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SIEMENS 西门子变频器器技术参数
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西门子在“2014中国工业博览会”现场发布了SinamicsV20变频器全新E尺寸模块。该模块的功率可达30kW,适用于风机、水泵、压缩机、输送设备、搅拌机、石材切割等大功率应用场合,并具有重过载和轻过载的双重模式,可以实现小功率变频器驱动大电机,有效降低客户的采购成本。
西门子V20变频器介绍西门子V20变频器是西门子于2012年推出的一款适合基本应用的变频器,由西门子中、德、英三国工程师共同设计研发,并在西门子数控(南京)有限公司生产。凭借调试过程快捷、易于操作、稳定可靠及经济高效等优势,面市两年间,西门子V20变频器已经成为风机水泵、物料输送类及加工类设备等行业客户对驱动产品的,可以为他们提供简易、经济的驱动解决方案。此前,西门子V20变频器有4种外形尺寸可供选择,功率为15kW。E尺寸模块的推出使西门子V20变频器适用的功率提升到30kW。该模块继承西门子20变频器可靠性高、故障率低等特点,结构设计更优化,且发布前在多个进行应用测试,并得到了*认可。西门子根据几十个和地区客户需求的调研结果,对所有SinamicsV20变频器的软件功能进行了全面的升级。增加了故障数据记录功能,使客户在处理故障报警的时候追踪到故障发生时刻的内部信息,更加清楚故障发生的原因,能够有的放矢地解决技术问题,减少故障处理时间。在新的软件版本中,调试工程师无需做记录,也可以方便地查看自己修改的参数,调试变得更加简单顺手。这些改进使SinamicsV20家族能更好地满足客户的需求。西门子V90变频器介绍:
西门子V90伺服驱动系统作为SINAMICS驱动系列家族的新成员,与SIMOTICS S-1FL6 *结合,组成的伺服驱动系统,实现位置控制、速度控制和扭矩控制。通过优化的设计,SINAMICS V90确保了的伺服控制性能,经济实用、稳定可靠。西门子V90 单轴伺服驱动器V90 设计用于运动控制以满足一般的伺服应用,充分考虑了机床制造商和系统集成商所面临的成本和市场挑战。V90 支持即插即用式调试,伺服性能充分优化,与 SIMATIC PLC 快速集成,具有值得信赖的可靠性。与全新的 SIMOTICS S-1FL6 伺服电机配套使用,形成的伺服系统。V90 支持内部设定值位置控制、外部脉冲位置控制、速度控制和扭矩控制,整合了脉冲输入、模拟量输入/输出、数字量输入/输出以及编码器脉冲输出接口。通过实时自动优化和自动谐振抑制功能,可以自动优化为一个兼顾高动态性能和平滑运行的系统。此外,脉冲输入支持 1 MHz,充分保证了高精度定位。西门子 V90特点:1成本低:集成所有控制模式:外部脉冲位置、内部设定值位置、速度和转矩控制;2、全功率驱动标配内置制动电阻;3、集成抱闸继电器。2伺服性能优异:自动优化功能使设备获得更高的动态性能;2、自动抑制机械谐振频率;3、1 MHz 的高速脉冲输入;4、20 位分辨率的值编码器;5、优化的系统性能:3 倍过载能力、电机低扭矩纹波以及驱动与电机的*整合;3使用方便:快速便捷的伺服优化和机械优化;2、简单易用的 SINAMICS V-ASSISTANT 调试工具;3、兼容 PLC 和运动控制器的双通道脉冲设定值;4、通用 SD 卡参数复制;5、电机电缆连接器可旋转,支持多角度旋转,可快速锁紧/释放;4运用广泛:1、装卸机:如码垛机;2、包装机:如贴标机、枕式包装机;3、自动组装机;4、刀具切换机;5、印刷机:如丝网印花机;6、缠绕机;7、金属成型机:如折弯机等。