我公司是一家以經(jīng)銷銷售歐美進(jìn)口自動化產(chǎn)品的綜合性貿(mào)易公司,主要負(fù)責(zé)歐美品牌的采購 德國SIEMENS西門子變頻器主要由整流、濾波、逆變等處理單元等組成 SIEMENS變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。 [1] SIEMENS變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。SIEMENS變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率,根據(jù)電機(jī)的實際需要來提供其所需要的電源電壓,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的,另外,SIEMENS變頻器還有很多的保護(hù)功能,如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,SIEMENS變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。 主電路 主電路是給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分,SIEMENS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SIEMENS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SIEMENS變頻器,其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成,將工頻電源變換為直流功率的“整流器",吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路",以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器“。 整流器 大量使用的是二極管的變流器,它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器,由于其功率方向可逆,可以進(jìn)行再生運轉(zhuǎn)。 [4] 平波回路 在整流器整流后的直流電壓中,含有電源6倍頻率的脈動電壓,此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動,采用電感和電容吸收脈動電壓(電流)。裝置容量小時,如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量,可以省去電感采用簡單的平波回路。 [4] 逆變器 同整流器相反,逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率,以所確定的時間使6個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關(guān)時間和電壓波形。 [4] 控制電路是給異步電動機(jī)供電(電壓、頻率可調(diào))的主電路提供控制信號的回路,它有頻率、電壓的“運算電路",主電路的“電壓、電流檢測電路",電動機(jī)的“速度檢測電路",將運算電路的控制信號進(jìn)行放大的“驅(qū)動電路",以及逆變器和電動機(jī)的“保護(hù)電路"組成。 [4] (1)運算電路:將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進(jìn)行比較運算,決定逆變器的輸出電壓、頻率。 [4] (2)電壓、電流檢測電路:與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。 [4] (3)驅(qū)動電路:驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。 [4] (4)速度檢測電路:以裝在異步電動機(jī)軸機(jī)上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號,送入運算回路,根據(jù)指令和運算可使電動機(jī)按指令速度運轉(zhuǎn)。 [4] (5)保護(hù)電路:檢測主電路的電壓、電流等,當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時,為了防止逆變器和異步電動機(jī)損壞。 變頻節(jié)能 SIEMENS變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載采用變頻調(diào)速后,節(jié)電率為20%~60%,這是因為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的實際消耗功率基本與轉(zhuǎn)速的三次方成比例。當(dāng)用戶需要的平均流量較小時,風(fēng)機(jī)、泵類采用變頻調(diào)速使其轉(zhuǎn)速降低,節(jié)能效果非常明顯。而傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、泵類采用擋板和閥門進(jìn)行流量調(diào)節(jié),電動機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變,耗電功率變化不大。據(jù)統(tǒng)計,風(fēng)機(jī)、泵類電動機(jī)用電量占全國用電量的31%,占工業(yè)用電量的50%。在此類負(fù)載上使用變頻調(diào)速裝置具有非常重要的意義。目前,應(yīng)用較成功的有恒壓供水、各類風(fēng)機(jī)、中央空調(diào)和液壓泵的變頻調(diào)速。 [5] 在自動化系統(tǒng)中應(yīng)用 由于SIEMENS變頻器內(nèi)置有32位或16位的微處理器,具有多種算術(shù)邏輯運算和智能控制功能,輸出頻率精度為0.1%~0.01%,且設(shè)置有完善的檢測、保護(hù)環(huán)節(jié),因此,在自動化系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。例如:化纖工業(yè)中的卷繞、拉伸、計量、導(dǎo)絲;玻璃工業(yè)中的平板玻璃退火爐、玻璃窯攪拌、拉邊機(jī)、制瓶機(jī);電弧爐自動加料、配料系統(tǒng)以及電梯的智能控制等。變提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量方面的應(yīng)用頻器在數(shù)控機(jī)床控制、汽車生產(chǎn)線、造紙和電梯上的應(yīng)用。 [5] 在提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量方面的應(yīng)用 SIEMENS變頻器還可以廣泛應(yīng)用于傳送、起重、擠壓和機(jī)床等各種機(jī)械設(shè)備控制領(lǐng)域,它可以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量,減少設(shè)備的沖擊和噪聲,延長設(shè)備的使用壽命。采用變頻調(diào)速控制后,使機(jī)械系統(tǒng)簡化,操作和控制更加方便,有的甚至可以改變原有的工藝規(guī)范,從而提高了整個設(shè)備的功能。例如,紡織和許多行業(yè)用的定型機(jī),機(jī)內(nèi)溫度是靠改變送入熱風(fēng)的多少來調(diào)節(jié)的。輸送熱風(fēng)通常用的是循環(huán)風(fēng)機(jī),由于風(fēng)機(jī)速度不變,送入熱風(fēng)的多少只有用風(fēng)門來調(diào)節(jié)。如果風(fēng)門調(diào)節(jié)失靈或調(diào)節(jié)不當(dāng)就會造成定型機(jī)失控,從而影響成品質(zhì)量。循環(huán)風(fēng)機(jī)高速啟動,傳動帶與軸承之間磨損非常厲害,使傳動帶變成了一種易耗品。在采用變頻調(diào)速后,溫度調(diào)節(jié)可以通過SIEMENS變頻器自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的速度來實現(xiàn),解決了產(chǎn)品質(zhì)量問題。此外,SIEMENS變頻器能夠很方便地實現(xiàn)風(fēng)機(jī)在低頻低速下啟動并減少了傳動帶與軸承之間的磨損,還可以延長設(shè)備的使用壽命,同時可以節(jié)能40%。 [5] 實現(xiàn)電機(jī)軟啟動 電機(jī)硬啟動不僅會對電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊,而且會對電網(wǎng)容量要求過高,啟動時產(chǎn)生的大電流和震動對擋板和閥門的損害極大,對設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用SIEMENS變頻器后,SIEMENS變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始變化,最大值也不超過額定電流,減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求,延長了設(shè)備和閥門的使用壽命,同時也節(jié)省設(shè)備的維護(hù)費用。 1.按輸入電壓等級分類 SIEMENS變頻器按輸入電壓等級可分低壓SIEMENS變頻器和高壓SIEMENS變頻器,低壓SIEMENS變頻器國內(nèi)常見的有單相220 VSIEMENS變頻器、三相220 VSIEMENS變頻器、i相380 VSIEMENS變頻器。高壓SIEMENS變頻器常見有6 kV、10 kV變壓器,控制方式一般是按高低一高SIEMENS變頻器或高一高SIEMENS變頻器方式進(jìn)行變換的。 [7] 2.按變換頻率的方法分類 SIEMENS變頻器按頻率變換的方法分為交-交型SIEMENS變頻器和交-直交型SIEMENS變頻器。交-交型SIEMENS變頻器可將工頻交流電直接轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可以控制的交流,故稱直接式SIEMENS變頻器。交直-交型SIEMENS變頻器則是先把工頻交流電通過整流裝置轉(zhuǎn)變成直流電,然后再把直流電變換成頻率、電壓均可以調(diào)節(jié)的交流電,故又稱為間接型SIEMENS變頻器。 [7] 3.按直流電源的性質(zhì)分類 在交-直-交型SIEMENS變頻器中,按主電路電源變換成直流電源的過程中,直流電源的性質(zhì)分為電壓型SIEMENS變頻器和電流型SIEMENS變頻器。
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