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1．变频器常见品牌的介绍 我国自20世纪80年代引进交流变频器技术，经20多年的发展，在应用领域更加广泛应用水平也得到了很大提高，变频器自身也经历了几番更新换代。当前市场上流行的变频器品牌，不仅有早期的“富士”、“安川”、“三菱”、“三垦”、“日立”、“东芝”等日本产品与德国西门子公司的“SIEMENS”系列产品，欧、美的一些大公司也相继登陆中国市场．而且占据相当大的一部分市场份额，例如施耐德、ABB、丹佛斯、罗克韦尔(A- B)、KEB（科比）等公司。我国港台地区的品牌有“普传”、“台安”、“台达”、“爱德利”等，我国大陆的变频器产业也蓬勃兴起，如深圳的“华为”、山东的“惠丰”以及“安邦信”、“森兰”、“佳灵”等。现在市场上各种品牌的变频器琳琅满目，性能档次各不相同，操作系统也不一样。一般来说，欧美国家的产品以性能先进、可靠性好、适应性强而著称；日本产品以外形小巧、功能多而见长；港台地区及国产的品牌，则以符合国情、功能简单实用、具有价格优势在变频器市场中占有一席之地。作为目前的主流机型，例如富士FRN - G9s/P9s系列，三菱FRA540/FR - F540系列，西门子MM4系列，安川VS 616G5系列，三垦SAMCO i/iP系列等，这些变频器在功能、操作、维护及应用注意事项等方面相差不多。 2．变频器参数应用知识 大多数变频器的产品说明书中都给出了额定电流、可配用电动机功率和额定容量三个主要参数，变频器厂商通常根据本国或本公司生产的标准电动机给出后两项参数，不能确切表达变频器实际的带负载能力，只有额定电流是能反映通用变频器负载能力的关键参数。因此，以电动机的额定电流不超过通用变频器的额定电流为依据是选择变频器容量的基本原则，电动机的额定功率只能作为参考。 变频器生产厂商所提供的产品样本，是向用户介绍其产品的杀列型号、功能特点以及性能指标。应该学习掌握并利用所提供的信息进行比较、筛选，选择出最适用的变频器。这些信息应该包括以下的内容： (1)型号。变频器的型号都是生产厂商自定的产品系列名称，无特定意义，一般包括电压级别和标准可适配电动机容量，可作为选择变频器的参考。 (2)电压级别。根据各国的工业标准或不同用途，其电压级别也各不相同，选择变频器时首先应该注意其电压级别是否与输入电源和所驱动的电动机的电压级别相适应。通用变频器的电压级别分为200V和400V级两种，用于特殊用途的还有500、600、3000V级等。一般是以适用电压范围给出，例如200V级给出180～220V[200×(1±10%)V]，400V级给出360～440V[400×(1±10%)V]等，在这一技术数据中均对电源电压的波动范围作出规定。如果电源电压过高，会对变频器中的部件如整流模块、电解电容、逆变模块、开关电源等造成损害；若电源电压过低，容易引起CPU工作异常，逆变器驱动功率不足，管压降增加，损耗加大而造成逆变模块永久性损坏。因此电压过高、过低对变频器均是有害的。 (3)最大适配电动机功率。通用变频器的最大适配电动机功率(kW)殁对应的额定输出电流( A)是以4极普通异步电动机为对象制订的。6极以上电动机和变极电动机等特殊电动机的额定电流大于4极普通异步电动机，因此，在驱动4极以上电动机及特殊电动机时，不能仅依据功率指标选择变频器，要考虑通用变频器的额定输出电流是否满足所选用的电动机的额定电流。 (4)额定输出指标。通用变频器的额定输出指标有额定功率，额定输入、输出电压，额定输出电流，额定输出频率和短时过载能力等。其中额定功率为通用变频器在额定输出电流下的三相视在输出功率；额定输出电压是变频器在额定输入条件下，以额定容量输出时，可连续输出的电压；额定输出电流则是通用变频器在额定输入条件下，变频器可承受的最大电流。 (5)瞬时过载能力。