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发表人：xbj116 |
发表时间：2011/1/4 12:03:00 |
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 发表新论题
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1、什么是变频器？
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
2.巧妙进行变频器的选择方法
通用变频器的选择包括变频器的型式选择和容量选择两个方面。其总的原则是首先保证可靠地实现工艺要求，再尽可能节省资金。
根据控制功能可将通用变频器分为三种类型：普通功能型U/f控制变频器、具有转矩控制功能的高性能型U/f控制变频器（也称无跳闸变频器）和矢量控制高性能型变频器。变频器类型的选择要根据负载的要求进行。对于风机、泵类等平方转矩，低速下负载转矩较小，通常可选择普通功能型的变频器。对于恒转矩类负载或有较高静态转速精度要求的机械采用具有转矩控制功能的高功能型变频器则是比较理想的。因为这种变频器低速转矩大，静态机械特性硬度大，不怕负载冲击，具有挖土机特性。日本富士公司的FRENIC5000G7/P7、G9/P9、三肯公司的SAMCO-L系列属于此类。也有采用普通功能型变频器的例子。为了实现大调速比的恒转矩调速，常采用加大变频器容量的办法。对于要求精度高、动态性能好、响应快的生产机械（如造纸机械、轧钢机等），应采用矢量控制高功能型通用变频器。安川公司的VS-616G5系列、西门子公司的6SET系列变频器属于此类。
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。负载电流不超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，冶金工业常用的辑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，且辘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超过变频器的额定电流。
3.控制系统中变频与工频切换注意事项
变频-工频切换时，出现变频炸机，出现空开跳闸，由此出现了各种解释，使变频-工频切换成为一个是忽难以逾越的门槛。
例如，有人说“必须保证变频器输出的相序和工频相序一致，这样才有可能切入”等等。如果变频器输出的相序和工频真的相序一致时，变频-工频切换时变频照样炸机、空开照样跳闸。显然原因绝不是因为什么相序、相位等。
我告诉你一个简单的方法，你用电压表测量变频器输出端与工频相线间的电压，不管你怎么调整变频器输出的相序、相位或其它，测量结果都是工频380V线电压。
变频器输出端与工频相线间的电压是工频380V线电压，你能直接进行变频-工频切换吗？直接切换能不炸机、跳闸吗？
所以变频-工频切换的技术秘诀就是变频器的输出端与工频不能短接，只要保证变频器的输出端与工频不会短接，那你的方法一定能保证切换成功。
怎么保证变频器的输出端与工频不短接呢？方法很简单，你用一个接触器1断开变频器输出与电动机的连接，再用一个接触器2接通工频与电动机，用接触器1的常闭触点去接通接触器2的电磁线圈，即接触器1和接触器2一定要互锁。这样就保证了变频器的输出端与工频不可能短接，你的切换就再也不会炸机、跳闸了。
操作注意事项：
1、要切换工频的电机，停车方式设定为自由停车，切忌不能软停车； PLC资料网
2、从变频器输出端切断电机的接触器，其控制停止按钮与变频器停车按钮为同一复合按钮，即按停车时，变频器停车随之接触器线圈断电切断电机与变频器的连接；
3、从变频器输出端切断电机的接触器，其控制启动按钮与变频器启动按钮联锁，即启动接触器接通电机后，变频方可启动；
4、电动机接入工频的接触器，其线圈控制回路由变频器输出端切断电机的接触器的常闭触点控制，保证变频器输出端切断电机后接入工频；
5、如果切换过程迅速准确，即电机脱离电源惯性运行的时间越短，转速下降越少，越不存在“冲击”，既电机在额定电流下切换；
6、这里要注意电动机接入工频的相序要保证电机切换后转向一致！
7、工频到电机应设一隔离断路器；
“切换400KW的电机，高压侧都跳闸”
1、看来大家对大功率电机切换工频存在疑虑；
2、这里担心电机惯性运动期间发电，大可不必，但是什么原因造成跳闸？
3、有两个问题值得考虑，一个是大电机脱离电源后，绕组由于分布电容还存在静电电压，切换时出现操作过电压；
4、另一个就是，电机还没有完全脱离变频器（例如电弧还没有熄灭），工频过早完成切换，形成工频短路；
5、解决的办法是，首先让变频自由停车，电机再脱离变频器，然后再切换到工频，就可以排出以上原因造成的切换跳闸；
6、一定要控制好时间差！！！
变频与工频的切换，用PLC控制切换过程时，切换的秘诀是变频自由停车到切除电机要有0.1秒的延时，由电机从变频切除到工频接通要有0.2－－0.4秒的延时，整个过程最多0.5秒完成；
高压变频器基本知识入门
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1、电压源型与电流源型高压变频器的区别。
变频器的主电路大体上可分为两类：电压源型和电流源型。电压源型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波元件是电容；电流源型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波元件是电感。
2、为什么变频器的输出电压与频率成比例的改变？
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过的电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，电机电流增大，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器的输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免磁饱和现象的产生。这就是VVVF的定义。这里的电压指的是电机的线电压或者相电压的有效值。
3、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？
