机在运行状态下的内部温度。这一发展有助于显著减少停机时间，提高设备利用率。虚拟传感器原型的数学模型基于数字化双胞胎——它地模拟了真实的传感器若能装入电机内部将如何工作。透过增强现实头盔HoloLens来观看电机演示器，佩戴者可以看到电机及其内部的逼真模拟，以及叠加于其上的真实演示器。从蓝色到红色的不同颜色表明了温度水平。
西门子中央研究的仿真Birgit Obst表示，“我们借鉴了西门子过程工业与驱动集团，特别是柏林西门子电机工厂同事们的工作成果。他们在开发电机时，使用了数学模型来捕捉驱动装置的几何形状和材料特性，以便创建出每个组件的数字化双胞胎。”但这些模型极为广泛且又复杂，因而通常无法用于实时计算。在解决这一挑战的过程中，西门子研究人员取得了两个重大进展：他们地运用了数学规约方法，并且地推导出抽象模型，尽管这些模型不那么全面，但仍可得出关键的模拟结果。这些模型的计算速度比传统工程仿真工具快1000倍，并且精度偏差更小、可控。得益于此，西门子开发出可在运行期间持续进行监测的数字化双胞胎。这些数字化双胞胎可以随时提供现实的虚拟图像。通过将虚拟传感器生成的数据与非运动组件上的传感器生成的数据进行比较，可量化虚拟传感器的精度。
节省费用
利用西门子研究人员开发出的新模型，可以得出关于电机转子温度的可靠结论。西门子中央研究仿真与数字化双胞胎核心技术领域的协调员Dirk Hartmann指出，“打个比喻，这就像是天气预报。现在，我们可以测量——换句话说，计算出——特定地点的温度，在本例中亦即转子的温度。不仅如此，综合利用各个测量点——相当于气象站——提供的数据，我们可以对所有区域进行预测，而不只是被测量的区域。”
这种能力可以为经营者节省大笔费用。西门子过程工业与驱动集团在柏林的开发人员Artur Jungiewicz表示，“这样的优化过程可以防止电机过热，并缩短冷却阶段的停机时间，由此每小时节省可多21万欧元。”这种模拟的另一个特殊特性是其速度：现在温度变化方向也可以得到实时监测并预测。
演示实践
一个桌子大小的演示器展示了西门子仿真系统的工作方式：一根轴将两台小电机连接起来。左侧电机使右侧电机减速，并在此过程中产生持续负荷。传感器测量电机外部温度。与此同时，运行时长和负荷的数据就能被收集到。仿真系统应用这些输入参数和电机的有关数学模型，计算出右侧驱动装置内部温度，预测温度变化。
Hartmann表示，“我们的虚拟传感器非常，近乎于直接测量温度。原型机测量出当前温度，并预测未来可以重新启动电机的时间点。”源自工程系统的基础模型为我们“提供了宝贵的技术专长基础，使我们的方法有别于竞争对手所采用的完全基于数据的过程。”Obst如是说。Hartmann补充道，“工程模型集成链为在线模拟和校准奠定了基础，这是的卖点。
PLC与变频器两者是一种包含与被包含的关系，PLC与变频器都可以完成一些特定的指令，用来控制电机马达，PLC是一种程序输入执行硬件，变频器则是其中，但是PLC的涵盖范围又比变频器大，还可以用来控制更多的东西，应用领域更广，性能更强大，当然PLC的控制精度也更大。
变频器无法进行编程，改变电源的频率、电压等参数，它的输出频率可以设为固定值，也可以由PLC动态控制。
PLC是可以编程序的，用来控制电气元件或完能、通信等任务。
PLC与变频器之间通信需要遵循通用的串行接口协议（USS），按照串行总线的主从通信原理来确定访问的方法。总线上可以连接一个主站和多31个从站，主站根据通信报文中的地址字符来选择要传输数据的从站，在主站没有要求它进行通信时，从站本身不能首先发送数据，各个从站之间也不能直接进行信息的传输。
PLC基本结构图
PLC可编程控制器的存储器可以分为系统程序存储器、用户程序存储器及工作数据存储器等三种。
1、系统程序存储器