XMZ 西门子G120模块化变频器产品系列推出两款新型功率模块和一款新型控制单元。作为对整体系统加强的一部分,西门子全新推出的模块包括新一代PM240-2 FSA和PM230 IP20功率模块,这两款模块均在可实现更高功率密度的全新硬件平台上研发。由于支持穿墙式安装,这两款新型功率模块可以实现创新的冷却解决方案。CU240E-2控制单元支持自动化以太网标准的Profinet通信选型。这有利于实时执行基于以太网的创新系统设计。西门子G120模块化变频器系统的性能显著增强。PM240-2 FSA功率模块基于新型硬件平台开发,与以前的1.5kW LO的功率密度相比,该平台可在外形尺寸FSA中实现高达3kW LO的功率密度。其穿墙式安装适用于创新的冷却概念,能够适用于对控制柜散热有严格要求的应用。西门子还在这个新一代功率模块设计中配备了紧凑的集成滤波器。
西门子G120变频器介绍:西门子在G120系列的平台上深入研发出CU240E-2控制单元。除了现有的Profibus DP、RS485、USS和Modbus RTU通信接口之外,CU240E-2控制单元还将提供适用于Profinet通信版本的新型控制单元。Profinet是Profibus DP现场总线的增强标准,在工业通信方面有更大的灵活性、效率和更高的性能。例如,现场总线和以太网通信可同时实现高数据速率传播。Profinet可实现高性能应用的快速数据交换。该控制单元也可以通过介质冗余实现替代通信通道,提高工厂在通信线路故障过程中的利用率。该控制单元可与所有G120功率模块配套使用,并标配STO(安全转矩截止)安全功能,F型则配备扩展的安全功能 SS1(安全停车1)和SLS(安全限速)。集成的USB接口使调试变得轻松。西门子G120变频器系列是适应于整个工业和商业应用领域的通用变频器。它普遍适用于包括机械、汽车、纺织、印刷、包装和化工行业,以及材料处理等重要领域。针对其模块化西门子G120变频器系列,西门子驱动技术集团又新推两款新型功率模块和一款新型控制单元。关于西门子在中国:西门子是电子电气工程领域的企业,主要业务集中在工业、能源、医疗、基础设施与城市四大业务领域。140年来,西门子以其创新的技术、的解决方案和产品坚持不懈地与中国开展全面合作,并以不断的创新、出众的品质和令人信赖的可靠性得到广泛认可。在2011财年(2010年10月1日到2011年9月30日),西门子在中国的总营收达到63.9亿欧元(不包括欧司朗和西门子IT解决方案和服务集团)。今天,西门子在中国拥有约30,000名员工,建立了16个研发中心、65家运营企业和65个地区办事处*,已经发展成为中国经济不可分割的一部分,并竭诚与中国携手合作,共同致力于实现可持续发展。西门子工业业务领域:作为供应商之一,为工业客户提供创新环保的产品与解决方案。凭借完整的自动化技术与工业软件、扎实的行业市场专业以及以技术为基础的服务,工业业务领域帮助客户提高生产力、效率和灵活性。西门子工业业务领域能够提供的自动化技术、工业控制和驱动技术以及工业软件,能够满足生产企业的所有需求,涵盖整个价值链——从产品设计和开发,到产品生产、销售和服务。同时,还能针对客户*的市场和需求,提供专门的综合定制服务,以使客户获益化。通过采用*的软件和自动化技术,能够缩短产品投放市场时间高达50%,同时大幅降低生产企业的能源和污水处理成本。因此,凭借其节能产品和解决方案,西门子工业业务领域能够大大提高客户的市场竞争力,并为环境保护事业做出重要贡献。工业业务领域由工业自动化集团、驱动技术集团、客户服务以及冶金技术部构成。西门子工业业务领域驱动技术集团:西门子工业业务领域驱动技术集团是电气和机械装设备整个驱动链的供应商。为客户提供创新、可靠、高效和高质量的产品、系统、解决方案。 驱动技术集团广泛服务于制造和流程工业以及建筑和能源领域等行业市场。该集团用其*的产品和解决方案帮助客户提高生产率,能源利用率以及产品生产的可靠性。
