Wenn Sie mit Elektromotoren arbeiten, haben Sie wahrscheinlich schon von Siemens VFDs gehört. Ein Siemens VFD oder Frequenzumrichter ist ein Gerät, das die Drehzahl und das Drehmoment von Elektromotoren steuert. Eines der wichtigsten Merkmale eines Siemens VFD ist seine Überlastfähigkeit. Die Überlastfähigkeit des Siemens VFD schützt den Antrieb und den Motor vor Schäden, wenn die Last zu hoch ist. In diesem Blog erklären wir, was die Überlastfähigkeit des Siemens VFD ist, wie die thermische Modellierung im Siemens VFD funktioniert und wie man die Auslösekurven des Siemens VFD versteht. Außerdem gehen wir auf häufig auftretende Probleme und Lösungen ein, damit Sie Ihren Siemens VFD optimal nutzen können.
Was ist die Überlastfähigkeit des Siemens VFD?
Die Überlastfähigkeit des Siemens VFD ist die Fähigkeit des Frequenzumrichters, eine Last zu bewältigen, die über einen bestimmten Zeitraum höher als seine Nennkapazität ist. Jeder Frequenzumrichter von Siemens hat eine Nennlast, also die maximale Last, die er dauerhaft bewältigen kann, ohne dass er überhitzt oder beschädigt wird. Wenn die Last diesen Nennwert überschreitet, greift der Überlastschutz des Siemens VFD, um Schäden zu verhindern. Diese Funktion ist für industrielle Anwendungen von entscheidender Bedeutung, bei denen Motoren häufig plötzlichen Laständerungen ausgesetzt sind, beispielsweise bei Pumpen, Lüftern und Förderbändern. Die Überlastfähigkeit des Siemens VFD stellt sicher, dass Antrieb und Motor diese vorübergehenden Überlastungen ohne Ausfall bewältigen können.
Definition der Überlastfähigkeit von Siemens VFD
Vereinfacht ausgedrückt ist die Überlastfähigkeit des Frequenzumrichters von Siemens die Fähigkeit des Antriebs, eine übermäßige Belastung für kurze Zeit zu tolerieren. Beispielsweise können viele VFD-Modelle von Siemens, wie der SINAMICS V20, 60 Sekunden lang 150 % ihrer Nennlast bewältigen. Einige Modelle verfügen auch über eine niedrige Überlasteinstellung, z. B. 110 % des Nennausgangsstroms für 60 Sekunden in einem 300-Sekunden-Zyklus. Das heißt, wenn die Last des Motors plötzlich auf 150 % seiner normalen Last ansteigt, läuft der Siemens VFD 60 Sekunden lang weiter, bevor er sich abschaltet, um sich selbst und den Motor zu schützen. Dieses kurze Zeitfenster gibt Ihnen Zeit, die Last anzupassen oder das Problem zu beheben, bevor ein Schaden auftritt.
Warum die Überlastfähigkeit des VFD von Siemens wichtig ist
Die Überlastfähigkeit des Siemens VFD ist aus zwei Hauptgründen unerlässlich: Schutz der Ausrüstung und Sicherstellung der Produktivität. Ohne diese Funktion könnte eine plötzliche Überlastung den Siemens VFD oder den Motor durchbrennen, was zu kostspieligen Reparaturen und Ausfallzeiten führen würde. In industriellen Umgebungen kann bereits ein kurzer Ausfall viel Geld kosten. Die Siemens VFD-Überlastfähigkeit hilft auch bei der Siemens VFD-Überlastfähigkeit für Motoren, da sie verhindert, dass die Motoren überhitzen und schneller verschleißen. Durch die Bewältigung vorübergehender Überlastungen sorgt der Siemens VFD für einen reibungslosen Betrieb Ihres Betriebs und verlängert die Lebensdauer Ihrer Ausrüstung.
Thermische Modellierung in Siemens VFD
Um die Überlastfähigkeit von Siemens-Frequenzumrichtern zu verstehen, müssen Sie sich zunächst mit der thermischen Modellierung auskennen. Die thermische Modellierung ist ein wichtiger Teil davon, wie Siemens VFD sich selbst und den Motor vor Überlastung schützt. Ein Siemens VFD nutzt thermische Modellierung, um die Temperatur seiner internen Komponenten und des angeschlossenen Motors zu verfolgen. Dadurch kann der Antrieb erkennen, wann die Gefahr einer Überhitzung besteht und wann ein Überlastschutz ausgelöst werden muss. Lassen Sie uns erklären, was thermische Modellierung ist und wie sie in einem Siemens VFD funktioniert.
