變頻器配套設(shè)備供應(yīng)商提醒您:變頻器性能的優(yōu)劣,一要看其輸出交流電壓的諧波對電動機(jī)的影響;二要看對電網(wǎng)的諧波污染和輸入功率因數(shù);三要看本身的能量損耗如何。
在變頻器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面,變頻器的網(wǎng)側(cè)變流器對低壓小容量的裝置常采用6脈波變流器,而對中壓大容量的裝置采用多重化12脈波以上的變流器。負(fù)載側(cè)變流器對低壓小容量裝置常采用兩電平的橋式逆變器,而對中壓大容量的裝置采用多電平逆變器。對于四象限運(yùn)行的轉(zhuǎn)動,為實(shí)現(xiàn)變頻器再生能量向電網(wǎng)回饋和節(jié)省能量,網(wǎng)側(cè)變流器應(yīng)為可逆變流器,同時(shí)出現(xiàn)了功率可雙向流動的雙PWM變頻器,對網(wǎng)側(cè)變流器加以適當(dāng)控制可使輸入電流接近正弦波,減少對電網(wǎng)的公害。
脈寬調(diào)制變壓變頻器的控制方法可以采用正弦波脈寬調(diào)制控制、消除指定次數(shù)諧波的PWM控制、電流跟蹤控制、電壓空間矢量控制(磁鏈跟蹤控制)。
交流電動機(jī)變頻調(diào)整控制方法的進(jìn)展主要體現(xiàn)在由標(biāo)量控制向高動態(tài)性能的矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制( Direct Torque
Control,DTC)發(fā)展,和開發(fā)無速度傳感器的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)方面。
微處理器的發(fā)展使數(shù)字控制成為現(xiàn)代控制器的發(fā)展方向。運(yùn)動控制系統(tǒng)是快速系統(tǒng),特別是交流電動機(jī)高性能的控制需要存儲多種數(shù)據(jù)和快速實(shí)時(shí)處理大量信息。近幾年來,國外各大公司紛紛推出以DSP(數(shù)字信號處理器)為基礎(chǔ)的內(nèi)核,配以電動機(jī)控制所需的外圍功能電路,集成在單一芯片內(nèi)的稱為DSP單片電動機(jī)控制器,價(jià)格大大降低,體積縮小,結(jié)構(gòu)緊湊,使用便捷,可靠性提高。DSP和普通的單片機(jī)相比,處理數(shù)字運(yùn)算能力增強(qiáng)了10
-15倍,可確保系統(tǒng)有更優(yōu)越的控制性能。數(shù)字控制使硬件簡化,柔性的控制算法使控制具有很大的靈活性,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律,使現(xiàn)代控制理論在運(yùn)動控制系統(tǒng)中應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí),易于與上層系統(tǒng)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,便于故障診斷、加強(qiáng)保護(hù)和監(jiān)視功能,使系統(tǒng)智能化(如有些變頻器具有自調(diào)整功能)。
變頻器的網(wǎng)絡(luò)化配置主要基于3個(gè)層面:設(shè)備層、控制層和信息層。其中變頻器作為執(zhí)行器,可以配接最基本的RS232/RS485串行通信協(xié)議、PROFIBUS等現(xiàn)場總線協(xié)議以及局域網(wǎng)協(xié)議。針對不同的控制系統(tǒng)和不同的用戶要求,配置和選用不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
網(wǎng)絡(luò)化配置的變頻器具有高精度的頻率設(shè)定、遠(yuǎn)程控制與工廠信息化的基本要素以及遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的特點(diǎn)。通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)定頻率是一種高精度的頻率設(shè)定,其具有通信速率高,穩(wěn)定可靠,接線簡單等優(yōu)點(diǎn),而且在模擬量控制時(shí),輸出端經(jīng)過一個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器,經(jīng)過導(dǎo)線,進(jìn)入輸入端(變頻器)又經(jīng)過一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器才能參與控制。兩個(gè)轉(zhuǎn)換器位數(shù)不同和導(dǎo)線損耗都可能造成一定誤差,而通信傳遞直接是數(shù)字量,不需要轉(zhuǎn)換,沒有誤差,在傳輸過程中不會造成損耗,而且響應(yīng)速度率也會很高。
變頻器經(jīng)常被用于系統(tǒng)復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣、高負(fù)荷、長時(shí)間運(yùn)行的工況中,如無人值守泵站、油田抽油機(jī)等,變頻器故障率在這種環(huán)境中自然比較高,一般都采取事后維修的方式進(jìn)行,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的維修方式將變?yōu)楣收项A(yù)報(bào)和整機(jī)在線維修。因此,有必要對其實(shí)現(xiàn)在線工作狀態(tài)的監(jiān)測以及對常規(guī)故障機(jī)理進(jìn)行綜合分析研究,以便對其故障的事先診斷分析。目前大功率變頻器的故障診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及智能控制方面取得了較大進(jìn)展,并已經(jīng)投入實(shí)際運(yùn)行。
在網(wǎng)絡(luò)化日益普及的今天,對普通的點(diǎn)對點(diǎn)硬線連接方式而言,通過高速通信連接的變頻器系統(tǒng)可以最大程度上降低系統(tǒng)維護(hù)時(shí)間、提高生產(chǎn)效率、減少運(yùn)行成本。目前安裝的現(xiàn)場總線模塊有PROFIBUS-
DP、Interbus、DeviceNet、CANOpen和ModbusPlus等。用戶可以有更大的自由根據(jù)生產(chǎn)過程來選擇PLC型號和品牌,并非常簡單地集成到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中去。而且通過現(xiàn)場總線模塊可以不考慮變頻器的型號,而以同一種語言來與不同功率段、不同型號的變頻器進(jìn)行組構(gòu),如功率、速度、轉(zhuǎn)矩、電流、設(shè)定值等。
由于采用了通信方式,可以通過PC來方便地進(jìn)行組態(tài)和系統(tǒng)維護(hù),包括上傳、下載、復(fù)制、監(jiān)控、參數(shù)讀寫等。
工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)作為工業(yè)企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ),現(xiàn)今推出的變頻器具有極其靈活的通信功能,通過總線不僅可在變頻器之間進(jìn)行通信,還可與PLC或上一級自動化系統(tǒng)進(jìn)行通信,如西門子SIMOVERT
MASTERDRIVES安裝通信模件后,即可通過PROFIBUS-
DP以12Mbit/s的速率,或CAN總線與更高級別的系統(tǒng)或與其他變頻傳動裝置通信。通過一個(gè)高水平的、用戶友好的界面,變頻器的所有參數(shù)都可形象化地顯示、設(shè)定、處理,也可進(jìn)行診斷操作以及實(shí)現(xiàn)在線或離線操作等。
此外,隨著變頻器的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用,用戶也在不斷提出各種新的要求,促使變頻器功能多樣化。
近年來,人們對環(huán)境問題非常重視,并出現(xiàn)了“綠色產(chǎn)品”的名稱,因此也必須考慮變頻器對周圍環(huán)境的影響。在變頻器的推廣和應(yīng)用初期,噪聲問題曾經(jīng)是一個(gè)比較大的問題,隨著IGBT的低噪聲變頻器的出現(xiàn),噪聲問題基本上得到了解決。通過在變頻器中采用PWM整流電路,基本上解決了變頻器本身造成的諧波,防止影響接于同一電源上的其他設(shè)備。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展以及人們對環(huán)境問題的重視,變頻器對周圍環(huán)境的影響可以不斷減少,無公害化變頻器的推出已經(jīng)成為大勢所趨。