系统程序存储器用来存放由可编程控制器生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能直接更改。系统程序质量的好坏，很大程度上决定了PLC的性能，其内容主要包括三部分：部分为系统管理程序，它主要控制可编程控制器的运行，使整个可编程控制器按部就班地工作，第二部分为用户指令解释程序，通过用户指令解释程序，将可编程控制器的编程语言变为机器语言指令，再由CPU执行这些指令；第三部分为标准程序模块与系统调用程序。
2、用户程序存储器
根据控制要求而编制的应用程序称为用户程序。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务，用规定的可编程控制器编程语言编写的各种用户程序。目前较的可编程控制器采用可随时读写的快闪存储器作为用户程序存储器，快闪存储器不需后备电池，掉电视数据也不会丢失。
3、工作数据存储器
工作数据存储器用来存储工作数据，既用户程序中使用的ON/OFF状态、数值数据等。在工作数据区中开辟有元件映像寄存器和数据表。其中元件映像寄存器用来存储开关量、输出状态以及定时器、计数器、辅助继电器等内部器件的ON/OFF状态。数据表用来存放各种数据，它存储用户程序执行时的某些可变参数值及A/D转换得到的数字量和数字运算的结果等。
变频器基本结构图
变频器是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。
PLC与变频器一般有三种连接方法
①利用PLC的模拟量输出模块控制变频器PLC的模拟量输出模块输出0～5V电压信号或4～20mA电流信号，作为变频器的模拟量输入信号，控制变频器的输出频率。这种控制方式接线简单，但需要选择与变频器输入阻抗匹配的PLC输出模块，且PLC的模拟量输出模块价格较为昂贵，此外还需采取分压措施使变频器适应PLC的电压信号范围，在连接时注意将布线分开，保证主电路一侧的噪声不传至控制电路。
②利用PLC的开关量输出控制变频器。PLC的开关输出量一般可以与变频器的开关量输入端直接相连。这种控制方式的接线简单，抗干扰能力强。利用PLC的开关量输出可以控制变频器的启动／停止、正／反转、点动、转速和加减时间等，能实现较为复杂的控制要求，但只能有级调速。
使用继电器触点进行连接时，有时存在因接触不良而误操作现象。使用晶体管进行连接时，则需要考虑晶体管自身的电压、电流容量等因素，保证系统的可靠性。另外，在设计变频器的输入信号电路时，还应该注意到输入信号电路连接不当，有时也会造成变频器的误动作。例如，当输入信号电路采用继电器等感性负载，继电器开闭时，产生的浪涌电流带来的噪声有可能引起变频器的误动作，应尽量避免。
③PLC与RS-485通信接口的连接。所有的标准西门子变频器都有一个RS-485串行接口（有的也提供RS-232接口），采用双线连接，其设计标准适用于工业环境的应用对象。单一的RS-485链路多可以连接30台变频器，而且根据各变频器的地址或采用广播信息，都可以找到需要通信的变频器。链路中需要有一个主控制器（主站），而各个变频器则是从属的控制对象（从站）。
PLC的变频器控制电机正反转接线图
1．按接线图将线连好后，启动电源，准备设置变频器各参数。
2．按“MODE”键进入参数设置模式，将Pr.79设置为“2”：外部操作模式，启动信号由外部端子（STF、STR）输入，转速调节由外部端子（2、5之间、4、5之间、多端速）输入。
3．连续按“MODE”按钮，退出参数设置模式。
4．按下正转按钮，电动机正转起动运行。
5．按下停止按钮，电动机停止。
6．按下反转按钮，电动机反转起动运行。
7．按下停止按钮，电动机停止。
8. 若在电动正转时按下反转按钮，电动机先停止后反转；反之，若在电动机反转时按下正转按钮，电动机先停止后正转。
PLC与变频器的接线图
PLC和变频器通讯方式
1、PLC的开关量信号控制变频器