在交流电动机调速方式中,变频器调速既能实现无级调速,又能节能,在工业生产中应用十分广泛。然而变频器常处在一个较“复杂”的环境中,本身输入侧是一个非线性的整流电路,外接电源电网含有谐波,还有其他设备的高次谐波等等。因此,尽管选择性能优良的变频器,但组建的系统中变频器运行效果不令人满意。大量工程实践证明,为了防止电网和其他干扰源对变频器的干扰,同时减少变频器将对其他设备和电网的影响,常在变频器的输入、输出端配置相应的滤波器、电抗器、断路器等外围设备。所以变频器保护外围设备的合理选择,是保证变频器正常运行的先决条件。但由于电源容量、输入电压、变频器与电动机的电缆长短、变频器输出频率的大小等不同,选择保护设备不能一概而论,势必给工程设计人员带来一定的困难。为此,下面给出相关的选择方法和计算依据。
变频器外围保护设备的组成为了提高变频器的工作性能,实现变频器和电动机的保护,减少变频器和周围其他电气设备的相互影响,在变频器的输入、输出端配备的外围保护设备如图1 所示。
由于电源容量、输入电压、变频器与电动机的电缆长短、变频器输出频率的大小等不同,选择保护设备并不一定按图1的方式,有些外围设备可以不要。要与不要根据实际情况而定,下面将给出选择的依据。
各部分的作用及选择设计的依据
1.隔离开关
隔离开关的作用是在电源切除后,将线路与电源明显地隔开,以确保检修人员的安全。其选择应根据其额定电压、额定电流和装置环境来考虑。
2.断路器
断路器的的作用有二:一是用于回路的正常通断;二是当出现过流或短路故障时能自动切断电源,避免因后级设备故障造成故障范围扩大。其选择原则同一般断路器。
3.输入电抗器
输入电抗器又称电源协调电抗器,它能够限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击,有效地保护变频器和改善其功率因数,有效地抑制谐波电流。输入电抗器串连在电源进线与变频器输入侧,用于抑制输入电流的高次谐波,减少电源浪涌对变频器的冲击,改善三相电源的不平衡性,提高输入电源的功率因数(可提高到0.85)。输入电抗器既能阻止来自电网的干扰,又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。当电源容量很大时,更要防止各种过电压引起的电流冲击,因为它们对变频器内整流二极管和滤波电容器都是有威胁的。
(1)要安装输入电抗器的场合
并非任何场合都需要安装输入电抗器,下面三种情况则需安装输入电抗器。
1 ) 变频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为10∶1 以上;电源容量为600 kVA 及以上,且变频器安装位置离大容量电源在10 m 以内。图2 为需要安装输入电抗器的电源容量。
2)三相电源电压不平衡率大于3%。电源电压不平衡系数K 按下式计算:
式中,Umax 为大一相电压;Umin 为小一相电压;Up 为三相平均电压。
3)当有其他晶闸管整流装置与变频器共同用同一进线电源,或进线电源端接有通过开关切换以调整功率因数的电容器装置。为减少浪涌对变频器的冲击,须安装输入电抗器。
(2)输入电抗器参数选择
1)输入电抗器压降的选择 输入电抗器的容量一般按预期在电抗器每相绕组上的压降来决定,而选择压降或用网侧相电压的2%~4%,或按表1 的数据选取。
输入电抗器压降不宜取得过大,压降过大会影响电动机转矩。一般情况下选取进线电压的4%(8.8 V)已足够,在较大容量的变频器中如75 kW 以上可选用10 V 压降。
2)输入电抗器的额定电流IL的选取 单相变频器配置的输入电抗器的额定电流IL =变频器的额定电流IN,三相变频器配置的输入电抗器的额定电流I L =变频器的额定电流IN × 0.82。