频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加，但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
4、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？
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100%以上，可以带全负载起动。
5、V/f模式是什么意思？
频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。保持V/f比恒定控制是异步电机变频调速的最基本的控制方式，它在控制电机的电源频率变化的同时控制变频器输出的电压，并使二者之比V/f为恒定，从而使电机的磁通保持恒定。在电机额定运行情况下，电机的定子电阻和漏抗的电压降比较小，电机的端电压和电机的感应电势近似相等。
V/f比恒定控制存在的主要问题是低速性能较差。其原因一是低速时异步电机定子电阻电压降所占比例变大，已不能忽略，不能再认为定子电压和电机感应电势近似相等，仍按V/f比一定控制已不能保持电机磁通恒定。电机磁通的减小必然造成电机的电磁转矩减小；另外变频器功率器件的死区时间也是影响电机低速性能的重要原因，死区时间造成电压下降同时还会引起转矩脉动，在一定条件下还会引起转速、电流的振荡。
V/f比恒定控制常用于通用变频器上。这类变频器主要用于风机、水泵的调速功能，以及对调速范围要求不高的场合。V/f比恒定控制的突出优点是可以进行电机的开环速度控制。
6、按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化？
频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而电阻不变，将造成在低速下产生的转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定的起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。
7、所谓开环是什么意思？
给所使用的电机装设速度传感器，将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用速度传感器运转的就叫作“开环”，通用变频器多为开环方式。
8、高压变频器自身的保护功能
输出过载、输出过流、电网过电压、电网欠电压、电网失电、直流母线过电压、直流母线欠电压、变压器过热、缺相、控制电源掉电、驱动故障、功率器件过热、散热风机故障、外部给定掉线、接地故障、光纤故障等等。
变频器现场调试与故障处理——经验谈
一、 到福建省泉州市去调试三台用在纺织机上的15KW变频器，原因：变频器老是跳硬件保护“OCU1”故障，赶到现场后我静态测试机器无问题，主线路、控制线路也完好。我用万用表量零线和地线是通的，问电工才知道他们工厂的零地是共用的。一般变频器接地时，如果该工厂零线与地线是共用的话，最好另处取地线，把地线取下后故障解除。
故障分析：因为该厂的零线与地线是共用的，变频器接地线也等于接了零线，零线一般会传播干扰信号。而我们的变频器报“OCU1”故障有如下几种情况：1。变频器三相输出侧有短路现象；2。逆变模块损坏；3。外部干扰信号进入变频器。
由于第一与第二种原因正常排除，就只有第三种外部干扰信号，干扰信号是从地线进入的，所以把地线拆除，就切断了干扰源。这时运行变频器恢复正常。
二、在福清市调试一台锅炉引风机55KW的机器。故障也是“OCU1”，通常我们这种“OCU1”故障是：外部干扰，三相输出有短路现象，机器内部故障问题。原因是机器一启动到运行到10HZ左右就报，（变频器是用的自由停车，风机惯性也比较大）用户要经常启停变频器。这说明机器问题不太，是干扰问题，（因为电机线放了几十M长，而且控制线和主电源线是混合在一起的）停下变频器半个小时后，观查引风机还在自转。我就把变频器参数变为“先制动，再启动”（F0-011=1 当然还有一些参数要改，这里我就不在说明了，大家可以进我们网站下载技术手册。）然后再启动变频器，故障还有是没有解除，用了几种方案后，最后我们把启动频率提高到3HZ（F0-012=3）问题就解决了。真是什么问题都有呀！
三 、江门市一个人造板机械上覆铜箔板18层双幅真空热压机组通过变频改造后，油管振动声很大，发出的噪声也大，改用工频运行就正常。
本机组由二台真空斜轴泵、一台充压泵、一台加压泵，（这是改造的四台机器）。上下料架各一台、一台移动式装卸机及相应的液压系统、真空系统、电控系统组成。一共用了三台55KW，一台75KW的变频器，全部采用多段速运行。
到现场后发现是两台斜轴泵的管道发出的噪声。把下限频率提升起来到30HZ（原来20HZ）还是不行。用了好几种方案还是不能解决问题，通过观察当斜轴泵加速时就发出这种噪声，后来想到可能是多段速的加减速时间可能设置太长，把减速时间调到5HZ（原来15HZ，真空泵的负载一般不是很重），噪声也就消失了。
四，我遇到一个难解的故障，是这样的，一个客户打电话我，说我们公司的一批机器 通过上位机控制，上位机给启动指令时能启动，但给停止指令时就不能停机。具体如下，
40台11-22KW的风机节能改造，每台变频器都用一个上位机DDC模块控制（加拿大生产）。上位机主要是监测变频器的故障报警、过滤网报警、频率、启停、温度等。其它都正常，就是启停时有麻烦。后来到现场检测，故障真是这样，然后查看上位机DDC模块的说明书，最后发现是DDC模块的干接点不接受直流24V，只接受交流24V或者是无源信号都行，所以才会出现上面这种现象。后来加一个继电器就解决了。
五，也是一个与上位机联机控制的变频器，故障是上位机给运行信号，变频器不接收，其它都正常，而变频器本身就能运行起来，只要一联上位机就不行。我就跟客户讲，把线路再好好的检查一下，用户硬说很好，没有问题。我就认定是线路故障，后来我们技术到现场处理时，就发现一条接24V的线没接捞搞。
续、下面谈一些干扰问题:
1、一用户反映PLC给信号到变频器时,经常出不必要的故障,比如给假信息,或者变频器不接收信息.由于客户比较急用,我们就赶到现场处理,检测了变频器,PLC,电源,设备均正常.初步认定是干扰引起.我们在PLC的电源模块及输入/输出的电源线上接入滤波器,问题还是得不到明显的改善,后来把变频器和PLC的电源线,控制线分开走线,这时故障才解除..