Grundlagen der thermischen Modellierung von Siemens VFD
Die thermische Modellierung in einem Siemens VFD ist eine Möglichkeit, die Wärmeentwicklung im Antrieb und Motor zu berechnen und zu überwachen. Wenn ein Siemens-Frequenzumrichter läuft, erzeugen seine internen Teile (wie der Wechselrichter) und der Motor Wärme. Wenn sich diese Hitze zu stark aufbaut, kann es zu Schäden am Gerät kommen. Das thermische Modell im Siemens VFD nutzt Daten wie Motorleistung, Strom und Umgebungstemperatur, um abzuschätzen, wie viel Wärme erzeugt wird und wie schnell sie abgeführt wird. Für Siemens-Standardmotoren ist das thermische Modell sehr genau, aber für Motoren von Drittanbietern können Sie Parameter wie P1910 verwenden, um eine automatische Identifizierung der Motorparameter durchzuführen, wodurch das thermische Modell präziser wird.
Funktionsweise der thermischen Modellierung in Siemens VFD
Das thermische Modell in einem Siemens VFD funktioniert durch kontinuierliche Überwachung des Motorstroms und Verwendung einer I²t-Berechnung, um die Wärmeentwicklung zu verfolgen. I²t steht für „Stromquadrat multipliziert mit Zeit“ und ist eine Möglichkeit, die durch elektrischen Strom erzeugte Wärme zu messen. Der Siemens VFD vergleicht den I²t-Wert mit einem eingestellten Grenzwert (gespeichert in Parametern wie P0604 für MM440-Modelle), um festzustellen, ob die Wärme zu hoch wird. Wenn der Grenzwert überschritten wird, ergreift der Siemens VFD Maßnahmen, indem er beispielsweise einen Alarm auslöst oder auslöst (abschaltet), um eine Überhitzung zu verhindern. Dieser Vorgang erfolgt in Echtzeit, sodass der Siemens VFD schnell auf Last- und Temperaturänderungen reagieren kann.
Auslösekurven für Siemens VFD
Auslösekurven sind ein weiterer wichtiger Bestandteil der Überlastfähigkeit des Frequenzumrichters von Siemens. Eine Siemens-VFD-Auslösekurve ist ein Diagramm, das zeigt, wie lange der Antrieb verschiedene Überlastungsgrade bewältigen kann, bevor er auslöst. Diese Kurven helfen Ihnen, die Überlastgrenzen des Siemens VFD zu verstehen und Ihren Betrieb entsprechend zu planen. Das Erlernen des Lesens der Siemens VFD-Auslösekurven ist der Schlüssel zur sicheren und effektiven Nutzung Ihres Antriebs.
Was sind Siemens VFD-Auslösekurven?
Siemens VFD-Auslösekurven sind Zeitstromkurven, die die Beziehung zwischen dem Überlaststrom (als Prozentsatz des Nennstroms) und der Zeit zeigen, die der Siemens VFD zum Auslösen benötigt. Die Kurve besteht aus zwei Hauptteilen: der Funktion für lange -Zeiten und der Funktion für kurze -Zeiten. Der Langzeitteil der Kurve zeigt die Überlastauslösezeit für niedrigere Überlastgrade (z. B. 110 % bis 150 % des Nennstroms). Der Kurzzeitteil zeigt die Auslösezeit für höhere Überlastungen (z. B. 180 % des Nennstroms). Beispielsweise könnte ein Siemens-VFD bei 150 % Überlast nach 60 Sekunden auslösen, bei 180 % Überlast jedoch nur nach 10 Sekunden.
So lesen Sie Siemens VFD-Auslösekurven
Das Lesen von Siemens VFD-Auslösekurven ist einfach, wenn Sie wissen, worauf Sie achten müssen. Die x--Achse (horizontale Linie) zeigt den Überlaststrom als Prozentsatz des Nennstroms des Siemens VFD. Die y--Achse (vertikale Linie) zeigt die Zeit in Sekunden oder Minuten an. Um die Kurve zu verwenden, ermitteln Sie den Prozentsatz der Überlastung Ihres Motors auf der x--Achse und folgen Sie dann der Kurve bis zur y--Achse, um zu sehen, wie lange der Siemens VFD diese Überlastung bewältigen kann, bevor er auslöst. Wenn die Auslösekurve Ihres Siemens VFD beispielsweise zeigt, dass 150 % Überlast 60 Sekunden entspricht, wissen Sie, dass der Antrieb nach 60 Sekunden abschaltet, wenn die Last so hoch bleibt. Dies hilft Ihnen, Ihren Betrieb anzupassen, um ein Auslösen des Siemens VFD zu vermeiden.
Häufige Ursachen für Überlastungsauslösungen des Siemens VFD
Selbst bei starker Überlastfähigkeit des Siemens VFD kann es immer noch zu Überlastauslösungen kommen. Wenn Sie die häufigsten Ursachen für Überlastungsauslösungen von Siemens-Frequenzumrichtern kennen, können Sie diese verhindern und Ihre Anlagen am Laufen halten. Schauen wir uns die häufigsten Gründe für Überlastauslösungen bei Siemens VFDs an.
