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SIEMENS 上海翰粵自動(dòng)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(dòng)態(tài)辨識(shí)。
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(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下,會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時(shí),其電纜中的電流也會(huì)增大,也會(huì)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(duì)普通電機(jī)來說,其軸承不能長(zhǎng)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(zhǎng)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(huì)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(dòng)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(dòng)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(lì)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(duì)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(duì)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(lì)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(dòng)提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對(duì)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(dòng)轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對(duì)象。
變頻器v/f控制方式驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí),在某些頻率段,電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會(huì)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(dòng),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(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)完善,調(diào)速范圍寬,低速范圍起動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行控制,控制簡(jiǎn)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(dòng)態(tài)特性,同時(shí)具備*的過載能力,以滿足廣泛的應(yīng)用場(chǎng)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(dòng)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(cè)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(dòng)再起動(dòng)"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(dòng)和復(fù)合制動(dòng)方式提高制動(dòng)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(hào)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(dòng)/自動(dòng)切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測(cè)、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(hào)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(dòng)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(dòng)/自動(dòng)切換;
斷帶及缺水檢測(cè) ;
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(dòng)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(dòng)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(dòng)功能;
在電源消失或故障時(shí)具有“自動(dòng)再起動(dòng)”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(dòng)和復(fù)合制動(dòng)方式提高制動(dòng)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(dòng)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(hào)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(jiǎn)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(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)便,以及它友好的用戶接線方式和簡(jiǎn)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(chǎng)總線接口,以及用于參數(shù)拷貝的存儲(chǔ)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(dòng)降低了磁通。該系列的變頻器是全集成自動(dòng)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(jiǎn)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(chǎng)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(dòng)機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電動(dòng)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(huì)使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率變差。因此,用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較,電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)增加10%而溫升會(huì)增加20%左右。所以在選擇電動(dòng)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(dòng)機(jī)的使用壽命。
3、變頻器若要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí),此時(shí)應(yīng)該采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)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(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí),一定要考慮變頻器到電動(dòng)機(jī)的電纜的長(zhǎng)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(dòng)機(jī)的過流、過載保護(hù),此時(shí),需在每臺(tái)電動(dòng)機(jī)側(cè)加熔斷器來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
5、對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合,如高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率、高海拔等,此時(shí)會(huì)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(dòng)機(jī)時(shí),由于高速電動(dòng)機(jī)的電抗小,會(huì)產(chǎn)生較多的高次諧波。而這些高次諧波會(huì)使變頻器的輸出電流值增加。因此,選擇用于高速電動(dòng)機(jī)的變頻器時(shí),應(yīng)比普通電動(dòng)機(jī)的變頻器稍大一些。
7、變頻器用于變極電動(dòng)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(dòng)機(jī)工作,否則,會(huì)造成電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn),惡劣時(shí)會(huì)造成變頻器損壞。
8、驅(qū)動(dòng)防爆電動(dòng)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(chǎng)所之外。
9、使用變頻器驅(qū)動(dòng)齒輪減速電動(dòng)機(jī)時(shí),使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分潤(rùn)滑方式的制約。潤(rùn)滑油潤(rùn)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(rùn)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(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)時(shí),大多是利用已有的電動(dòng)機(jī)。繞線電動(dòng)機(jī)與普通的鼠籠電動(dòng)機(jī)相比,繞線電動(dòng)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(dòng)機(jī)多用于飛輪力矩gd2較大的場(chǎng)合,在設(shè)定加減速時(shí)間時(shí)應(yīng)多注意。