2、最近有一客户打电话来反映,由三台变频器组成的调速系统(装在同一个变频柜里),出现如下情况:用外接的电位器调频率时,发现异常使转速产生波动.然后就会报故障.到现场后检查了电源,负载,电位器,控制线路都正常.在调试变频器时,当一台单独运行时,工作正常,三台同时运行时就会出现异常.这可能是干扰引起.
对策：将三台变频器移出变频柜,分别装在一个单独的变频柜里,电位器也分开,然后改用屏蔽线。最后干扰清除,三台都能同时运行.
3、前几天，接到一个用户电话，说给一台印刷机做节能改造，用多段速运行。（3。7KW）变频器单独运行印刷机很正常，当与印刷机的送纸机同步运行时，报软件过流故障。代理商技术员调了一天，没有调好，就认定是我们的机器有问题，不能用要退货。
后来到现场维护处理，检测了线路，变频器都无问题。看了一下设备，印刷机里有两台电机，一台主电机，（就是改造的3。7KW的），还有一台是给送纸机用的，起上下降作用。变频器单独运行印刷机正常，就是与送纸机同步运行时报故障。这些动做都是通过接触器，继电器工作。印刷机设备也没有接地，而我们变频器的接地也就是接在印刷机设备上，所以根本没有接地，认定是干扰故障。
对策：A,把所有控制线更换成屏蔽线，加磁环；
b,把电源线加磁环；
c,把设备和变频器分别接地，最后故障解除。
续、谈一谈现场遇到的线路故障
1。在福建省出差做售后服务时，我们代理商的客户有一台伦茨5.5KW的变频器老跳故障。机器发出去检修了两次都没有问题，拿回来用就是不行，维修人员到现在也没看出什么问题，刚好碰上了客户跟我一讲，引用了我的兴趣想过去看看。到现在观看了一下现场，这台机器是接上位机控制的变频器；控制线路多；现场环境温度也很高，站一会就冒汗；机器用了好几年了。跟据这几点，我怀疑是线路有短路。我把所有的控制线路去掉，不带负载；空载运行半小时正常，接上负载后也正常，后接上控制线就报故障了。这让我心里有点低了，把所有控制线拆下测量，最后发现有两根线老化短路，其它的线也有不同的老化，只是没有这么严重。把所有控制线换掉，运行变频器一切都很正常。
2。浙江省某纺织厂一台110KW变频器用在空压机上，用PID控制。最近上电就没有显示，没有24V，其它都正常。代理商的技术员到现场更换了电路板还是不行，变频器改造时又没有改旁路，客户急得很，打了好几个电话到公司。赶到现场后检测变频器正常，把控制线去掉后，单独运行变频器完好。不过24V电路被烧坏，这肯定也是短路造成的。用户控制线走线不是靠墙走，而是从地上走线，也很随便，地上也较乱。这是一个低极错误。把控制线拉去来测量，发现有多处损坏而短路，而且都是被硬物压坏的。
3。上月到江西一个煤矿企业处理一台160KW国产变频器，故障原因是老跳过载保护，空载运行就没有问题，量三相也平衡。由于此机过了保修期，客户怕返回厂家麻烦，我刚好出差到了江西，受客户所托就赶过去看看，现场环境真的不敢想呀！我至今还有阴影。进到现场最多支持10分钟，带口罩也只能半小时，煤灰太多，又难闻，不好意思了，又谈起我的感受了，谈正题。
在现场检查了外部线路，操作台都正常，变频器三相也正常，电路板上的电流检测电路也没有什么问题，那故障出在那里了，我就想到霍尔传感器，霍尔线，测量传感器阻值是正常的，可能就是霍尔线不良了，取下来用万用表测量，发现还真是有一根信号线断了，用电烙铁焊好后运行变频器就正常了。
此变频器就安装在电机旁边，可能是振动引起的吧！当然原因是多方面的，这也只是我的个人意见了，当然变频器安装在电机旁边本来就是不合理的，希望大家注意了。
4。曾在一台设备上用过4台18.5的变频，在我们公司出厂前都经过严格的调试，但是到了用户现场，电工接完线上电后告诉我总是对方总空开跳闸，有时是某一台变频起动就跳闸，有时是两台起动跳闸。
我到现场后，检查所有接线、变频参数设定及硬件都没用问题，到厂家总空开处看发现他们的空开是临时借用的，地线和中线短接且有漏电保护作用，只有30mA。而技术使用手册上标明每台变频器都应不大于30mA的漏电流。将对地漏电保护线拆除故障就没了。
跟据这几个现场经验，建议我们的用户在安装变频器时，对线路走线，安装都要考虑是否符合安全规范，有条件最好套PV管或铜、铝、铁管，这样即可保护好线路又可以屏蔽，如有条件建议安装旁路，这样就避免不少麻烦。
最近遇动几个值得注意的问题？供大家分享。
一、今年六月接到一个客户的电话，说用我们15KW的变频器带负载时变频器发热严重，（此机已用了一年多了），想返回公司维修。我就问他，电机有没有发热，他说没注意到，他观查了以后打电话说电机也发热。我要求他把变频器更换到另一台电机上面用，看有没有这种现象，后来说没有很正常，还是带的18.5KW 的。最后不用我说用户就知道怎么做了，这说明电机存在问题。所以我们在遇到问题时，就不要急，静下心来慢慢查原因。一切故障都有因果是不是！
二、今天修了一台110KW的变频器，故障原因是温度过高引起变频器炸，电解电容炸爆，现在是夏天来了，好多地方高温不断，我们应该多注意呀！如果自己的变频器是用在温度过高的地方，想法改善一下要作环境为上策。
三、今天收到一个同行给我发来的一封求助信。
具体内容如下，他在给客户一台18.5KW锅炉引风机安装一台18。5KW的变频器，变频器安装好后一启动，配电房分闸就跳，原来配电房每路都安装了漏电保护器（200mA动作，30mA脉冲）。要求客户拆除漏电保护遭拒绝，后将载波频率调到1KHz，改变变频器启动方式仍未能解决，最后怀疑电机的电源线有漏电，因其长度有20米左右且埋于地下，但要求客户更换也有困难（其原先工频使用正常）。请问有没有什么简单有效的解决方法？请您帮忙解答，不胜感激!
