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西門子變頻器如何合理選用?

作者:plc小王 來源:西門子plc 發布日期:2020-06-07 22:48 閱讀: 二維碼分享

  一、西門子變頻器的合理選型

  應根據受控對象的類型,速度範圍,靜態速度精度,啟動轉矩等來選擇西門子變頻器,以便在滿足工藝和生產要求的同時使用且經濟。

  1. 西門子變頻器及被控製的電機

  (1)電機的極數,通常,電動機的極數不應超過4,否則應適當增加變頻器的容量。 (2)扭矩特性,臨界扭矩和加速扭矩。在相同電動機功率的情況下,相對於高過載轉矩模式,變頻器規格會降低。 (3)電磁兼容性,要減少電源幹擾,請在變頻器輸出電路中添加電抗器,或安裝預隔離變壓器。通常,當電動機與變頻器之間的距離大於50m時,應在其間連接電抗器,濾波器或屏蔽保護電纜。

  2. 西門子變頻器箱體結構的選用

  變頻器的機櫃結構應與條件兼容,並且必須考慮溫度,濕度,灰塵,pH和腐蝕性氣體等因素。有幾種常見的結構:: (1)開放式IP00型。它沒有底盤,可以安裝在電氣控製箱或電氣室的屏幕,磁盤和機架上。它特別適用於多個變頻器的選擇,但環境條件很高。 (2)封閉式IP20型。適合一般使用,有少量灰塵或少許溫度和濕度。 (3)防護等級IP45一般適用於工業現場條件較差的環境。 (4)封閉式IP65適用於環境條件差,水,灰塵的場合。

  3. 西門子變頻器功率的選用

  變頻器負載率與β之間的關係;和效率η當β=50%,η=94%時,可以看作:;當β=100%,η=96%。雖然β增加了一倍,η變化僅為2%,但對於中高功率(幾百千瓦到幾千千瓦)電動機來說也是相當可觀的。從效率的角度來看,在選擇變頻器電源時應注意以下幾點。 (1)當變頻器功率等於電機功率時,***方便變頻器高效運行。 (2)當變頻器的功率分類與電動機功率分類不同時,變頻器的功率一般盡可能和電動機的功率持平,或者略大於電動機的功率。 (3)當電動機頻繁啟動,製動或重載啟動且頻繁時,可選擇較大的變頻器,以便於變頻器的長期安全運行。 (4)經過測試,電機的實際功率確實有剩餘。您可以考慮功率小於電機功率的變頻器,但要注意瞬時峰值電流是否會引起過流保護。 (5)當變頻器和電機功率不相同時,必須設置變頻器內部電機的參數設置,以提高節能效果。

  4.西門子 變頻器容量的確定

  合理的容量選擇本身就是一種節能措施。根據現有數據和經驗,有三種簡單的方法。 (1)實際電動機功率確定方法。首先測量電機的實際功率,以選擇變頻器的容量。 (2)公式法。將安全係數設置為1.05,然後變頻器的容量pb為: Pb=1.05 pm/hm× cosφ,kW pm pm———電機負載,kW 嗯———電機功率,kW 計算pb後,根據變頻器產品目錄選擇具體規格。 當變頻器用於多個電機時,必須考慮至少一個電機的啟動電流,以避免變頻器發生過電流跳閘。 (3)電動機額定電流法。變頻器容量的選擇過程實際上是變頻器和電機之間的***佳匹配過程。***常見和更安全的是使變頻器的容量大於或等於電機的額定功率,但實際匹配應考慮電機。實際功率與額定功率之間的差異通常是設備容量過大,但實際所需容量較小。因此,根據電機的實際功率選擇變頻器是合理的,避免過大的變頻器,增加投資。 對於輕負載,變頻器電流通常應根據1.1 In(In是電機的額定電流),或根據製造商在產品中指示的與變頻器輸出額定功率相匹配的***大電機功率來選擇。