PLC（MR型或MT型）的输出点、COM点直接与变频器的STF（正转启动）、RH（高速）、RM（中速）、RL（低速）、输入端SG等端口分别相连。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止、复位； 也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。但是，因为它是采用开关量来实施控制的，其调速曲线不是一条连续平滑的曲线，也无法实现精细的速度调节。
2、PLC的模拟量信号控制变频器
硬件：FX1N型、FX2N型PLC主机，配置1路简易型的FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板； 或模拟量输入输出混合模块FX0N-3A； 或两路输出的FX2N-2DA； 或四路输出的FX2N-4DA模块等。 优点： PLC程序编制简单方便，调速曲线平滑连续、工作稳定。
缺点： 在大规模生产线中，控制电缆较长，尤其是DA模块采用电压信号输出时，线路有较大的电压降，影响了系统的稳定性和可靠性。
3、 PLC采用RS-485通讯方法控制变频器
这是使用得为普遍的一种方法，PLC采用RS串行通讯指令编程。 优点：硬件简单、造价低，可控制32台变频器。 缺点：编程工作量较大。
4、 PLC采用RS-485的Modbus-RTU通讯方法控制变频器
三菱F700系列变频器使用RS-485端子利用Modbus-RTU协议与PLC进行通讯。 优点： Modbus通讯方式的PLC编程比RS-485无协议方式要简单便捷。 缺点： PLC编程工作量仍然较大。
5、 PLC采用现场总线方式控制变频器
三菱变频器可内置各种类型的通讯选件，如用于CC-Link现场总线的FR-A5NC选件； 用于Profibus DP现场总线的FR-A5AP（A）选件； 用于DeviceNet现场总线的FR-A5ND选件等等。三菱FX系列PLC有对应的通讯接口模块与之对接。
优点： 速度快、距离远、效率高、工作稳定、编程简单、可连接变频器数量多。 缺点： 造价较高。
电动机是目前为止使用频率高的旋转工具了，随着变频器的发展和普及，越来越多的电动机需要配合着变频器一起使用，可是在变频器和电动机配套使用的过程中不可避免的会遇到很多的问题，这些暴露的问题越来越值得我们深思和交流。
1，请问电机软起动器是否能节能 ?
软启动节能效果有限,但可以减少启动对电网的冲击,也可以实现平滑启动,保护电机绕组。
根据能量守恒理论 , 由于加入了相对复杂的控制电路 , 软启动不但不节能 , 还会加大能量的消耗 , 但它可以减小电路的启动电流 , 起到了保护的作用。
2，采用变频器运转时,电机的启动电流和启动转矩怎么样？
采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电 流以下 (根据机种不同,为 125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为 6~7倍, 因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动 (起动时间变长 ) 。起动 电流为额定电流的 1.2~1.5倍, 起动转矩为 70%~120%额定转矩; 对于带有转矩自动增强 功能的变频器,起动转矩为 以上,可以带全负载起动。
3，电机的过载和短路之间有什么联系吗 ?
电机的过载有两种; 1. 是机械负荷过载：是带动的负荷过额定值或者传动系统有卡阻现 象的过载,这和短路是没有什么关系的,。2. 是负荷正常：电机电流过载,这就可能是电机 绕组有局部对地，匝间之间的短路现象。
4.变频调速在什么上应用 ? 有什么好处 ?
变频调速在什么上应用 ?
对有调速要求的转动机械上都能应用。
变频调速有什么好处 ?