解答；漏电保护器一般检测到三相不平衡度为%20以上就会跳保护，当安装变频器后三相不平衡度一般会超过%50以上，所以漏电保护器肯定会跳。下面我给出几种方法，希望能帮到你。
方法一：漏电保护器上一般会有一个调节器，把调节器调大即可；
方法二：把漏电保护器更换为变频器专用漏电保护器，市面上有卖变频器专用漏电保护器的。
方法三：增大设备负载，也就是马达负载，启动漏电流就不会很大了。
方法四：把漏电保护器短接掉。
五、最近我遇到一个现场变频器调试问题，这个问题很值得我们借鉴，所以我就发上来和大家一起分享！
具体问题如下：一个山东的客户打电话过来反映一台75KW变频器在运行中老是跳过流“OC”保护故障，根据经验这个故障是比较难处理的，因为“OC”故障有几下几种情况：1。机器负载输出侧有短路；2。负载太重，加速时间太短；3。变频器模块损坏；4。外部干扰信号等。
这几个现象用户说有考虑到，负载工频用没有关系，加速时间已设定到60S，变频器也加装了电抗器，最重要的一点就是变频器不带负载运行正常。听到这些我郁闷半天，最后我就问用户自己有没有维修过变频器，或者说运行过变频器没有。过了一会儿用户回电给我说，这台变频器被电工换过主控板，由于这种75KW的变频器显示不正常，电工就从一台备用机37KW变频器机器上拆下来的更换上去的。由于我们公司变频器37KW和75KW的主控板是一样的，只是参数设定不一样，电工就很自信的更换上去，37KW的变频器参数与37KW电机参数相符合，与75KW电机参数肯定不相符如（电流、功率、极对数、转数、电流采样等）。所以用在75KW上肯定会报“OC”故障。建议用户在没有搞清状况下，不要轻易维修变频器，如果维修而又对变频器不是很了解，可以先找一下这方面的技术员了解一些情况，也可以直接找厂家。
六、接到一个代理客户的投诉电话，反映一台设备上用了4台MM440的变频器，代理商把变频器在家里都把参数都试好，也运行了变频器正常，但是到了用户现场，电工把变频器接完线后，通交流电源总是对方总空开跳闸，有时是某一台变频起动就跳闸，有时是两台起动跳闸。
我到现场后，检查所有接线、变频参数设定及硬件都没用问题，到厂家总空开处看发现他们的空开是临时借用的，地线和中线短接且有漏电保护作用，只有30mA。而MM440使用手册上标明每台变频都会有不大于30mA的漏电流（因为改用变频器后漏电流可以会达到50MA以上）。将对地漏电保护线拆除就好了。
七。最近去河北调试一批变频器，主要是用在炼胶机上，炼出来的胶用于电缆上。刚开时我不知道是用在炼胶机，客户说是用在风机水泵类负载上。所以定的变频器也就是风机水泵型的，我一赶到现在一看原来如此！这那里是风机水泵负载，这不是在忽悠人吗！！客户的技术员还说这就是轻载呀，还要求用闭环控制，我说有反馈过来吗，有压力有流量吗？他说没有，反正要用闭环才能节能。把我气晕了。后来在领导安排下安装了一台一试，根本就启动不起来，一按运行就保过流保护，已经达到180%的过载率。这种现场就不太适合做变频改造，后来客户要求改造，只好全部更换重载型的变频器才能解决问题！真的是磨人呀！！
八。最近遇到一个比较麻烦的问题？现在公布出来让大家分享，具体问题如下：
昨天接到一个代理商技术支持电话，反映我们的一台3。7KW的变频器用在4KW的钟织纺织机上，运行几个小时后，电机不转；但变频器还有频率显示，而且还不报故障，就是电机不转。以为是变频器有问题，后又更换了一台新的，故障依然如此。
以前是装的‘XX’的变频器损坏了，现改装我们的变频器遇到这种情况，真是难见的问题呀！后来发现按正转按钮变频器运行时，正转和反转指示灯都亮；这就奇怪了，难道又是干扰引起，我们换成屏蔽线后，一切正常。
九。最近接到一个做机械配套的用户电话,反映我们的变频器对他机械设备上的触摸屏产生干扰.具体故障如下:
用户说设备使用中触摸屏经常花屏或变成蓝色.看不到数据,只要重新断电再送电,故障就没有了,过十几分钟故障又开始出现,用户要求技术支持现场处理.
故障分析与处理:我们到现场后,发现变频器是由触摸屏控制,检查了变频器,外部控制线路,设备都正常.换上新的变频器后试了一会儿,故障依然存在.后把控制线换成屏蔽线加磁环,故障还是没有得到解决.
