應用中，為了防止電機由于過電流或外部原因導致過熱而被損壞，設定電機的溫度保護功能。即當電機的溫度超過一定值時，變頻器跳閘(OFF2)。通常情況下，溫度保護有以下兩種方式：

    通過電機的溫度模型對電機進行保護;

    當我們對西門子G120變頻器進行快速調試時，變頻器會根據電機相關參數，如功率、電流等參數來建立電機溫度模型。對于西門子標準電機，電機模型數據比較準確，但對于第三方電機，在完成快速調試之后，建議用戶做電機參數自動識別，如參數(P0340,P1910)，建立電機等效電路數據，以便更好地計算電機內部能量損失。

    在變頻器運行過程中，變頻器會實時監控實際輸出電流，通過I2t計算來判斷電機是否過溫，當I2t計算結果超過P0614(對于MM420),P0604(對于MM440,MM430)里所限定的溫度時，變頻器會采取在P0610中所設定的措施，如報警、跳閘等。

    如下圖1所示：

    圖1電機溫度保護模型

    注：利用電機溫度模型對電機進行溫度保護是西門子標準傳動中所有產品具備的功能。

    通過溫度傳感器進行外部保護

    常見的溫度傳感器有兩種：PTC;KTY84。

    1）PTC傳感器：

    PTC(Positive-Temperature-Characteristic)傳感器是一個具有正溫度特性的電阻。在常溫下，PTC電阻的阻值不高（50-10O歐姆）。一般情況下，電動機里是把三個PTC溫度傳感器串聯連接起來（根據電動機制造廠家的設計），這樣，“冷態”下的PTC電阻值范圍為150至300歐姆。PTC溫度傳感器也常常稱為“冷導體”。但是，在某一特定溫度時，PTC的阻值會急劇上升。電動機制造廠家是根據電動機絕緣的常規運行溫度來選擇這一特定溫度的。由于PTC傳感器是安裝在電動機的繞組中，這樣，就可以根據電阻值的變化來判斷電動機是否過熱。PTC溫度傳感器不能用來測量溫度的具體數值。

    對于變頻器：MM440;MM430;G120提供了電機溫度傳感器的接口，PTC傳感器保護可以與電機溫度模型同時工作。例如MM440,當電動機的PTC已經接到MM440變頻器的控制端14和15時，只要選擇P0601＝1（采用PTC溫度傳感器）激活電動機溫度傳感器的功能，那么，MM4變頻器就會知道電機的狀態，過熱時變頻器就會故障跳閘使電動機得到保護。

    如果PTC電阻值超過2000歐姆，變頻器將顯示故障F0004（電動機過溫）。如果PTC電阻值低于100歐姆，變頻器將顯示故障F0015（電動機溫度檢測信號丟失）。這樣，當電動機過熱和溫度傳感器斷線時，都能使電動機得到保護。

    此外，電動機還受到變頻器中電動機溫度模型的監控，傳感器與溫度模型構成“或”關系，形成了一個電動機過熱保護的冗余系統。

    2）KTY84傳感器：

    KTY84傳感器的原理是基于半導體溫度傳感器（二極管），其電阻值的變化范圍從0℃時的500歐姆可到300℃時的2600歐姆。KTY84具有正的溫度系數，但與PTC不同，它的溫度特性幾乎是線性的。電阻的性能可以與具有很高溫度系數的測量電阻兼容。

    如果KTY84傳感器被激活(P0610=2)，變頻器會對KTY傳感器的阻值進行監控，同時變頻器也根據電動機溫度模型自動計算電動機的溫度。KTY84傳感器識別出斷線時，就發出報警信號A0512（電動機溫度檢測信號丟失），并自動切換到電動機的溫度模型。

    對于變頻器MM420、G110，沒有提供溫度傳感器接口，我們能夠通過電機溫度模型對電機進行溫度保護，同時，我們也可以用數字端子觸發外部故障的方式來保護電機，因為對于通常的溫度傳感器，其輸出阻抗會隨溫度成線性關系變化，如下圖3所示。因此傳感器的阻抗能夠反映當前電機溫度，我們可以按照圖4連接方式，隨著傳感器阻值增大，端子5上的電壓會逐漸增大。當電壓超過數字量的觸發電壓時，數字端子有效，觸發外部故障跳閘。設置參數如下：P0701,P0702orP0703=29.

