安康变频器 低频大转矩

变频器基本组成
变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。
高容量电容：存储转换后的电能。
逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。
控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。
给定方式
变频器常见的频率给定方式主要有：操作器键盘给定、接点信号给定、模拟信号给定、脉冲信号给定和通讯方式给定等。这些频率给定方式各有优缺点，须按照实际所需进行选择设置
控制方式
低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。
**代
1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式：
其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出较大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。
*二代
电压空间矢量(SVPWM)控制方式：
它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。
*三代
矢量控制(VC)方式：
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。
*四代
直接转矩控制(DTC)方式：
1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授**提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了*发展。该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。
矩阵式交—交控制方式：
VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术虽尚未成熟，但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是：
1、控制定子磁链引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；
2、自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别；
3、算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；
4、实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号，对逆变器开关状态进行控制。
矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(2ms)，很高的速度精度(±2%，无PG反馈)，高转矩精度(+3%)；同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时(包括0速度时)，可输出150%～200%转矩。
VVC的控制原理：
VVC的控制原理是将矢量调制的原理应用于固定电压源PWM逆变器。这一控制建立在一个改善了的电机模型上，该电机模型较好的对负载和转差进行了补偿。
因为有功和无功电流成分对于控制系统来说都是很重要的，控制电压矢量的角度可显著的改善0-12HZ范围内的动态性能，而在标准的PWM U/F驱动中0-10HZ范围一般都存在着问题。
利用SFAVM或60°AVM原理来计算逆变器的开关模式，可使气隙转矩的脉动很小（与使用同步PWM的变频器相比）。

西门子变频器如何选型_西门子变频器选型注意哪些

西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的**变频器品牌，主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、**强的过载能力、创新的BiCo（内部功能互联）功能以及无可比拟的灵活性，在变频器市场占据着重要的地位。西门子变频器在中国市场的使用较早是在钢铁行业，然而在当时电机调速还是以直流调速为主，变频器的应用还是一个新兴的市场，但随着电子元器件的不断发展以及控制理论的不断成熟，变频调速已逐步取代了直流调速，成为驱动产品的主流，西门子变频器因其强大的品牌效应在这巨大的中国市场中取得了**规模的发展，西门子在中国变频器市场的成功发展应该说是西门子品牌与技术的**结合。在中国市场上我们能碰到的早期的西门子变频器主要有电流源的SIMOVERTA，以及电压源的SIMOVERTP，这些变频器也主要由于设备的引进而一起进入了中国的市场，目前仍有少量的使用，而其后在中国市场大量销售的主要有MICROMASTER和MIDIMASTER，以及西门子变频器较为成功的一个系列SIMOVERTMASTERDRIVE，也就是我们常说的6SE70系列。它不仅提供了通用场合使用的AC变频器，也提供了在造纸，化纤等特殊行业要求使用的多电机传动的直流母线方案。当然西门子也推出了在我个人看来技术上比较失败然而在市场上却相当成功的ECO变频器，在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率，市场上的成功主要是因为它追赶了富士变频器成为中国市场的**品牌。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420，MM440.6SE70系列。西门子变频器的参数设置变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。较低运行频率：即电机运行的较小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。较高运行频率：一般的变频器较大频率到60Hz，有的甚至到400Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的**额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、较大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。西门子变频器如何选型MM4系列是西门子近些年在中国销售的主力低端变频器，与其6SE70/71系列工程型变频器形成低高搭配。MM4在功率上是250KW以下，6SE70/71则可以覆盖2.2－2300KW范围；MM4侧重简单应用，价格相对*，而6SE70/71侧重高性能和多机传动解决方案，价格相对较高。在MM4内部又分为：MM410/420/430/440，用以瞄准多个不同的市场方向，降低其配置和成本，加强其竞争力。从功能上来区分：MM440是属于通用型变频器系列，包括MM410，420，430的MACROMASTER系列的产品，额定功率范围从120kw到200kw（恒定转矩（CT）控制方式），或者可达250kw（可变转矩（VT）控制方式）。6SE70是属于大型传动，标准装置范围从2.2kw~2300kW。电压从380V到690V。6SE70有书本型和装柜型两种。不过目前这款设备已经停产。SINAMICS是西门子较新一代的变频器产品，分为G（普通型）和S（高性能型）两个家族。Micromaster，Masterdrive等变频器较终将统一到SINAMICS系列产品中。SINAMICS系列是新一代变频器，分S系列和G系列，其中：S系列相当是MasterDriver工程型变频器6se7系列的升级。实际上已经涵盖了各种驱动范围（包括伺服定位）。G系列相当是MICROMASTER标准（通用MM系列）变频器系列的升级。如果是需要能量回馈的应用场合，则建议你从6SE70或者SINAMICSS系列变频器里面进行选择，因为它们可以实现能量回馈，而其他型号变频器则不行。但是，它们的价格也是比其他几种变频器的要贵一些。就性能而言，S120》6SE70》MM440》G120。建议你在考虑了成本的条件下，综合考虑到底该用哪一款变频器。西门子变频器选型注意哪些西门子变频器选型时应注意哪些问题，很多变频器的用户来，变频器的选型时都非常麻烦，那么，变频器选型时应注意哪些问题呢？1）变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。2）对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。3）在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。4）变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。5）采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。6）变频器与负载的匹配问题;I、电流匹配;普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以较大电流确定变频器电流和过载能力。II、转矩匹配;这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。III、电压匹配;变频器的额定电压与负载的额定电压相符

如何正常的进行变频器的选型工作，是众多企业技术人员和业务人员所面临的困难，此外，单就变频器本体进行选择，而不考虑变频器选型和容量匹配是否合适，也是不科学的。
一、根据负载特性选择变频器
二、选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据，电机的额定功率只能作为参考。其次，应充分考虑变频器的输出含有高次谐波，会造成电动机的功率因数和效率都会变坏。
三、变频器若要长电缆运行时，变频器应放大一档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。
四、当变频器用于控制并联的几台电机时，一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。
五、对于一些特殊的应用场合，如高环境温度、高开关频率、高海拔高度等，此时会引起变频器的降容，变频器需放大一档选择.
六、选择用于高速电动机的变频器时，应比普通电动机的变频器稍大一些。
七、变频器用于变较电动机时，应充分注意选择变频器的容量，使其较大额定电流在变频器的额定输出电流以下。
八、驱动防爆电动机时，变频器没有防爆构造，应将变频器设置在危险场所之外。
九、使用变频器驱动齿轮减速电动机时，使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。不要**过较高转速容许值。
十、变频器驱动绕线转子异步电动机时，大多是利用已有的电动机。*发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象，所以应选择比通常容量稍大的变频器。。
十一、变频器驱动同步电动机时，与工频电源相比，降低输出容量10%～20%。
十二、对于压缩机、振动机等转矩波动大的负载和油压泵等有峰值负载情况下，应了解工频运行情况，选择比其较大电流更大的额定输出电流的变频器。
十三、当变频器控制罗茨风机时，由于其起动电流很大，所以选择变频器时一定要注意变频器的容量是否足够大。
十四、选择变频器时，一定要注意其防护等级是否与现场的情况相匹配。
十五、单相电动机不适用变频器驱动。