最后,我怀疑是触摸屏上有问题,我把触摸屏上的电源线扒掉再重新插上,故障就没了.一会儿又出现故障,后把所有的信号线插头都扒掉,还是有问题.
真是奇怪了,是那里干扰呢!在这时我突然想到触摸屏后的接地线,把接地线取下.设备正常运行了一小时都没出现故障.后来检测是因为接地不良,接地电阻比较大引起.
十。去年(2007)12月份,我到淅江一个现场处理了一个很有意思的故障,相信这个故障对大家有所帮助.
该用户用了我们公司一台160KW的变频器,操作面板采用远程监控,接线长度达到150M.
故障现象：变频器在启动时操作面板显示模糊，数字不停的跳动。运行到正常频率后，有时会跳动，有时会闪烁。严重影响用户的操作与使用，要求我们公司派技术人员现场处理。
处理分析：到达现场后观看了整个操作程序，还真是客户所说不停的闪烁。依具经验这种故障肯定出在线路上，由于接线比较长,存在损耗,机器是代理安装，150M的远程线也是代理自己做的线。查看面板线是采用屏蔽线，而且另一端是屏蔽接地了。按照标准这应用是正常的接法，但我用了好几种方法都不见效,如加磁环,重新走线等,最后我采用了两端屏蔽接地的方法，效果显著，而且跳动与闪烁故障完全解除。
变频器的控制电路及几种常见故障分析
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1 引言
随着变频器在工业生产中日益广泛的应用，了解变频器的结构，主要器件的电气特性和一些常用参数的作用，及其常见故障越来越显示出其重要性。
2 变频器控制电路
给异步电动机供电 (电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路，称为控制电路，如图1所示。控制电路由以下电路组成：频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路。
在图 1点划线内，无速度检测电路为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。
1)运算电路将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。
2)电压、电流检测电路
与主回路电位隔离检测电压、电流等。
3)驱动电路
为驱动主电路器件的电路，它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。
4)I/0输入输出电路
为了变频器更好人机交互，变频器具有多种输入信号的输入 (比如运行、多段速度运行等)信号，还有各种内部参数的输出“比如电流、频率、保护动作驱动等)信号。
5)速度检测电路
以装在异步电动轴机上的速度检测器 (TG、PLG等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
6)保护电路
检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。
逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下
(1)逆变器保护
①瞬时过电流保护由于逆变电流负载侧短路等，流过逆变器器件的电流达到异常值 (超过容许值)时，瞬时停止逆变器运转，切断电流。变流器的输出电流达到异常值，也同样停止逆变器运转。
②过载保护
逆变器输出电流超过额定值，且持续流通达规定的时间以上，为了防止逆变器器件、电线等损坏要停止运转。恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或者电子热保护 (使用电子电路)。过载是由于负载的GD2(惯性)过大或因负载过大使电动机堵转而产生。
③再生过电压保护
采用逆变器是电动机快速减速时，由于再生功率直流电路电压将升高，有时超过容许值。可以采取停止逆变器运转或停止快速减速的方法，防止过电压。
④瞬时停电保护
对于数毫秒以内的瞬时停电，控制电路工作正常。但瞬时停电如果达数 10ms以上时，通常不仅控制电路误动作，主电路也不能供电，所以检出后使逆变器停止运转。
⑤接地过电流保护
逆变器负载接地时，为了保护逆变器有时要有接地过电流保护功能。但为了确保人身安全，需要装设漏电断路器。
⑥冷却风机异常
有冷却风机的装置，当风机异常时装置内温度将上升，因此采用风机热继电器或器件散热片温度传感器，检出异常后停止逆变器。在温度上升很小对运转无妨碍的场合，可以省略。
(2)异步电机的保护
①过载保护
过载检出装置与逆变器保护共用，但考虑低速运转的过热时，在异步电动机内埋入温度检出器，或者利用装在逆变器内的电子热保护来检出过热。动作频繁时，可以考虑减轻电动机负载、增加电动机及逆变器容量等。
②超额 (超速)保护
逆变器的输出频率或者异步电动机的速度超过规定值时，停止逆变器运转。
其它保护
①防止失速过电流
急加速时，如果异步电动跟踪迟缓，则过电流保护电路动作，运转就不能继续进行 (失速)。所以，在负载电流减小之前要进行控制，抑制频率上升或使频率下降。对于恒速运转中的过电流，有时也进行同样的控制。
②防止失速再生过电压
减速时产生的再生能量使主电路直流电压上升，为了防止再生过电压电路保护动作，在直流电压下降之前要进行控制，抑制频率下降，防止不能运转 (失速)。
3 变频器控制回路的抗干扰措施
由于主回路的非线性 (进行开关动作)，变频器本身就是谐波干扰源，而其周边控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其它装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常的工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。
1)变频器的基本控制回路
同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种：
① 4～20mA电流信号回路(模拟)；1～5V/0～5V电压信号回路(模拟)。
②开关信号回路，变频器的开停指令、正反转指令等 (数字)。
外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵变频器。
2)干扰的基本类型及抗干扰措施。
①静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生的电势。
措施：加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径 40倍以上时，干扰程度就不大明显。
在两电缆间设置屏蔽导体，再将屏蔽导体接地。
②静电感应干扰：指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通大小，控制电缆形成的闭环面积和干扰源电缆与控制电缆间的相对角度。