Externe Faktoren
Viele Überlastauslösungen werden durch externe Faktoren außerhalb des Siemens VFD selbst verursacht. Eine häufige Ursache ist ein überlasteter oder festsitzender Motor. Wenn der Motor nicht frei drehen kann (aufgrund eines blockierten Lüfters oder verschlissener Lager), zieht er mehr Strom und löst den Überlastschutz des Siemens VFD aus. Ein weiterer externer Faktor ist eine schlechte Kühlung. Wenn der Kühlventilator des Siemens VFD nicht funktioniert oder die Umgebung zu heiß ist (über 40 Grad), wird der Antrieb schneller überhitzen, was zu einer Überlastabschaltung führt. Jeder Anstieg der Umgebungstemperatur um 1 Grad über 40 Grad verringert die Kapazität des Siemens VFD um 5 %. Auch Probleme mit der Stromversorgung, etwa Spannungsschwankungen von mehr als ±10 %, können zu Überlastungsauslösungen führen.
Probleme mit den Parametereinstellungen
Manchmal werden Überlastauslösungen durch falsche Parametereinstellungen im Siemens VFD verursacht. Wenn Sie beispielsweise die Nennleistung des Motors (P0307) falsch einstellen, verwendet der Siemens VFD das falsche thermische Modell, was zu falschen Überlastauslösungen führt. Ein weiterer häufiger Fehler besteht darin, die Beschleunigungszeit (P1120) zu kurz einzustellen, insbesondere bei großen Geräten wie Pumpen oder Lüftern. Eine kurze Beschleunigungszeit führt dazu, dass der Motor mehr Strom verbraucht, was den Überlastschutz des Siemens VFD auslösen kann. Um dies zu vermeiden, stellen Sie die Beschleunigungszeit bei schweren Lasten auf mindestens 10–15 Sekunden ein. Falsche Einstellungen des Überlastschutzkoeffizienten (P0640) können ebenfalls zu Auslösungen führen.
So verhindern Sie Überlastungsauslösungen des Siemens VFD
Mit ein paar einfachen Schritten lässt sich die Überlastauslösung des Siemens VFD ganz einfach verhindern. Wenn Sie diese Tipps befolgen, können Sie die Überlastfähigkeit Ihres Siemens VFD optimal nutzen und Ausfallzeiten reduzieren.
Überprüfen Sie zunächst regelmäßig den Motor und das mechanische System. Stellen Sie sicher, dass der Motor nicht festsitzt und die Lager gut-geschmiert sind. Überprüfen Sie die Wicklungsisolierung des Motors mit einem Megaohmmeter (wenn sie weniger als 1 MΩ beträgt, muss sie repariert werden). Zweitens optimieren Sie die Parametereinstellungen des Siemens VFD. Stellen Sie sicher, dass Parameter wie P0307 (Motornennleistung) und P0304 (Motornennstrom) mit dem Typenschild des Motors übereinstimmen. Stellen Sie die Beschleunigungszeit (P1120) entsprechend Ihrer Last ein. Drittens sorgen Sie für eine ausreichende Kühlung. Reinigen Sie die Lüftungsschlitze des Siemens VFD regelmäßig und stellen Sie sicher, dass der Kühlventilator funktioniert. Wenn die Umgebung heiß ist, sollten Sie den Einbau zusätzlicher Kühlgeräte in Betracht ziehen. Vermeiden Sie schließlich häufige Resets. Das Zurücksetzen des Siemens VFD ohne Behebung der Fehlerursache kann zu Schäden an den Antriebskomponenten wie den IGBTs führen.
Abschluss
Die Überlastfähigkeit des Siemens VFD ist eine wichtige Funktion, die Ihren Antrieb und Motor vor Schäden schützt. Durch das Verständnis der thermischen Modellierung und der Auslösekurven können Sie Ihren Siemens VFD effektiver nutzen und kostspielige Ausfallzeiten vermeiden. Die thermische Modellierung in Siemens VFD verfolgt die Wärmeentwicklung, um eine Überhitzung zu verhindern, während Auslösekurven Ihnen zeigen, wie lange der Antrieb Überlastungen aushalten kann. Häufige Ursachen für Überlastauslösungen sind externe Faktoren wie Motorprobleme und schlechte Kühlung sowie falsche Parametereinstellungen. Durch Befolgen der Präventionstipps können Sie sicherstellen, dass Ihr Siemens VFD reibungslos und zuverlässig läuft.
Unabhängig davon, ob Sie einen Siemens SINAMICS V20, G120 oder ein anderes Modell verwenden, ist es wichtig, die Überlastfähigkeit des Siemens VFD zu kennen, um das Beste aus Ihrer Ausrüstung herauszuholen. Wenn Sie Fragen zu den Überlasteinstellungen Ihres Siemens VFD haben oder Hilfe bei der Fehlerbehebung benötigen, konsultieren Sie das Siemens-Benutzerhandbuch oder wenden Sie sich an einen Siemens-Servicetechniker. Mit der richtigen Pflege und dem richtigen Verständnis wird Ihr Siemens VFD über Jahre hinweg zuverlässige Leistung erbringen.