通用变频器的电流瞬时过载能力常设计成150%额定电流1min或1.2倍额定电流1min。与异步电动机相比，变频器过载能力较小，这主要是由于主回路半导体器件过载能力小。例如，400V、10kW、4极异步电动机的额定输出电流为32A，若用通用变频器拖动，通用变频器可允许短时最大输出电流为32A×1.5=48A (150%，Imin)，如果瞬时负载超过了变频器的过载耐量，即使变频器与电动杌的额定容量相符，也应该选择大一档的通用变频器。 (6)电源。通用变频器对电源的要求主要有输入电源电压、频率、允许电压波动范围、允许电压不平衡度和允许频率波动范围等。其中输入电源电压指标包括输入电源的相数，如三相、380V、+10%～15%，相间不平衡度≤2%、50×(1±5%)Hz；允许电压波动范围和允许频率波动范围为额定输入电压幅值和频率的允许波动的范围。也有的变频器对电源电压指标给出的是一个允许输入电压的范围，如200～240V和380～480V等。 (7)效率。变频器效率是指综合效率，即变频器本身的效率与电动机的效率的乘积，也即电动机的输出功率与电网输入的有功功率之比。变频器的综合效率与负载及运行频率有关，在电动机负载超过75%且运行频率在40Hz以上时，变频器本身的效率可达到95%以上，综合效率也可达85%以上，对于高压大功率变频器，其系统效率可达96%以上。 (8)功率因数。变频器的功率因数是指整个系统的功率因数，它不仅与电压和电流之间的相位差有关，还与电流基波含量有关，在基频和满载下运行时的功率因数一般不会小于电动机满载工频运行的功率因数，所以一般可不予考虑。电动机本身的功率因数一般在0.7～0. 96之间，容量大、极对数少些的电动机，功率因数大；容量小、极对数多的电动机，功率因数也小。整个系统昀功率因数又与系统的负载情况有关，轻载时小，满载时大；低速时小，高速时大。通常为改善功率因数要加装直流电抗器，实际上是为了降低网侧输入电流的畸变率，减小谐波无功功率，因而也提高了整个系统的功率因数。 (9)变频器的主要控制特性。变频器控制特性的参数比较多，通常包括以下内容。 1)变频器运行控制方式。变频器运行控制方式非常重要，它是根据生产工艺的要求，针对被拖动电动机的自身特性、负载特性以及运转速度的要求，控制变频器输出电压（电流）和频率的方式。一般可分为U/f、控制方式、转差频率控制方式、矢量控制方式和直接转矩控制方式。新型的通用变频器还派生了多种用途的U/f控制方式，如西门子MM440变频器就有多种运行控制方式，用户可以根据需要进行设定，现以MM440变频器为典型，将各种控制方式简要说明如下。 a)线性U/f控制方式。设定时，P1300=0。线性U/f控制方式可用于降转矩和恒转矩负载。 b)带磁通电流控制(FCC)的线性U/f控制方式。设定时，P1300=1。该控制方式可用于提高电动机的效率和改善动态响应特性。 c)抛物线二次方特性U/f控制方式。设定时，P1300=2。该方式可用于平方降转矩员载，获得较理想的工作特性，如风机、水泵控制等。 d)带节能运行方式的线性U/F控制方式。设定时，P1300=4。该控制方式的特点是变频器可以自动搜寻并运行在电动机功率损耗最小点，达到节能的目的。 e)纺织机械的U/f控制方式。设定时，P1300=5。该控制方式设有转差补偿或谐振阻尼功能。电流最大值随电压变化而变化，而不跟随频率变化。 f)用于纺织机械的带FCC功能的U/f控制方式。设定时P1300=6。该控制方式是带磁通电流控制(FCC)的线性U/f控制方式和纺织机械的U/f控制方式的组合控制方式，设有转差补偿或谐振阻尼功能，可提高电动机的效率，改善动态响应特性。 g)与电压设定值无关的U/f控制方式。设定时，P1300=19。电压设定值可以由参数P1330给定，此时与斜坡函数发生器频率无关。 h)无传感器矢量控制。设定时，P1300=20。