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潯之漫 智控技術(shù)有限公司 上海詩慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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西門子高壓變頻器
1、電壓源型與電流源型高壓變頻器的區(qū)別
變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓源型和電流源型。電壓源型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波元件是電容;電流源型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波元件是電感。
2、為什么變頻器的輸出電壓與頻率成比例的改變
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過的電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，磁回路飽和，電機(jī)電流增大，嚴(yán)重時(shí)將燒毀電機(jī)。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時(shí)控制變頻器的輸出電壓，使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，避免磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這就是VVVF的定義。這里的電壓指的是電機(jī)的線電壓或者相電壓的有效值。
3、電動(dòng)機(jī)使用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，電壓下降則電流增加;對(duì)于變頻器驅(qū)動(dòng)，如果頻率下降時(shí)電壓也下降，那么電流是否增加頻率下降(低速)時(shí)，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。
4、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)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(dòng)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(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為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(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長)。起動(dòng)電流為額定電流的1.2～1.5倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%～120%額定轉(zhuǎn)矩;對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動(dòng)。
5、V/f模式是什么意思
頻率下降時(shí)電壓V也成比例下降。保持V/f比恒定控制是異步電機(jī)變頻調(diào)速的基本的控制方式，它在控制電機(jī)的電源頻率變化的同時(shí)控制變頻器輸出的電壓，并使二者之比V/f為恒定，從而使電機(jī)的磁通保持恒定。在電機(jī)額定運(yùn)行情況下，電機(jī)的定子電阻和漏抗的電壓降比較小，電機(jī)的端電壓和電機(jī)的感應(yīng)電勢近似相等。
V/f比恒定控制存在的主要問題是低速性能較差。其原因一是低速時(shí)電機(jī)定子電阻電壓降所占比例變大，已不能忽略，不能再認(rèn)為定子電壓和電機(jī)感應(yīng)電勢近似相等，仍按V/f比一定控制已不能保持電機(jī)磁通恒定。電機(jī)磁通的減小必然造成電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩減小;另外變頻器功率器件的死區(qū)時(shí)間也是影響電機(jī)低速性能的重要原因，死區(qū)時(shí)間造成電壓下降同時(shí)還會(huì)引起轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，在一定條件下還會(huì)引起轉(zhuǎn)速、電流的振蕩。
V/f比恒定控制常用于通用變頻器上。這類變頻器主要用于風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速功能，以及對(duì)調(diào)速范圍要求不高的場合。V/f比恒定控制的突出優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行電機(jī)的開環(huán)速度控制。
6、按比例地改V和f時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化
頻率下降時(shí)*成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而電阻不變，將造成在低速下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。
因此，在低頻時(shí)給定V/f，要使輸出電壓提高一些，以便獲得一定的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動(dòng)?？梢圆捎酶鞣N方法實(shí)現(xiàn)，有自動(dòng)進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法。