在变频调速实现之前(理论上早已实现,但是真正实现是在电力电子器件发明之后)传统调速采用直流,直流调速的缺点是:
1。直流电机结构复杂,维护成本高
2。由于换向器的存在,直流电机功率已经没有上升空间。
因此变频调速的好处在于:
1。可以使交流电机得到比直流调速一样优异的调速性能。
2。交流鼠笼式异步电机维护简单方便。
3。交流电机功率不存在换向器的限制。
5，使用 100KVA 变压器供给功率100kW电器(大为37kw )够用不?
100KVA 的变压器能带多大的负载 ? 看了下面的计算公式就知道了
P=容量 *功率因数 *80%=100*0.9*80%=72KW，一般负荷 20%运行1小时是允许的,所以够用。
主要看电流没, 100KVA 的变压器高压电流是 5.8A ,低压电流是150A ,即便偶尔的也不要紧,主要看温升别过 55度。温升等于实际温度减去环境温度。
6，请问如何测量电机的绝缘电阻?
如果是三相交流电机,测量电机三相绕组的相间和对地的绝缘电阻。
如果是直流电机,测量电机电枢绕组对地,串激绕组对地,他激绕组对地,串激绕组对他激绕组。按被测电机电压等级选择相应的摇表。
测量步骤 :
---断开电源
---对地放电
---如果是三相交流电机打开中心点(如过可以）
---如果是直流电机,提起电刷。
---用摇表分别检测相间和对地绝缘电阻
---对地放电
---恢复线路
---记录绝缘电阻,及环境温度在案。
7，什么是无刷无环起动器?
无刷无环起动器是一种克服了绕线式异步电动机装有滑环、碳刷和复杂的起动装置等缺 点,而保留了绕线电机起动电流小,起动转矩大等优点的起动设备。凡原来采用电阻起动 器、电抗器、频敏变阻器、液体变阻起动器、软起动器起动的 JR 、 JZR 、 YR 、 YZR 三相 绕线转子交流异步电动机 (变速、装有进相机的除外)均可选用 “ 无刷无环起动器 ” 来更新 换代。
8，电机的电容起动方式有几种?
有两种起动:
1、电容起动(指电机启动后电容断开);
2，电容启动并运转（电容参与启动后参与运转）。
9，变压器能作为变频器的负载吗?
从原理上讲应该是可以的,但在实际中却不实用,变频器就是不用变压器升压,也应该有可用于 380V 以上电路的品种的,如果要更高电压的,那也有直接用 220V 或 380V 直接 变频再用倍压方式取得高压的电路可以采用。变频器主要用于负载驱动(如电动机),很 少用于电源变频的,而变频器的功能远远不仅限于变频本身,还有很多的附加功能,如各类的保护等,如果用变频器来获得变频电源,从经济的角度考虑是不可取的,建议采用其 他变频电路。
10，变频器能否调至1Hz 吗,高可以调HZ 使用?
如果变频器用在一般的交流异步电机上, 变频器调至1Hz 时已经接近直流, 是不可以的,电机将运行在变频器限制内的大电流下工作,电机将会发热严重,很有可能烧毁电 机。
如果过 50Hz 运行会增大电机的铁损, 对电机也是不利的, 一般好不要过 60Hz , (短 时间内过是允许的)否则也会影响电机使用寿命。
11.变频器的频率调节电阻工作原理是什么?为什么调节电阻能改变频率?
变频器的频率调节电阻是用来把变频器的 10V 基准电压进行比例分压, 然后送回变频器的 主控板。变频器主控板再把电阻送回来的电压进行模数转换读取数据,然后再换算成额定 频率的比例值输出当前频率,因此调整电阻值即可以调整变频器的频率。
12，变频器能对电机电流解耦吗?
变频能解耦吗?不能!但它只要输出的频率 f 、同步转速 n1使得转差率保持在稳定区或者 额定转差率 Se ,就等于对电机电流解耦,因为转子功率因数此时是 1,转子电流就是大家 要解耦的要控制的转矩电流!变频器是异步电机的调速装置,它不可能越异步电机的机械特性而进行所谓的任何控制！
