德国西门子变频器授权总代理商

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西门子变频器基础知识简介：

　一、概述

　　西门子变频器是自动化驱动控制系统中的核心，在多个行业的驱动控制系统中都有应用。本文下面针对西门子变频器的基础知识做一个介绍，帮助用户在选择和使用时进行参考。

　　二、西门子变频器基础知识

　　1. 使用环境

　　A、工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为0～55℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，控制 在40℃以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品 说明书中的安装要求，不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。

　　B、环境湿度。湿度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其 绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增 加干燥剂和加热器。

　　C、腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、 印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能，在这种情况 下，应把控制箱制成封闭式结构，并进行换气。

　　D、振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触 不良。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应使用 抗震橡皮固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段 时间后，应对其进行检查和维护。

　　E、防止电磁干扰。电焊机、动力机械;远离放射线物质及可燃物;避免直接日 照：远离腐蚀性液体、瓦斯

　　F、防止输入端过电压。变频器电源输入端往往有过电压保护，但是，如果输入 端高电压作用时间长，会使变频器输入端损坏。因此，在实际运用中，要核实变频器的输入电压、单相还是三相和变频器使用额定电压。特别是电源电 压极不稳定时要有稳压设备，否则会造成严重后果。

　　2. 变频控制柜的设计

　　变频控制柜电气原理图设计合理：变频器上口不加漏电保护器、下口不加接触器(无变频工频转换)、电容、变频柜有散热风扇、变频器不用上口接触器控制启停。

　　3. 变频柜内元器件的布局

　　变频柜内器件的合理布局和有效距离，要有足够的散热空间，走线合理。

　　4. 变频器参数的合理设置

　　变频器的启动停止要合理不要用上口接触器控制启停、根据需要设置自由停车或减速停车。变频器的加速减速时间、变频器内电机参数。

　　5. 变频器的保养

　　变频器要适时清灰保养。保养要清除变频器内部和风路内的积灰，脏物，在保养的同时要仔细检查变频器，察看变频器内有无发热变色部位，水泥电阻有无开裂现象，电解电容有无膨胀漏液防爆孔突出等现象，PCB 板有否异常，有没有发热烧黄部位。保养结束后，要恢复变频器的参数和接线，送电，带电机工作在 3Hz 的低频运行，以确保变频器工作正常。

　　6. 变频器合理使用

　　变频器不宜频繁启停，变频器是电子产品如长时间放置使用 前适当充电;雨季防雷，防潮，变频器在地下潮湿环境不使用可以带点防潮。

　　三、总结

　　综上所述，本文介绍了西门子变频器的基础知识和用法，用户在使用过程中可以参考本文提供的内容对其进行操作，从而确保变频器在控制系统中的正常使用。如果用户需要更多的了解和使用西门子变频器系列，我们也会更好的提供相关技术支持。

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控制方式编辑
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。
一代
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。
第二代
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*。
第三代
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。
第四代
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迅速发展。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）。
发展编辑
历史
变频技术诞生背景是交流电机无级调速的广泛需求。传统的直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。
20世纪60年代以后，电力电子器件普遍应用了晶闸管及其升级产品。但其调速性能远远无法满足需要。1968年以丹佛斯为代表的高技术企业开始批量化生产变频器，开启了变频器工业化的新时代。
20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM－VVVF)调速的研究得到突破，20世纪80年代以后微处理器技术的完善使得各种优化算法得以容易的实现。
20世纪80年代中后期，美、日、德、英等发达国家的 VVVF变频器技术实用化，商品投入市场，得到了广泛应用。 早的变频器可能是日本人买了英国研制的。不过美国和德国凭借电子元件生产和电子技术的优势，产品迅速抢占市场。
步入21世纪后，国产变频器逐步崛起，现已逐渐抢占市场。上海和深圳成为国产变频器发展的前沿阵地，涌现出了像汇川变频器、英威腾变频器、安邦信变频器、欧瑞变频器等一批国产变频器。其中安邦信变频器成立于1998年，是我国早生产变频器的厂家之一。十几年来，安邦信人以浑厚的文化底蕴作基石，支撑着成长，企业较早通过TUV机构ISO9000质量体系认证， 多年被评为 “中国变频器用户满意国内品牌”。
过程
直流电动拖动和交流电动机拖动先后生于19世纪，距今已有100多年的历史，并已成为动力机械的主要驱动装置。由于当时的技术问题，在很长的一个时间内，需要进行调速控制的拖动系统中则基本上采用的是直流电动机。
直流电动机存在以下缺点是由于结构上的原因：
1、由于直流电动机存在换向火花，难以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境;
2、需要定期更换电刷和换向器，维护保养困难，寿命较短;
3、结构复杂，难以制造大容量、高转速和高电压的直流电动机。