措施：一般将控制电缆与主回路电缆或其它动力电缆分离铺设，分离距离通常在 30cm以上(最低为10cm)，分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合，绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。
③电波干扰：指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。
措施：同 1和2所述。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用的铁箱要接地。
④接触不良干扰：指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良，电阻发生变化在电缆中产生的干扰。
措施：对继电器触点接触不良，采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆连接点应定期做拧紧加固处理。
⑤电源线传导干扰：指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其它设备在电源系统直接产生电势。
措施：变频器的控制电源由另外系统供电，在控制电源的输入侧装设线路滤波器；装设绝缘变压器，且屏蔽接地。
⑥接地干扰：指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发的各种意想不到的干扰，比如设置两个以上接地点，接地处会产生电位差，产生干扰。
措施：速度给定的控制电缆取 1点接地，接地线不作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不与其它接地端子共用，并尽量减少接地端子引接点的电阻，一般不大于100d。
3)其它注意事项
①装有变频器的控制柜，应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设备。
②弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器和接触器。
③控制电缆建议采用 1.25mm×2或2mm×2屏蔽绞合绝缘电缆。
④屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时，屏蔽端子要互相连接。
4 变频器常见故障分析
1)变频器充电起动电路故障
通用变频器一般为电压型变频器，采用交—直—交工作方式，即是输入为交流电源，交流电压三相整流桥整流后变为直流电压，然后直流电压经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输出到负载。当变频器刚上电时，由于直流侧的平波电容容量非常大，充电电流很大，通常采用一个起动电阻来限制充电电流，常见的变频起动两种电路，如图 1所示。充电完成后，控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路，起动电路故障一般表现为起动电阻烧坏，变频器报警显示为直流母线电压故障，一般设计者在设计变频器的起动电路时，为了减少变频器的体积选择起动电阻，都选择小一些，电阻值在10～50Ω，功率为10～50W。
当变频器的交流输入电源频繁通时，或者旁路接触器的触点接触不良时，以及旁路晶闸管的导通阻值变大时，都会导致起动电阻烧坏。如遇此情况，可购买同规格的电阻换之，同时必须找出引出电阻烧坏的原因。如果故障是由输入侧电源频率开合引起的，必须消除这种现象才能将变频器投入使用；如果故障是由旁路继电器触点或旁路晶闸管引起，则必须更换这些器件。
2)变频器无故障显示，但不能高速运行
我厂一台变频器状态正常，但调不到高速运行，经检查，变频器并无故障，参数设置正确，调速输入信号正常，上电运行时测试出现变频器直流母线电压只有 450V左右，正常值为580～600V，再测输入侧，发现缺了一相，故障原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的，为什么变频器输入缺相不报警仍能在低频段工作呢?实际上变频器缺一相输入时，是可以工作的，多数变频器的母线电压下限为400V，即是当直流母线电压降至400V以下时，变频器才报告直流母线低电压故障。当两相输入时，直流母线电压为380*1.2＝452V>400V。当变频器不运行时，由于平波电容的作用，直流电压也可达到正常值，新型的变频器都是采用PWM控制技术，调压调频的工作在逆变桥完成，所以在低频段输入缺相仍可以正常工作，但因为输入电压低输出电压低，造成异步电机转矩低，频率上不去。
3)变频器显示过流
出现这种故障显示时，首先检查加速时间参数是否太短，力矩提升参数是否太大，然后检查负载是否太重。如果无这些现象，可以断开输出侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点，复位后运行，看是否出现过流现象，如果出现的话，很可能是 1PM模块出现故障，因为1PM模块内含有过压过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能，而这些故障信号都是经模块控制引脚的输出Fn引脚传送到微控器的，微控器接收到故障信息后，一方面封锁脉冲输出，另一方面将故障信息显示在面板上，一般更换1PM模块。
4)变频器显示过压故障
变频器出现过压故障，一般是雷雨天气，由于雷电串入变频器的电源中，使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸，在这种情况下，通常只须断开变频器电源 1min左右，再合上电源，即可复位；另一种情况是变频器驱动大惯性负载，就出现过压现象，因为这种情况下，变频器的减速停止属于再生制动，在停止过程中，变频器的输出频率按线性下降，而负载电机的频率高于变频器的输出频率，负载电机处于发电状态，机械能转化为电能，并被变频器直流侧的平波电容吸收，当这种能量足够大时，就会产生所谓的“泵升现象”，变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大电压而跳闸，对于这种故障，一是将减速时间参数设置长些或增大制动电阻或增加制动单元；二是将变频器的停止方式设置为自由停车。
5)电机发热，变频器显示过载
