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上海翰粵自動化系統(tǒng)有限公司 |
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SIEMENS 上海翰粵自動化系統(tǒng)有限公司
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西門子高效的 SINAMICS 低壓變頻器，幾乎適用于生產(chǎn)和加工行業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)域。的性能，*的靈活性和功能性，便捷的工程組態(tài)，將使客戶顯著獲益。并可根據(jù)具體應(yīng)用要求，使用標(biāo)準(zhǔn)選件靈活組態(tài)。
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變頻器的設(shè)定參數(shù)多，每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍，
使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。
控制方式：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動態(tài)辨識。
低運(yùn)行頻率：即電機(jī)運(yùn)行的小轉(zhuǎn)速，電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，其散熱性能很差，電機(jī)長時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下，會導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時(shí)，其電纜中的電流也會增大，也會導(dǎo)致電纜發(fā)熱。
高運(yùn)行頻率：一般的變頻器大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對普通電機(jī)來說，其軸承不能長時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。
載波頻率：載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機(jī)發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。
電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。
跳頻：在某個(gè)頻率點(diǎn)上，有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個(gè)裝置比較高時(shí)；在控制壓縮機(jī)時(shí)，要避免壓縮機(jī)的喘振點(diǎn)。
變頻器日常使用中出現(xiàn)的一些問題，很多情況下都是因?yàn)樽冾l器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的。西門子變頻器可設(shè)置的參數(shù)有幾千個(gè)，只有系統(tǒng)地、合適地、準(zhǔn)確地設(shè)置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。 [1]
變頻器控制方式的選擇由負(fù)荷的力矩特性所決定，電動機(jī)的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性根據(jù)下列關(guān)系式?jīng)Q定：
p= t n/ 9550
式中：p——電動機(jī)功率(kw)
t——轉(zhuǎn)矩(n. m)
n——轉(zhuǎn)速(r/ min)
轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系根據(jù)負(fù)載種類大體可分為3種[2]。
(1)即使速度變化轉(zhuǎn)矩也不大變化的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，此類負(fù)載如傳送帶、起重機(jī)、擠壓機(jī)、壓縮機(jī)等。
(2)隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負(fù)載。此類負(fù)載如風(fēng)機(jī)、各種液體泵等。
(3)轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩越小的恒功率負(fù)載。此類負(fù)載如軋機(jī)、機(jī)床主軸、卷取機(jī)等。
變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數(shù)p1300設(shè)為0，變頻器工作于線性
v/f控制方式，將使調(diào)速時(shí)的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速對象。
將p1300設(shè)為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載。這類負(fù)載的軸功率n近似地與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比。其轉(zhuǎn)矩m近似地與轉(zhuǎn)速n的平方成正比。對于這種負(fù)載，如果變頻器的v/f特性是線性關(guān)系，則低速時(shí)電機(jī)的許用轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴(yán)重下降。為了適應(yīng)這種負(fù)載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小，從而減小電機(jī)的磁通和勵磁電流，使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
可以進(jìn)一步通過設(shè)置參數(shù)使v/f控制曲線適合負(fù)載特性。將p1312在0至250之間設(shè)置合適的值，具有起動提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當(dāng)?shù)奶岣咭匝a(bǔ)償在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小的問題。適用于大起動轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對象。
變頻器v/f控制方式驅(qū)動電機(jī)時(shí)，在某些頻率段，電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會發(fā)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無法運(yùn)行，甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護(hù)，使得電機(jī)不能正常啟動，在電機(jī)輕載或轉(zhuǎn)矩慣量較小時(shí)更為嚴(yán)重?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點(diǎn)，在v/f曲線上設(shè)置跳轉(zhuǎn)點(diǎn)及跳轉(zhuǎn)頻帶寬度，當(dāng)電機(jī)加速時(shí)可以自動跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。從p1091至p1094可以設(shè)定4個(gè)不同的跳轉(zhuǎn)點(diǎn)，設(shè)置p1101確定跳轉(zhuǎn)頻帶寬度。
有些負(fù)載在特定的頻率下需要電機(jī)提供特定的轉(zhuǎn)矩，用可編程的v/f控制對應(yīng)設(shè)置變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線。設(shè)置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標(biāo)，對應(yīng)的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標(biāo)。