    另外，我們也可以利用溫度繼電器來觸發外部故障，如在西門子低壓產品中，有可以用來測量電機溫度的繼電器，如3RS1000-1CK10，我們可以設定一個限定值，當電機溫度超過此值時，繼電器動作，觸發外部跳閘。

    新一代西門子G120變頻器在鍋爐風機中的應用

    引言

    風機是工礦企業的主要動力設備，據有關部門的統計，全國風機，水泵電動機裝機容量約35000MW，耗電量約占全國電力耗電量的40%左右。目前，風機和水泵運行中還有很大的節能潛力。在風機運行中應用變頻器調速，其節電率一般可在20%~60%，投資回收期為1~3年，不僅節電*，而且能滿足生產工藝的要求，保產品質量,經濟效益十分顯著。

    風機在鍋爐中也是重要設備，工業鍋爐根據采用的燃料不同，通常分為燃煤，燃油和燃氣三種。這三種鍋爐的控制系統基本相同，只是燃料量的調節手段有所區別。變頻器在控制系統中可以調節送風機的送風量，引風機的引風量和燃料的進給量，即實現對鍋爐的精確控制，又達到了節電和節省燃料的目的。

    特點

    G150是西門子新一代變頻器SINAMICS家族中的一員，它不僅繼承了MasterDrive的特點，而且具有自身的優點。G150是柜體式單傳動的變頻器，功率范圍75KW~2700KW，進線電壓分為380V~480V，500V~600V，660V~690V三個電壓等級，控制方式為無速度傳感器的矢量控制(sensorlessvectorcontrol)和矢量控制。無速度傳感器的矢量控制是矢量控制的一種，只是沒有速度傳感器，通過電機模型的計算來估測電動機的速度反饋值。無速度傳感器的矢量控制的控制精度和系統的動態性能不如帶速度閉環的矢量控制，但也有系統簡單，無需維護速度傳感器，價格便宜的優點，尤其適用于風機泵類電機。

    傳統的V/f控制也無需速度傳感器，但對于大功率的風機泵類電機，如用V/f控制無電流環控制，容易引起電流的波動。無速度傳感器的矢量控制，不僅有速度閉環而且有電流閉環,電機的穩態電流更穩定。

    G150具有豐富的客戶端子，包括8個數字量輸入(DI)，4個雙向輸入/輸出(DI/DO)，2點繼電器輸出(DO)，2個模擬差分輸入(AI)，2個模擬輸出(AO)，1個KTY84溫度傳感器或PTC敏電阻，±10V輔助電源用于模擬給定輸入，24V輔助電源用于數字量輸入，所有的DI/DO，AI/AO都可以自由編程定義功能。與MasterDrive不同，G150的客戶端子，不在控制板上，而是在客戶端子板TM31上。當有端子損壞時，只須更換TM31，節約了維修成本。

    PROFIBUS接口是G150的標準配置，無需選件。通過PROFIBUS可以將G150連接到更高層的自動化系統。通過PROFIBUS可以與調試軟件Starter連接，便于調試和存儲參數。G150的程序和參數存儲于Flashcard中，Flashcard中的數據可用Flashcard適配器讀取，存儲在硬盤中，或刻成光盤存檔。如有相同功率，相同功能的設備，可將數據直接拷貝

    到新的Flashcard中，不需設置任何參數.。另外如舊設備的參數被調亂，或Flashcard損壞也可用以上的方法進行恢復。

    系統簡介

    在這個鍋爐中共有四臺電機使用了G150變頻器，分別控制蒸汽、熱油、熱煙氣。熱煙氣由2臺315KW的電機控制，經管道送入主風機，用于干燥木漿。2臺315KW的G150變頻器分別控制這兩臺風機，通過調節G150的輸出頻率，來控制風機的輸出功率，實現對熱煙流量的精確調控，不僅滿足了工藝的要求，而且比用擋風板調節熱煙流量更節能。另兩臺132KW的電機分別將蒸汽發生器中的蒸汽和熱油發生器中的熱油送入混合室中。蒸汽發生器中的蒸汽輸出量的調節可以控制蒸汽發生器中的壓力和溫度，熱油發生器中的熱油輸出量的調節可以控制熱油發生器的溫度。G150也是通過控制電機的輸出功率來調節蒸汽輸出量和熱油輸出量，實現對蒸汽發生器的壓力和溫度，熱油發生器的溫度的控制。

