一、西門子變頻器的合理選型

　　應(yīng)根據(jù)受控對(duì)象的類型，速度范圍，靜態(tài)速度精度，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩等來(lái)選擇西門子變頻器，以便在滿足工藝和生產(chǎn)要求的同時(shí)使用且經(jīng)濟(jì)。

　　1. 西門子變頻器及被控制的電機(jī)

　　(1)電機(jī)的極數(shù)，通常，電動(dòng)機(jī)的極數(shù)不應(yīng)超過(guò)4，否則應(yīng)適當(dāng)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(dòng)機(jī)功率的情況下，相對(duì)于高過(guò)載轉(zhuǎn)矩模式，變頻器規(guī)格會(huì)降低。 (3)電磁兼容性，要減少電源干擾，請(qǐng)?jiān)谧冾l器輸出電路中添加電抗器，或安裝預(yù)隔離變壓器。通常，當(dāng)電動(dòng)機(jī)與變頻器之間的距離大于50m時(shí)，應(yīng)在其間連接電抗器，濾波器或屏蔽保護(hù)電纜。

　　2. 西門子變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選用

　　變頻器的機(jī)柜結(jié)構(gòu)應(yīng)與條件兼容，并且必須考慮溫度，濕度，灰塵，pH和腐蝕性氣體等因素。有幾種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)：: (1)開(kāi)放式IP00型。它沒(méi)有底盤(pán)，可以安裝在電氣控制箱或電氣室的屏幕，磁盤(pán)和機(jī)架上。它特別適用于多個(gè)變頻器的選擇，但環(huán)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(hù)等級(jí)IP45一般適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件較差的環(huán)境。 (4)封閉式IP65適用于環(huán)境條件差，水，灰塵的場(chǎng)合。

　　3. 西門子變頻器功率的選用

　　變頻器負(fù)載率與β之間的關(guān)系;和效率η當(dāng)β=50%，η=94%時(shí)，可以看作:;當(dāng)β=100%，η=96%。雖然β增加了一倍，η變化僅為2%，但對(duì)于中高功率(幾百千瓦到幾千千瓦)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)也是相當(dāng)可觀的。從效率的角度來(lái)看，在選擇變頻器電源時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 (1)當(dāng)變頻器功率等于電機(jī)功率時(shí)，最方便變頻器高效運(yùn)行。 (2)當(dāng)變頻器的功率分類與電動(dòng)機(jī)功率分類不同時(shí)，變頻器的功率一般盡可能和電動(dòng)機(jī)的功率持平，或者略大于電動(dòng)機(jī)的功率。 (3)當(dāng)電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，制動(dòng)或重載啟動(dòng)且頻繁時(shí)，可選擇較大的變頻器，以便于變頻器的長(zhǎng)期安全運(yùn)行。 (4)經(jīng)過(guò)測(cè)試，電機(jī)的實(shí)際功率確實(shí)有剩余。您可以考慮功率小于電機(jī)功率的變頻器，但要注意瞬時(shí)峰值電流是否會(huì)引起過(guò)流保護(hù)。 (5)當(dāng)變頻器和電機(jī)功率不相同時(shí)，必須設(shè)置變頻器內(nèi)部電機(jī)的參數(shù)設(shè)置，以提高節(jié)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(jié)能措施。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，有三種簡(jiǎn)單的方法。 (1)實(shí)際電動(dòng)機(jī)功率確定方法。首先測(cè)量電機(jī)的實(shí)際功率，以選擇變頻器的容量。 (2)公式法。將安全系數(shù)設(shè)置為1.05，然后變頻器的容量pb為: Pb=1.05 pm/hm× cosφ，kW pm pm———電機(jī)負(fù)載，kW 嗯———電機(jī)功率，kW 計(jì)算pb后，根據(jù)變頻器產(chǎn)品目錄選擇具體規(guī)格。 當(dāng)變頻器用于多個(gè)電機(jī)時(shí)，必須考慮至少一個(gè)電機(jī)的啟動(dòng)電流，以避免變頻器發(fā)生過(guò)電流跳閘。 (3)電動(dòng)機(jī)額定電流法。變頻器容量的選擇過(guò)程實(shí)際上是變頻器和電機(jī)之間的最佳匹配過(guò)程。最常見(jiàn)和更安全的是使變頻器的容量大于或等于電機(jī)的額定功率，但實(shí)際匹配應(yīng)考慮電機(jī)。實(shí)際功率與額定功率之間的差異通常是設(shè)備容量過(guò)大，但實(shí)際所需容量較小。因此，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際功率選擇變頻器是合理的，避免過(guò)大的變頻器，增加投資。 對(duì)于輕負(fù)載，變頻器電流通常應(yīng)根據(jù)1.1 In(In是電機(jī)的額定電流)，或根據(jù)制造商在產(chǎn)品中指示的與變頻器輸出額定功率相匹配的最大電機(jī)功率來(lái)選擇。