參數(shù)p1300設(shè)置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善，調(diào)速范圍寬，低速范圍起動力矩高，精度高達(dá)0.01%，響應(yīng)很快，高精度調(diào)速都采用svpwm矢量控制方式。
參數(shù)p1300設(shè)置為22，變頻器工作于矢量轉(zhuǎn)矩控制。這種控制方式是目前上的控制方式，其他方式是模擬直流電動機(jī)的參數(shù)，進(jìn)行保角變換而進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的，矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動機(jī)參數(shù)進(jìn)行控制，控制簡單，精確度高。
MicroMaster440
西門子變頻器MicroMaster440是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。
它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時(shí)具備*的過載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場合。創(chuàng)新的BiCo（內(nèi)部功能互聯(lián)）功能有*的靈活性。
主要特征：
200V-240V ±10%，單相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW；
矢量控制方式，可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制；
高過載能力，內(nèi)置制動單元；
三組參數(shù)切換功能?？刂乒δ埽?線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制，磁通電流控制免測速矢量控制，閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，節(jié)能控制模式；
標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試軟件；
數(shù)字量輸入6個(gè)，模擬量輸入2個(gè)，模擬量輸出2個(gè)，繼電器輸出3個(gè)；
獨(dú)立I/O端子板，方便維護(hù)；
采用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接；
內(nèi)置PID控制器，參數(shù)自整定；
集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊；
具有15個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；
可實(shí)現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式；
在電源消失或故障時(shí)具有"自動再起動"功能；
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性；
快速電流限制（FCL），防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；
有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能。
保護(hù)功能：
過載能力為200%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間3秒和150%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60秒；
過電壓、欠電壓保護(hù)；
變頻器、電機(jī)過熱保護(hù)；
接地故障保護(hù)，短路保護(hù)；
閉鎖電機(jī)保護(hù)，防止失速保護(hù)；
采用PIN編號實(shí)現(xiàn)參數(shù)連鎖。
MicroMaster430
西門子變頻器MicroMaster430是全新一代標(biāo)準(zhǔn)變頻器中的風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專家。功率范圍7.5kW至250kW。它按照要求設(shè)計(jì)，并使用內(nèi)部功能互聯(lián)（BiCo）技術(shù)，具有高度可靠性和靈活性?？刂栖浖梢詫?shí)現(xiàn)功能：多泵切換、手動/自動切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測、節(jié)能運(yùn)行方式等。
主要特征：
380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW；
風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載；
牢固的EMC（電磁兼容性）設(shè)計(jì)；
控制信號的快速響應(yīng)；
控制功能：
線性v/f控制，并帶有增強(qiáng)電機(jī)動態(tài)響應(yīng)和控制特性的磁通電流控制（FCC），多點(diǎn)v/f控制；
內(nèi)置PID控制器；
快速電流限制，防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；
數(shù)字量輸入6個(gè)，模擬量輸入2個(gè)，模擬量輸出2個(gè)，繼電器輸出3個(gè)；
具有15個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；
采用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接；
集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊；
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，可選平滑功能；
三組參數(shù)切換功能：電機(jī)數(shù)據(jù)切換，命令數(shù)據(jù)切換；
風(fēng)機(jī)和泵類功能：
多泵切換；
旁路功能；
手動/自動切換；
斷帶及缺水檢測 ；
節(jié)能方式；
保護(hù)功能：
過載能力為140%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間3秒和110%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60秒;
過電壓、欠電壓保護(hù)；
變頻器過溫保護(hù)；
接地故障保護(hù)，短路保護(hù)；
I2t電動機(jī)過熱保護(hù)；
PTC Y電機(jī)保護(hù)。
西門子變頻器MicroMaster420
西門子變頻器MicroMaster420是全新一代模塊化設(shè)計(jì)的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它友好的用戶界面，讓你的安裝、操作和控制象玩游戲一樣靈活方便。全新的IGBT技術(shù)、強(qiáng)大的通訊能力、精確的控制性能、和高可靠性都讓控制變成一種樂趣。
主要特征：
200V-240V ±10%，單相/三相，交流，0.12kW-5.5kW；
380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW；
模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有多的靈活性；
標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)訪問結(jié)構(gòu)，操作方便。
控制功能：
線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制；
磁通電流控制（FCC），可以改善動態(tài)響應(yīng)特性；
的IGBT技術(shù)，數(shù)字微處理器控制；