对于已经投入运行的变频器如果出现这种故障，就必须检查负载的状况；对于新安装的变频器如果出现这种故障，很可能是 V/F曲线设置不当或电机参数设置有问题，如一台新装变频器，其驱动的是一台变频电机，电机额定参数为220V/50Hz，而变频器出厂时设置为380V/50Hz，由于安装人员没有正确设定变频器的V/F参数，导致电机运行一段时间后转子出现磁饱和，致使电机转速降低，发热而过载。所以在新变频器使用以前，必须设置好该参数，另外使用变频器的无速度传感器矢量控制方式时，没有正确的设置负载电机的额定电压、电流、容量等参数，也会导致电机热过载，还有一种情形是设置的变频器载波率过高时，也会导致电机发热过载，最后一种情形是电气设计者设计变频器常常在低频段工作，而没有考虑到在低频段工作的电机散热变差的问题，致使电机工作一段时间后发热过载，对于这种，需加装散热装置。
5 结束语
采用变频器作为异步电动机驱动器，尽管采用先进工艺和器件制造出来的新的可靠性非常高，但是如果使用不当或偶然事件也会发生造成变频器的损坏。要想在生产过程中，使用好变频器，熟悉变频器的结构原理，了解常见故障，对技术人员尤为重要。
变频器调速装置使用浅析
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异步电动机是电力、化工等生产企业最主要的动力设备。作为高能耗设备，其输出功率不能随负荷按比例变化，大部分只能通过挡板或阀门的开度来调节，而电动机消耗的能量变化不大，从而造成很大的能量损耗。近年来，随着变频器生产技术的成熟以及变频器应用范围的日益广泛，使用变频器对电动机电源进行技术改造成为各企业节能降耗、提高效率的重要手段。
1 变频调速原理
n＝60 f(1－s)/p (1)
式中 n———异步电动机的转速；
f———异步电动机的频率；
s———电动机转差率；
p———电动机极对数。
由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。
变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
2 谐波抑制
变频器使用的突出问题就是谐波干扰，当变频器工作时，输出电流的谐波电流会对电源造成干扰。虽然各变频器厂家对变频器谐波的治理均采取了措施且基本达到国家标准要求，但谐波仍然是变频器选型和使用中最需要关注的问题。
变频器的输出电压中含有除基波以外的其他谐波。较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电机出力不足，故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。
由于变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较陡的脉冲波，其谐波分量较大。为了消除谐波，主要采用以下对策：
a.增加变频器供电电源内阻抗 通常情况下，电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。当电源容量相对变频器容量越小，内阻抗值相对越大，谐波含量越小；电源容量相对变频器容量越大，则内阻抗值相对越小，谐波含量越大。所以选择变频器供电电源变压器时，最好选择短路阻抗大的变压器。
b.安装电抗器 安装电抗器实际是从外部增加变频器供电电源的内阻抗。在变频器的交流侧或变频器的直流侧安装电抗器或同时安装，可抑制谐波电流。
c.变压器多相运行 通常变频器的整流部分是6脉波整流器，所以产生的谐波较大。应用变压器的多相运行，如使相位角互差30°的Y－△、△－△组合的2台变压器构成相当于12脉波整流器，则可减小谐波电流，起到谐波抑制作用。
d.调节变频器的载波比 提高变频器载波比，可有效抑制低次谐波。
e.应用滤波器 滤波器可检测变频器谐波电流的幅值和相位，并产生与谐波电流幅值相同、相位相反的电流，从而有效地吸收和消除谐波电流。
3 负载的匹配
3.1 平方转矩负载
风机类、泵类负载是工业现场应用最多的设备，变频器在这类负载上的应用最多。它是一种平方转矩负载。一般情况下，具有U/f＝const控制模式的变频器基本都能满足这类负载的要求，下面根据这类变频器的主要特点介绍选型时需要注意的问题。
3.1.1 避免过载
风机和水泵一般不容易过载，选择变频器的容量时保证其稍大于或等于电动机的容量即可；同时选择的变频器的过载能力要求也较低，一般达到120％，1min即可。但在变频器功能参数选择和预置时应注意，由于负载的阻转矩与转速的平方成正比，当工作频率高于电动机的额定频率时，负载的阻转矩会超过额定转矩，使电动机过载。所以，要严格控制最高工作频率不能超过电机额定频率。
3.1.2 启/停时变频器加速时间与减速时间的匹配
由于风机和泵的负载转动惯量比较大，其启动和停止时与变频器的加速时间和减速时间匹配是一个非常重要的问题。在变频器选型和应用时，应根据负荷参数计算变频器的加速时间和减速时间来选择最短时间，以便在变频器启动时不发生过流跳闸和变频器减速时不发生过电压跳闸的情况。但有时在生产工艺中，对风机和泵的启动时间要求很严格，如果上述计算的时间不能满足需求时，应该对变频器进行重新设计选型。
3.1.3 避免共振
由于变频器是通过改变电动机的电源频率来改变电机转速实现节能效果的，就有可能在某一电机 转速下与负荷轴系的共振点、共振频率重合，造成负荷轴系不能容忍的振动，有时会造成设备停运或设备损坏，所以在变频器功能参数选择和预置时，应根据负荷轴系的共振频率，通过设定跳跃频率点和宽度，避免系统发生共振现象。
3.1.4 憋压与水锤效应
泵类负载在实际运行过程中，容易发生憋压和水锤效应，所以变频器选型时，在功能设定时要针对这个问题进行单独设定。
a.憋压 泵类负载在低速运行时，由于关闭出口门使压力升高，从而造成泵汽蚀。在变频器功能设定时，通过限定变频器的最低频率来限定泵流量的临界点最低转速，可避免此类现象的发生。
b.水锤效应 泵类负载在突然断电时，由于泵管道中的液体重力而倒流。若逆止阀不严或没有逆止阀，将导致电机反转，因电机发电而使变频器发生故障或烧坏。在变频器系统设计时，应使变频器按减速曲线停止，在电机完全停止后再断开主电路，或者设定“断电减速停止”功能，可避免该现象的发生。
3.2 恒转矩负载
带式输送机是恒转矩负载的典型例子。恒转矩负载的基本特点为，在负荷一定的情况下，负载阻转矩取决于皮带与滚筒间的磨擦阻力和滚筒的半径。这类负载转矩和转速的快慢无关，所以在调节转速过程中，负载的阻转矩保持不变。
恒转矩负载在选择变频调速系统时，除了按常规要求外，应对变频器的控制方式进行选择。
a.负荷的调速范围。在调速范围不大的情况下，选择较为简易的V/F控制方式的变频器。当调速范围很大时，应考虑采用有反馈的矢量控制方式。
b.恒转矩负载只是在负荷一定的情况下负载阻转矩是不变的，但对于负荷变化时其转距仍然随负荷变化。当转矩变动范围不大时，可选择较为简易的V/F控制方式的变频器，但对于转矩变动范围较大的负载，应考虑采用无反馈的矢量控制方式。
c.如果负载对机械特性的要求不高，可考虑选择较为简易的V/F控制方式的变频器，而在要求较高的场合，则必须采用有反馈的矢量控制方式。
4 结束语
以上是作者在变频器选型及应用中的经验，供有关人员在变频器选购和应用时参考。随着变频器的高智能化、高可靠性、低价格和免维护，变频器节能降耗的作用会更加明显。
