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西門子變頻器幾項重點知識有哪些?
西門子變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置,能實現(xiàn)對交流異步電機(jī)的軟起動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流/過壓/過載保護(hù)等功能。
PWM和PAM的不同點
PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫,按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度,以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)制方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅值調(diào)制)縮寫,是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度,以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。
3、電壓型與電流型有什么不同?
西門子變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,直流回路的濾波是電容;電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流回路濾波是電感。
4、為什么西門子變頻器的電壓與頻率成比例的改變?
任何電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩都是電流和磁通相互作用的結(jié)果,電流是不允許超過額定值的,否則將引起電動機(jī)的發(fā)熱。因此,如果磁通減小,電磁轉(zhuǎn)矩也必減小,導(dǎo)致帶載能力降低。
由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出,在變頻調(diào)速時,電動機(jī)的磁路隨著運行頻率fX是在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化,它極容易使電動機(jī)的磁路嚴(yán)重飽和,導(dǎo)致勵磁電流的波形嚴(yán)重畸變,產(chǎn)生峰值很高的尖峰電流。
因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓,使電動機(jī)的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能型變頻器。
5、電動機(jī)使用工頻電源驅(qū)動時,電壓下降則電流增加;對于西門子變頻器驅(qū)動,如果頻率下降時電壓也下降,那么電流是否增加?
頻率下降(低速)時,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。
6、采用西門子變頻器運轉(zhuǎn)時,電機(jī)的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣?
采用西門子變頻器運轉(zhuǎn),隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,起動電流被限制在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時,起動電流為額定電流6~7倍,因此,將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5 倍,起動轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強(qiáng)功能的變頻器,起動轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負(fù)載起動。
7、V/f模式是什么意思?
頻率下降時電壓V也成比例下降,這個問題已在回答4說明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的,通常在控制器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性,可以用開關(guān)或標(biāo)度盤進(jìn)行選擇。
8、按比例地改V和f時,電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化?
頻率下降時完全成比例地降低電壓,那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變,將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此,在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動??梢圆捎酶鞣N方法實現(xiàn),有自動進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法。
9、在說明書上寫著變速范圍60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎?
在6Hz以下仍可輸出功率,但根據(jù)電機(jī)溫升和起動轉(zhuǎn)矩的大小等條件,最低使用頻率取6Hz左右,此時電動機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會引起嚴(yán)重的發(fā)熱問題。變頻器實際輸出頻率(起動頻率)根據(jù)機(jī)種為0.5~3Hz。。
10、對于一般電機(jī)的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定,是否可以?
通常情況下時不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)電壓不變,大體為恒功率特性,在高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時
11、所謂開環(huán)是什么意思?
給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器(PG),將實際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的,稱為“閉環(huán)”,不用PG運轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。通用變頻器多為開環(huán)方式,也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋.無速度傳感器閉環(huán)控制方式是根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型根據(jù)磁通推算電機(jī)的實際速度,相當(dāng)于用一個虛擬的速度傳感器形成閉環(huán)控制。
12、實際轉(zhuǎn)速對于給定速度有偏差時如何辦?
開環(huán)時,變頻器即使輸出給定頻率,電機(jī)在帶負(fù)載運行時,電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)(1%~5%)變動。對于要求調(diào)速精度比較高,即使負(fù)載變動也要求在近于給定速度下運轉(zhuǎn)的場合,可采用具有PG反饋功能的變頻器(選用件)。
13、如果用帶有PG的電機(jī),進(jìn)行反饋后速度精度能提高嗎?
具有PG反饋功能的變頻器,精度有提高。但速度精度的值取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。
14、失速防止功能是什么意思?
如果給定的加速時間過短,變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過轉(zhuǎn)速(電角頻率)的變化,變頻器將因流過過電流而跳閘,運轉(zhuǎn)停止,這就叫作失速。為了防止失速使電機(jī)繼續(xù)運轉(zhuǎn),就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當(dāng)加速電流過大時適當(dāng)放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結(jié)合起來就是失速功能。
15、采用PWM和VVC+的區(qū)別是什么?
在VVC中,控制電路用一個數(shù)學(xué)模型來計算電機(jī)負(fù)載變化時的最佳的電機(jī)勵磁,并對負(fù)載加以補(bǔ)償。此外集成于ASIC電路上的同步60°PWM方法決定了逆變器半導(dǎo)體器件(IGBTS)的最佳開關(guān)時間。
決定開關(guān)時間要遵循以下原則:
1.數(shù)值上最大的一相在1/6個周期(60°)內(nèi)保持它的正電位或負(fù)電位不變。
2.其它兩相按比例變化,使輸出線電壓保持正弦并達(dá)到所需的幅值。
與正弦控制PWM不同,VVC是依據(jù)所需輸出電壓的數(shù)字量來工作的。這能保證變頻器的輸出達(dá)到電壓的額定值,電機(jī)電流為正弦波,電機(jī)的運行與電機(jī)直接接電時一樣。
由于在西門子變頻器計算最佳的輸出電壓時考慮了電機(jī)的常數(shù)(定子電阻和電感),所以可得到最佳的電機(jī)勵磁。
因為西門子變頻器連續(xù)地檢測負(fù)載電流,變頻器就能調(diào)節(jié)輸出電壓與負(fù)載相匹配,所以電機(jī)電壓可適應(yīng)電機(jī)的類型,跟隨負(fù)載的變化。