3)输入电抗器的电感量L的计算 知道了压降和额定电流,则输入电抗器的电感量L 的计算公式下:
4.输出电抗器
输出电抗器有助于改善变频器的过电流和过电压。变频器和电动机之间采用长电缆或向多电动机(10~50 台)供电时,由于变频器工作频率高,连接电缆的等效电路成为一个大电容,而引起下列问题:①电缆对地电容给变频器额外增加了峰值电流。②由于高频瞬变电压,给电动机绝缘额外增加了瞬态电压峰值。为了补偿长线分布电容的影响,并能抑制变频器输出的谐波,减小变频器噪声,避免电动机绝缘过早老化和电动机损坏,可以选用输出电抗器来减小在电动机端子的du/dt 值。当变频器和电动机之间用长电缆时,输出电抗器可以减小负荷电流的峰值。但是输出电抗器不能减小电动机端子上瞬变电压的峰值。
(1)是否要配置输出电抗器
在变频器的输出侧是否要配置电抗器,可根据工程实际情况而定。表2 是输出滤波电抗器与允许导线长度。
由于变频器输出电压中高次谐波较多,变频器与电动机之间的传输线不宜太长。导线过长,其分布电容也大,则在高次谐波电压作用下,高次谐波电流过大。当输出电缆过长时就应设置输出电抗器。在允许的范围内,可不要输出电抗器。
(2)如何选择输出电抗器
其计算和设计的原则同输入电抗器,其电抗器的电感量是以基波电流流经电抗器时的电压降不大于额定电压为宜。
5.接触器
接触器的作用是用于变频器的投入与切除,在变频器发生故障或失压时,切断电源,防止电网失压后复电而变频器不经正常程序自动起动对设备及人身造成危害。但用于供电控制时,不要用接触器来控制变频器上、下电,其选择原则同一般接触器。
6.输入侧电源滤波器EMI
(1)输入侧电源滤波器是否选用输入侧电源滤波器的作用是降低输入侧高频谐波电流,减少谐波对变频器的影响。在变频器工作环境中,如果高次谐波干扰源较多,或谐波强度较大,电磁噪声太强烈,选用输入侧电源滤波器。
(2)输入侧电源滤波器参数图3 为常用输入侧电源滤波器的电路图,输入侧接电源,输出侧接变频器。
一般选取其参数为:C1 = 0.47 μ F,C2 = 0.47 μ F,C3= 1 000 pF,L1 = 3 mH,L2 = 100 μ H。
7.变频器输出侧滤波器EMI
(1)是否选用变频器输出侧滤波器变频器输出侧滤波器的作用是降低变频器输出谐波造成的电动机运行噪声,减少噪声对其他电器的影响。在变频器工作环境中,如果存在传感器、测量仪表等其他精密仪器、仪表,电动机运行噪声会使它们运行异常,选用变频器输出侧滤波器。
(2)变频器输出侧滤波器参数图4 为常用变频器输出侧滤波器的电路图。变频器输出侧滤波器的输入侧接变频器,输出侧接电动机。
一般选取其参数为:C = 1 000 pF,L = 2 mH,R =0.5 M Ω。
8.直流电抗器
直流电抗器的主要作用是减少输入电流的高次谐波成分,提高输入电源的功率因数,并能限制短路电流。
(1)要安装直流电抗器的场合
1)当给变频器供电的同一电源节点上有开关式无功补偿电容屏或带有晶闸管相控负载时,因电容器屏开关切换引起的无功瞬变致使网压突变、相控负载造成的谐波和电网波形缺口,有可能对变频器的输入整流电路造成损害。
2)当变频器供电三相电源的不平衡度超过3% 时。
3)当要求提高变频器输入端功率因数到0.93 以上。
4)当变频器接入大容量变压器时,变频器的输入电源回路流过的电流有可能对整流电路造成损害。
(2)如何选择直流电抗器其计算和设计的原则同一般电抗器,其电抗器的电感量是以基波电流流经电抗器时的电压降不大于额定电压的为宜。
9.制动电阻
制动电阻是将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动。