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以下是关于《变频器故障处理》论题的回复（共11篇，分2页显示） |
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回复人：BEYOND1212 |
回复时间：2011/4/3 21:37:00 |
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回复人：delphiziji |
回复时间：2011/5/6 12:53:00 |
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什么是变频器？
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
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回复人：delphiziji |
回复时间：2011/5/6 12:54:00 |
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如果负载对机械特性的要求不高，可考虑选择较为简易的V/F控制方式的变频器，而在要求较高的场合，则必须采用有反馈的矢量控制方式。
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回复人：delphiziji |
回复时间：2011/5/6 12:54:00 |
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如果负载对机械特性的要求不高，可考虑选择较为简易的V/F控制方式的变频器，而在要求较高的场合，则必须采用有反馈的矢量控制方式。
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回复人：xuguohui |
回复时间：2011/5/22 0:10:00 |
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回复人：vip1803233 |
回复时间：2011/7/17 14:02:00 |
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回复人：JOIRJOIJRO |
回复时间：2011/9/29 16:57:00 |
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回复人：gabranth |
回复时间：2012/7/13 11:25:00 |
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公 司 简 介
上海润驰电气有限公司是西门子工业自动化与驱动技术集团（IA＆DT）的核心分销商（一级代理商），多年来与德国西门子（SIEMENS）的长期合作中，我们为广大客户提供自动化方案的解决办法和相关产品销售、工程项目设计与开发、电气成套、系统集成等服务。公司具备强大的业务创新和技术创新能力，并将根据客户的要求提供全集成的自动化解决方案和增值服务。公司在为用户提供国内外先进工艺系统及产品设备、专业的技术支持和售后服务的同时，积累了各种大、中型工程项目经验。
主要产品有：
一、 西门子产品
1：西门子交流电机：1LA5、1LA7、1LA9、1LG4、1LG0、1MA6、1MA7、1MJ6、1MJ7、1LA8、1PQ8、1LA4等系列
2：西门子伺服电机：1FK7、1FT6、1PH7等系列
3：西门子电缆： 6FX5002、6FX6002、6FX8002等系列
4：西门子变频器： MM4、G150、G120、V50、S120等系列
5：西门子自动化产品：S7-200、S7-300PLC、HMI、低压产品等
二、 编码器产品
西门子（1XP8001），林德（leine&linde），施克（SICK），宝盟，梅尔（MEYLE），倍加福（P+F）等品牌产品进口高端光电编码器和传感器。
公司长期备有1LA7,1LG4,1LG0等电机、MM4变频器，林德、施克、西门子编码器等产品现货库存，以便满足客户的使用需求。
期待与您的沟通，让我们形成长期稳定的合作伙伴关系
联系人：何炜炜
电 话：021-61732689 15801757290 传 真：021-61732677
邮 箱：hww@sh-riches.com 网 址：www.sh-riches.com
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回复人：gabranth |
回复时间：2012/7/13 11:32:00 |
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公 司 简 介
上海润驰电气有限公司是西门子工业自动化与驱动技术集团（IA＆DT）的核心分销商（一级代理商），多年来与德国西门子（SIEMENS）的长期合作中，我们为广大客户提供自动化方案的解决办法和相关产品销售、工程项目设计与开发、电气成套、系统集成等服务。公司具备强大的业务创新和技术创新能力，并将根据客户的要求提供全集成的自动化解决方案和增值服务。公司在为用户提供国内外先进工艺系统及产品设备、专业的技术支持和售后服务的同时，积累了各种大、中型工程项目经验。
主要产品有：
一、 西门子产品
1：西门子交流电机：1LA5、1LA7、1LA9、1LG4、1LG0、1MA6、1MA7、1MJ6、1MJ7、1LA8、1PQ8、1LA4等系列
2：西门子伺服电机：1FK7、1FT6、1PH7等系列
3：西门子电缆： 6FX5002、6FX6002、6FX8002等系列
4：西门子变频器： MM4、G150、G120、V50、S120等系列
5：西门子自动化产品：S7-200、S7-300PLC、HMI、低压产品等
二、 编码器产品
西门子（1XP8001），林德（leine&linde），施克（SICK），宝盟，梅尔（MEYLE），倍加福（P+F）等品牌产品进口高端光电编码器和传感器。
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回复人：shaoming18 |
回复时间：2012/9/8 11:20:00 |
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变频器故障多样，需要灵活处理，尤其是涉及到程序的问题时
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