    2臺132KW的電機參數和變頻器型號如下:

    132KW電機參數:

    額定功率:132KW額定電壓:400V額定頻率:50HZ

    額定電流:228A額定轉速:1485r/min功率因數:0.88

    選用的G150型號:

    6SL3710-1GE32-6CA0-Z

    輸入:380V~480V294A

    輸出:0~480V260A

    2臺315KW的電機參數和變頻器型號如下:

    額定功率:315KW額定電壓:400V額定頻率:50HZ

    額定電流:585A額定轉速:990r/min功率因素:0.81

    選用的G150型號:

    6SL3710-1GE36-1CA0-Z

    輸入:380V~480V639A

    輸出:0~480V605A

    2臺132KW電機用端子控制啟停和模擬量輸入頻率給定。2臺315KW電機PROFIBUS控制，PLC使用西門子公司的S7-300。

    用端子控制的G150的端子圖如下:

    端子X520:1是DI0用于控制變頻器的啟/停(即ON/OFF)。端子X542:5，X542:6是DO1，輸出變頻器的故障信號(DO1是繼電器輸出)。端子X522:1，X522:2是AO0，輸出實際速度值。端子X522:4、X522:5是AO1，輸出實際電機電流值。端子X521:1，X521:2是AI0，作為頻率給定.這些端子的功能是出廠設定，無需修改參數。

    (1)MainSetpoint

    (2)ON/OFFcommand

    (3)Analogoutputactualspeed

    (4)Analogoutputmotorcurrent

    (6)Inverterrelease

    (7)Converternofault

    模擬輸入0(AI0)默認是-10V~10V的電壓輸入，用戶需要4~20mA的輸入，所以修改一些參數。P4056[0]=3，將模擬輸入0設置為4~20mA，因為該模擬輸入波動較大,會影響系統的穩定性，所以我加了10mS的濾波(P4053[0]=10)，從而給定值相對穩定。這些設置如用調試軟件Starter修改就十分的簡單、清晰、明了。如下圖所示:

    1.選擇模擬輸入的類型

    2.模擬輸入的端子

    3.模擬輸入的自由標定

    4.一階濾波

    用PROFIBUS控制G150系統圖如下:將X530:1端子的接線斷開，G150就設置為PROFIBUS控制。首先要設置G150的PROFIBUS從站地址，參數是P0918，該參數的設置必須與Step7中硬件組態的地址*。

    G150的PROFIBUS從站地址也可通過撥碼開關進行設置。這兩種設置中撥碼開關的硬件設置優先，如撥碼都在OFF的位置，則以參數P0918的設置為準。G150的GSD文件在隨機光盤可找到，文件名是si018105.GSD。G150與MasterDrive的PROFIBUS數據定義相似，PZD1是控制字/狀態字，PZD2是給定值/實際值.控制字的各位定義如下:

        該系統用于亞洲創建(河源)木業有限公司的生產線中，亞洲創建集團致力于中國強化地板事業的發展，成功地塑造了”圣象”，”MOBIFLOOR”等強化地板，河源項目的建設將打破以往基材*依賴進口，成本居高不下的局面，進一步提升產品的競爭力。該生產線中的鍋爐系統是由Vyncke公司做的系統集成，Vyncke是一家比利時公司，成立于1912年，在燃燒工藝，鍋爐系統自動化控制系統中有著豐富的設計、制造、安裝、調試的經驗。西門子新一代變頻器G150在該項目中,以其豐富的系統功能，可靠的產品性能，精確的控制系統，得到了用戶的認可。