  5. 主電源

  (1)電源電壓和波動。應特別注意變頻器的低壓保護設定值(出廠時一般設定為0.8至0.9Un),因為在實際使用中,電網電壓不太可能降低。 (2)主電源頻率波動和諧波幹擾。這種幹擾增加了變頻器係統的熱損失,導致噪聲增加和輸出降低。 (3)變頻器和電機工作時的功耗。在設計係統的主電源時,應考慮兩種功耗因素。

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  二、變頻器應用中的抗幹擾措施

  西門子變頻器在應用中的幹擾主要表現為:高次諧波,噪聲和振動,負載匹配和發熱。這些幹擾是不可避免的,因為變頻器的輸入部分是整流電路,輸出部分是變頻器電路。它們都由作為開關的非線性元件組成,並且在斷開電路的過程中,產生更高的諧波,扭曲其輸入電源和輸出的電壓和電流波形。以下是對諧波問題的分析並提出相應的措施。 對於容量較小的變頻器,高次諧波的影響較小。但是,當容量大或大時,必須處理由高次諧波電流引起的高次諧波幹擾,否則會影響設備和檢測部件,嚴重時,這些設備可能會發生故障。根據英國ACE報告,各種物體對高次諧波的敏感性如下:電機對10%~20%的影響不大;儀器電壓失真為10%,電流失真為10%,誤差低於1%,電子開關超過10%會導致故障,超過5%的電腦會出錯。鑒於上述情況,在工業控製領域中,必須采取措施來減少幹擾並將幹擾抑製在允許範圍內。

  1. 切斷幹擾傳播途徑

  (1)幹擾的傳播通常通過公共地線傳播。將電源線的地線與控製線的地線分開是通過將電源單元的接地端子接地並將控製單元的接地端子連接到單元的金屬外殼來切斷該路徑的基本方法磁盤。 (2)當信號線靠近帶幹擾源的導線時,會對信號線產生幹擾,導致信號受到幹擾。布線分離對於消除這種幹擾是有效的。在實際工程中,高壓電纜,電力電纜和控製電纜通常分別從儀表電纜和計算機電纜布線,並且不同的電橋是分開的。變頻器的控製線也優選地以其主電路線以垂直方式布線。

  2. 抑製高次諧波

  (1)在變頻器正麵安裝電源電抗器,以抑製電源側過電壓,減少變頻器產生的電流失真,避免對主電源造成嚴重幹擾。該解決方案便宜,但限製諧波的效率受到限製,並且當電抗太大時會發生不可接受的電壓降損失。

  (2)在變頻器前安裝LC無源濾波器,濾除高次諧波。通常,濾除了5次和7次諧波,但該方法完全取決於電源和負載,靈活性很小。

  (3)設置一個特殊的濾波器來檢測變頻器和相位,並產生一個與諧波電流幅度相反,相位相反的電流,並將其傳遞給變頻器,以便有效地吸收諧波電流。

  (4)當設備附近的環境受到電磁幹擾時,應安裝防射頻幹擾濾波器以減少主電源的傳導發射,並采取措施屏蔽電機電纜。

  (5)當電機電纜長度大於50m或80m(非屏蔽)時,為了防止電機啟動時的瞬時過電壓,將電機的漏電流和噪聲降低到地麵,保護電機,安裝電抗器變頻器和電機之間。

  (6)增加變頻器電源的內部阻抗。通常,電源裝置的內部阻抗可以緩衝變頻器的DC濾波電容器的無功功率。內部阻抗越大,諧波含量越小。該內部阻抗是變壓器的短路阻抗。因此,在選擇變頻器電源時,***好選擇具有短路阻抗的變壓器。

  (7)變壓器的多相運行。通用變頻器是六脈衝整流器,因此產生的諧波很大。如果使用變壓器的多相操作,則相角相互相差30°,例如Y-和Δ;和Δ; - 和Δ;組合變壓器構成12個脈衝的效果,可以降低低次諧波電流並很好地抑製諧波。

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