7、所謂開環(huán)是什么意思
給所使用的電機(jī)裝設(shè)速度傳感器，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)”，不用速度傳感器運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”，通用變頻器多為開環(huán)方式。
8、高壓變頻器自身的保護(hù)功能
輸出過載、輸出過流、電網(wǎng)過電壓、電網(wǎng)欠電壓、電網(wǎng)失電、直流母線過電壓、直流母線欠電壓、變壓器過熱、缺相、控制電源掉電、驅(qū)動(dòng)故障、功率器件過熱、散熱風(fēng)機(jī)故障、外部給定掉線、接地故障、光纖故障等等。
三、總結(jié)
綜上所述，本文介紹了西門子高壓變頻器的特點(diǎn)，用戶可以參考本文提供的內(nèi)容進(jìn)行配置，從而確保驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。如果用戶需要更多的了解和使用西門子變頻器系列，我們也會(huì)更好的提供相關(guān)技術(shù)支持。
無錫西門子變頻器一級(jí)代理商
變頻器選型攻略
變頻器（Variable frequency Drive， VFD） 是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成。
變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。
衡量一個(gè)通用變頻器性能好壞的主要指標(biāo)有：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、控制方式、轉(zhuǎn)矩控制精度、速度控制精度、速度控制方式、控制信號(hào)種類、頻率跳躍功能、載波頻率、多段速度設(shè)定、通信接口等。變頻器選型的是否正確對(duì)于機(jī)械設(shè)備的電控系統(tǒng)正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。
建議大家變頻器選型的時(shí)候首先要弄清楚機(jī)械設(shè)備的類型、負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度和使用環(huán)境的要求等現(xiàn)場所需條件，然后才決定選擇使用何種控制方式和防護(hù)結(jié)構(gòu)的變頻器是合適的。所謂合適，是在滿足機(jī)械設(shè)備中實(shí)際工藝生產(chǎn)的要求和使用場合前提下所說的一個(gè)說法，實(shí)現(xiàn)變頻器的應(yīng)用性價(jià)比。
變頻器選型攻略
1.1 對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的適應(yīng)能力
當(dāng)母線上電動(dòng)機(jī)成組自起動(dòng)、當(dāng)母線上一臺(tái)電動(dòng)機(jī)組起動(dòng)時(shí)對(duì)變頻器運(yùn)行的影響，這與變頻器允許的輸入電壓波動(dòng)范圍參數(shù)有關(guān)，對(duì)于火電機(jī)組應(yīng)保證母線電壓跌落30%時(shí)變頻器不會(huì)停機(jī)。
另外，在母線切換等情況下所造成的母線電壓瞬時(shí)失電發(fā)生后，變頻器應(yīng)具有持續(xù)或恢復(fù)運(yùn)行的功能（有些廠家稱為“失壓再起動(dòng)功能”），即在母線電壓瞬間降低或消失（如事故切換）時(shí)變頻器不跳閘或使電機(jī)系統(tǒng)慣性運(yùn)行;當(dāng)母線電壓重新恢復(fù)正常后，變頻器能根據(jù)捕捉到的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速正確調(diào)整自身輸出，重新拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的功能。
1.2 對(duì)現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)能力
高壓變頻器大多安裝于現(xiàn)場輔機(jī)附近，灰塵較多，灰塵進(jìn)入變頻柜內(nèi)會(huì)導(dǎo)致絕緣下降或擊穿損壞電子元器件;灰塵堵塞濾網(wǎng)造成功率柜散熱效果差，易導(dǎo)致功率模塊過熱失效損壞。有些廠家把空氣濾網(wǎng)設(shè)計(jì)為在運(yùn)行中可拆換清洗，便于維護(hù)。在南方高溫、潮濕氣候地區(qū)，應(yīng)選擇對(duì)環(huán)境溫濕度要求低、系統(tǒng)溫升相對(duì)低的產(chǎn)品，以保證安全穩(wěn)定運(yùn)行。
高壓變頻器具有單元旁路功能，即某個(gè)功率單元出故障時(shí)該單元應(yīng)能夠自動(dòng)退出，整個(gè)系統(tǒng)可持續(xù)帶故障運(yùn)行，這實(shí)際是一種冗余設(shè)計(jì)技術(shù)。此時(shí)應(yīng)注意單元旁路后對(duì)變頻器帶載能力的影響，主要考慮變頻裝置每相功率單元個(gè)數(shù)、控制系統(tǒng)的電壓補(bǔ)償。
單元串聯(lián)越多，故障概率越大，單個(gè)單元故障對(duì)輸出能力的影響越小，二者應(yīng)折中取舍。若采用電壓補(bǔ)償算法、中性點(diǎn)偏移算法可提高系統(tǒng)單元旁路后的帶載能力，但此種方法可能帶來共模電壓等問題，需視電動(dòng)機(jī)絕緣安全等設(shè)備具體情況取舍。
高壓變頻器的控制系統(tǒng)電源至關(guān)重要，應(yīng)設(shè)計(jì)采用多路控制電源供電，多通道互為備用、無擾切換;風(fēng)扇冷卻器的冗余設(shè)計(jì)也有助于提高系統(tǒng)的抗擾動(dòng)能力。