數(shù)字量輸入3個(gè)，模擬量輸入1個(gè)，模擬量輸出1個(gè)，繼電器輸出1個(gè)；
集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊/Device-Net模板；
具有7個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；
捕捉再起動功能；
在電源消失或故障時(shí)具有“自動再起動”功能；
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性；
快速電流限制（FCL），防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；
有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能；
采用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接。
保護(hù)功能：
過載能力為150%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60秒；
過電壓、欠電壓保護(hù)；
變頻器過溫保護(hù)；
接地故障保護(hù)，短路保護(hù)；
I2t電動機(jī)過熱保護(hù)；
采用PTC通過數(shù)字端接入的電機(jī)過熱保護(hù)；
采用PIN編號實(shí)現(xiàn)參數(shù)連鎖；
閉鎖電機(jī)保護(hù)，防止失速保護(hù)。
西門子G120C緊湊型變頻器
SINAMICS G120C緊湊型變頻器，在許多方面為同類變頻器的設(shè)計(jì)樹立了*。包括它緊湊的尺寸，便捷的快速調(diào)試，簡單的面板操作，方便友好的維護(hù)以及豐富的集成功能都將成為新的標(biāo)準(zhǔn)。
SINAMICS G120C是專門為滿足OEM用戶對于高性價(jià)比和節(jié)省空間的要求而設(shè)計(jì)的變頻器，同時(shí)它還具有操作簡單和功能豐富的特點(diǎn)。這個(gè)系列的變頻器與同類相比相同的功率具有更小的尺寸，并且它安裝快速，調(diào)試簡便，以及它友好的用戶接線方式和簡單的調(diào)試工具都使它與眾不同。集成眾多功能：安全功能（STO,可通過端子或PROFIsafe激活），多種可選的通用的現(xiàn)場總線接口，以及用于參數(shù)拷貝的存儲卡槽。
SINAMICS G120C 變頻器包含三個(gè)不同的尺寸功率范圍從0.55kW到18.5kW。為了提高能效，變頻器集成了矢量控制實(shí)現(xiàn)能量的優(yōu)化利用并自動降低了磁通。該系列的變頻器是全集成自動化的組成部分，并且可選PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通訊接口。操作控制和調(diào)試可以快速簡單地采用PC機(jī)通過USB接口，或者采用BOP-2（基本操作面板）或IOP（智能操作面板）來實(shí)現(xiàn)。
西門子公司不同類型的變頻器，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際工藝要求和運(yùn)用場合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時(shí)因注意以下幾點(diǎn)注意事頊：
1、根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器，如負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載需選擇西門子mmv/mdv、mm420/mm440變頻器，如負(fù)載為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載應(yīng)選擇西門子430變頻器。
2、選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電動機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電動機(jī)的額定功率只能作為參考。另外，應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會使電動機(jī)的功率因數(shù)和效率變差。因此，用變頻器給電動機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動機(jī)的電流會增加10%而溫升會增加20%左右。所以在選擇電動機(jī)和變頻器時(shí)應(yīng)考慮到這種情況，適當(dāng)留有余量，以防止溫升過高，影響電動機(jī)的使用壽命。
3、變頻器若要長電纜運(yùn)行時(shí)，此時(shí)應(yīng)該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一、兩擋選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
4、當(dāng)變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電動機(jī)時(shí)，一定要考慮變頻器到電動機(jī)的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內(nèi)。如果超過規(guī)定值，要放大兩擋來選擇變頻器，另外在此種情況下，變頻器的控制方式只能為v/f控制方式，并且變頻器無法實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的過流、過載保護(hù)，此時(shí)，需在每臺電動機(jī)側(cè)加熔斷器來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
5、對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率、高海拔等，此時(shí)會引起變頻器的降容，變頻器需放大一擋選擇。
6、使用變頻器控制高速電動機(jī)時(shí)，由于高速電動機(jī)的電抗小，會產(chǎn)生較多的高次諧波。而這些高次諧波會使變頻器的輸出電流值增加。因此，選擇用于高速電動機(jī)的變頻器時(shí)，應(yīng)比普通電動機(jī)的變頻器稍大一些。
7、變頻器用于變極電動機(jī)時(shí)，應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量，使其大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外，在運(yùn)行中進(jìn)行極數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)先停止電動機(jī)工作，否則，會造成電動機(jī)空轉(zhuǎn),惡劣時(shí)會造成變頻器損壞。
8、驅(qū)動防爆電動機(jī)時(shí)，變頻器沒有防爆構(gòu)造，應(yīng)將變頻器設(shè)置在危險(xiǎn)場所之外。
9、使用變頻器驅(qū)動齒輪減速電動機(jī)時(shí)，使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時(shí)，在低速范圍內(nèi)沒有限制；在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi)，有可能發(fā)生潤滑油用光的危險(xiǎn)。因此，不要超過高轉(zhuǎn)速容許值。
10、變頻器驅(qū)動繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)時(shí)，大多是利用已有的電動機(jī)。繞線電動機(jī)與普通的鼠籠電動機(jī)相比，繞線電動機(jī)繞組的阻抗小。因此，容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象，所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動機(jī)多用于飛輪力矩gd2較大的場合，在設(shè)定加減速時(shí)間時(shí)應(yīng)多注意。
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