该控制方式的特点是，用固有的转差补偿对电动机速度进行控制，低频运行转矩大、瞬态响应快、速度控制稳定。 i)无传感器矢量转矩控制。设定时，P1300=22。该控制方式的特点是变频器可以控制电动机的转矩。可以通过设定转矩给定值，使变频器输出转矩维持在设定值。 j)转差补偿控制。在异步电动机运行过程中，当负载发生变化时，转差也会同时发生变化，电动机的转速也随之变化。所谓转差补偿控制，指不需要速度反馈而在负载大小发生变化时，电动机依然保持原恒定的转速，若负载增大而使转速降低，设定的转差补偿频率加上原设定的运行频率，使电动机恢复原先的转速；若负载减小，则与上述动作相反，使增大的转速降低，保持电动机转速的恒定。 2)频率特性，变频器的频率特性通常包括以下内容。 a)输出频率范围。指通用变频器可控制的输出频率范围，最低的起动频率一般为0. IHz，最高频率则因变频器性能指标不同而不同，一般为400Hz，有的机型是650Hz。输出频率再高就属于高频变频器的范围。 b)设定频率分辨率。频率分辨率即可分辨的最小频率值。在数字化通用变频器中，若通过外部模拟信号0-10V或4～20mA对频率进行设定，其分辨率由内部A/D转换器决定，若以数字信号进行设定，其分辨率由输入信号的数字位数决定。模拟设定分辨率可达到1/3000，面板操作设定分辨率可达到0.01Hz。有的变频器还有对外部信号进行偏置调整、增益调整、上下限调整等功能。对需要较高控制精度的场合，还可通过可选件解浃。有的变频器可选用数字(BCD码、二进制码)输入及RS232C/RS485串行通信信号输入模块。 c)输出频率精度。输出频率精度为输出频率根据运行条件改变而变化的程度。输出频率精度一频率变动值／最高频率×100%，通常这种变动都是由于温度变化或漂移引起的。当模拟设定时，输出频率精度为±0. 2%以下；当数字设定时，输出频率精度为±0.01%以下。 3) U/f特性。U/f特性是在频率可变化范围内，通用变频器输出电压与频率的比。一般的通用变频器可以在基本频率和最高频率时分别设定输出电压，通常给出电压范围，如400V级输入，160～480V。 4)转矩特性。由变频器驱动电动机时，其温升比使用工频电源时略高。在低速运行时，电动机冷却效果下降，允许的输出转矩相应下降。变频器的转矩特性通常包括以下内容。 a)起动转矩。对应于0Hz时的最大输出转矩，通常给出0.5Hz时最大输出转矩的百分数，如0. 5Hz、200%。 b)转矩提升。由变频器驱动电动机时，在低频区会欠励磁，为了顺利起动电动机，应补偿电动机的欠励磁，使低频运行时减小的转矩增强，转矩提升功能通常是可设定或自整定。 c)转矩限制。通常在产品说明书中说明转短限制功能的特性，如当电动机转矩达到设定值时，转矩限制功能将自动调整输出频率，防止变频器过电流跳闸。转矩限制功能通常可设定，并可用触点输入信号选择。 5) PID控制。通常在产品说明书中说明PID控制功能的控制信号及反馈信号的类型及设定值，如键盘面板设定，电压输入DC O～IOV，电流输入DC 4～20mA，多段速设定，串行通信接口链接设定RS485，设定频率／最高频率×100%，反馈信号O～IOV、4—20 mA或20～4mA等。 6)调速比。调速比是上限频率(如50Hz)与可以达到的最低运行频率(如0.5 Hz)之比。最低频率所对应的标称值，如转矩性能、温速精度、速度响应等应能满足运行要求。如最低频率是0. 5Hz，上限频率为50Hz，则调速比为100：1。调速比间接表达了通用变频器的低频、性能和速度控制精度。 7)制动方式。采用通用变频器控制电动机时，可以进行电气制动。通用变频器的电气制动分为内部制动和外部制动，内部制动一般有交流制动和直流制动，外部制动有制动电阻制动和电源回馈制动。
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