　　5. 主電源

　　(1)電源電壓和波動(dòng)。應(yīng)特別注意變頻器的低壓保護(hù)設(shè)定值(出廠時(shí)一般設(shè)定為0.8至0.9Un)，因?yàn)樵趯?shí)際使用中，電網(wǎng)電壓不太可能降低。 (2)主電源頻率波動(dòng)和諧波干擾。這種干擾增加了變頻器系統(tǒng)的熱損失，導(dǎo)致噪聲增加和輸出降低。 (3)變頻器和電機(jī)工作時(shí)的功耗。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主電源時(shí)，應(yīng)考慮兩種功耗因素。

　 二、變頻器應(yīng)用中的抗干擾措施

　　西門子變頻器在應(yīng)用中的干擾主要表現(xiàn)為:高次諧波，噪聲和振動(dòng)，負(fù)載匹配和發(fā)熱。這些干擾是不可避免的，因?yàn)樽冾l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(kāi)關(guān)的非線性元件組成，并且在斷開(kāi)電路的過(guò)程中，產(chǎn)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(duì)諧波問(wèn)題的分析并提出相應(yīng)的措施。 對(duì)于容量較小的變頻器，高次諧波的影響較小。但是，當(dāng)容量大或大時(shí)，必須處理由高次諧波電流引起的高次諧波干擾，否則會(huì)影響設(shè)備和檢測(cè)部件，嚴(yán)重時(shí)，這些設(shè)備可能會(huì)發(fā)生故障。根據(jù)英國(guó)ACE報(bào)告，各種物體對(duì)高次諧波的敏感性如下：電機(jī)對(duì)10%~20%的影響不大;儀器電壓失真為10%，電流失真為10%，誤差低于1%，電子開(kāi)關(guān)超過(guò)10%會(huì)導(dǎo)致故障，超過(guò)5%的電腦會(huì)出錯(cuò)。鑒于上述情況，在工業(yè)控制領(lǐng)域中，必須采取措施來(lái)減少干擾并將干擾抑制在允許范圍內(nèi)。

　　1. 切斷干擾傳播途徑

　　(1)干擾的傳播通常通過(guò)公共地線傳播。將電源線的地線與控制線的地線分開(kāi)是通過(guò)將電源單元的接地端子接地并將控制單元的接地端子連接到單元的金屬外殼來(lái)切斷該路徑的基本方法磁盤(pán)。 (2)當(dāng)信號(hào)線靠近帶干擾源的導(dǎo)線時(shí)，會(huì)對(duì)信號(hào)線產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致信號(hào)受到干擾。布線分離對(duì)于消除這種干擾是有效的。在實(shí)際工程中，高壓電纜，電力電纜和控制電纜通常分別從儀表電纜和計(jì)算機(jī)電纜布線，并且不同的電橋是分開(kāi)的。變頻器的控制線也優(yōu)選地以其主電路線以垂直方式布線。

　　2. 抑制高次諧波

　　(1)在變頻器正面安裝電源電抗器，以抑制電源側(cè)過(guò)電壓，減少變頻器產(chǎn)生的電流失真，避免對(duì)主電源造成嚴(yán)重干擾。該解決方案便宜，但限制諧波的效率受到限制，并且當(dāng)電抗太大時(shí)會(huì)發(fā)生不可接受的電壓降損失。

　　(2)在變頻器前安裝LC無(wú)源濾波器，濾除高次諧波。通常，濾除了5次和7次諧波，但該方法完全取決于電源和負(fù)載，靈活性很小。

　　(3)設(shè)置一個(gè)特殊的濾波器來(lái)檢測(cè)變頻器和相位，并產(chǎn)生一個(gè)與諧波電流幅度相反，相位相反的電流，并將其傳遞給變頻器，以便有效地吸收諧波電流。

　　(4)當(dāng)設(shè)備附近的環(huán)境受到電磁干擾時(shí)，應(yīng)安裝防射頻干擾濾波器以減少主電源的傳導(dǎo)發(fā)射，并采取措施屏蔽電機(jī)電纜。

　　(5)當(dāng)電機(jī)電纜長(zhǎng)度大于50m或80m(非屏蔽)時(shí)，為了防止電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)過(guò)電壓，將電機(jī)的漏電流和噪聲降低到地面，保護(hù)電機(jī)，安裝電抗器變頻器和電機(jī)之間。

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

　　(7)變壓器的多相運(yùn)行。通用變頻器是六脈沖整流器，因此產(chǎn)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(gòu)成12個(gè)脈沖的效果，可以降低低次諧波電流并很好地抑制諧波。

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