揭阳西门子变频器一级授权代理商

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SIEMENS  西门子变频器器技术参数

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西门子在“2014ZG国际工业博览会”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GX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，并得到了一致认可。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YZ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YZ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ZG：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、YL、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ZG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ZG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ZG拥有约30,000名员工，建立了16个研发ZX、65家运营企业和65个地区办事处*，已经发展成为ZG经济不可分割的一部分，并竭诚与ZG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，还能针对客户特有的市场和需求，提供专门的综合定制服务，以使客户获益化。通过采用先进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、GX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。该集团用其先进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。

一、引言
　　目前我国变频器生产厂家所生产的变频器大都是采用普通的V/f控制方式，只有为数不多的几家对外宣称采用了基于无速度的矢量控制技术。在国外品Pai中基本上已经做到了开环、闭环、无速度控制三位一体的控制思想，尤其值得关注的是ABB公司的DTC控制方法在产品中已经有成功的应用。国内学术界在变频调速系统的研究方面已经做了很多相应的工作，取得了一定的成果，但是相对于国外来说工程化的实践和积累还有一定的差距。如何将理论化的知识转化到我国现有工业化产品实践，提高我国变频调速产品的性能和质量，是一个比较迫切的值得研究的问题。本文试图从控制策略和调制技术两个方面对目前的V/f控制和实现技术进行比较说明，供大家交流和探讨。
　　通常V/f变频器的系统结构是由控制、调制、主回路三个部分组成，其中控制部分和脉宽调制部分全部由软件算法实现。这种控制方式是针对交流电机稳态模型得出的，不依赖电机参数及其变化，因而控制简单，容易实现。但是调速范围比较窄，仅适用于风机、水泵等对调速性能要求不高的负载。为了提高系统低速时候的带载能力和系统的动态性能，满足实际工业现场的需要，必须对现有的控制方法和脉宽调制策略进行相应的改进和提高。下面针对其中几个关键的技术分别进行讨论。
二、控制策略中的若干技术
　　1. 补偿技术
　　补偿技术在开环控制中是必不可少的。它包括力矩补偿、滑差补偿和死区效应补偿。在低频时定子电阻的压降相对于变频器输出电压来说已经不能忽略，必须进行补偿，否则输出电压不够，电机在低频时不动或者转速明显下降。滑差补偿主要是针对电机在负载较大时实际输出转速会低于设定的转速而设计的。这两种补偿方法在实现中可以采用简单的固定值进行补偿，改进的方法有利用三相电机电流进行计算补偿，不过只是根据电流幅值的补偿，实际上该方法是标量补偿;更为精确的补偿方法是将三相电机交流电流进行矢量分解，同时将电机的损耗参与计算，这样的补偿效果更好。但是这种方法计算比较复杂，同时对电机的部分参数有一定的依赖性，在实现过程中存在一些困难。
　　死区效应补偿技术在开环控制中占有很重要的作用，它能有效的提高输出电流波形的平滑度和减小谐波，同时能够提高输出电压的有效值和减小电机电流的振荡。特别是在要求静音的环境下，人为的提高载波频率，如果没有死区补偿，在低频时电机即使空载也可能不能运行。目前比较常用的死区补偿技术有电流过零点直接补偿法，基于定子磁场定向的电流分解方法，死区电压脉冲宽度补偿方法，无电流传感的死区时间预测补偿方法等。电流过零点判断的补偿方法简单易于实现，但是由于电流波形中噪声成分大，同时负载的波动和外界的任何干扰都会引起过零点的判断失误，过零点有一个死区平台影响低频补偿效果，特别是载波频率比较高时尤为显著。基于定子磁场定向的方法不直接判断电流过零点，而是将定子电流在旋转坐标系中分解得到电流矢量角和死区电压矢量之间的关系进行相应的补偿，如果该方法和死区电压脉冲宽度补偿相结合，效果更为突出。相位角预测的死区时间补偿方法是一种省掉电流传感器的固定补偿方法，该方法首先对电流相位角进行预测，然后对死区时间做出相应的补偿，预测的角度可以根据变频器输出容量的不同在软件中设置，或者由外部修改设定。
　　该方法的优点是可以省掉电流传感器，降低成本和系统体积，但是补偿没有根据外部负载变化而相应调整，因而精度和动态性能也会相应的降低。
　　2. 电流振荡YZ技术
　　交流电机在PWM方式供电的条件下在电机轻载或者空载的时候由于某些原因电机会在一个比较宽的频率段系统会出现局部不稳定现象，这时电流幅值波动很大，输出频率也会有一定改变，电流的振荡有可能会导致系统因为过电流而误触发报警，使系统不能稳定可靠的工作。引起振荡的原因是多方面的，比较普遍的观点是电机和变频器在能量交换过程中引起的，它的出现也和死区效应有很大的关系。对死区效应进行补偿后可以有效的减少振荡的幅度，但是还不能从根本上YZ振荡。一种有效的方法是当振荡发生时，相应改变实际输出的频率或者电压，通过电流形成一个简单的负反馈系统，达到YZ振荡的目的。但是这种方法也有一定的局限性。由于不同电机的振荡频率范围是不一样的，从5Hz～30Hz左右变化，而采用电流的幅值控制，只是一个标量，这就使得控制的效果不佳，系统的鲁棒性降低。如果将定子电流进行分解，直接控制影响能量交换的磁通励磁电流分量，YZ效果就会有较大的提高。更为精确有效的方法是采用智能控制的方法，但是算法复杂，在通用的V/f控制平台上实现比较困难。
　　3. 简单磁通矢量控制方法
　　普通的V/f控制是建立在稳态电机模型上的，忽略了定子电阻压降，因而对电机动态过程中的状态不能控制，由于是开环控制，对负载的波动或者电机参数变化不敏感，动态性能不高。简单磁通矢量控制方法是在普通V/f控制的基础上对电机电流进行了控制，具体表现在通过把变频器输出的电流进行矢量分解计算得到力矩电流分量和励磁电流分量，然后调节电压使电机电流和负载力矩相匹配，从而改善低速力矩特性。该方法在6Hz时可以提供200％的额定力矩。矢量计算所用到的一些电机参数预先存放在控制器的RAM中，针对某一型号电机这些参数基本上是常数。
　　4. 基于无速度传感的矢量控制技术
　　对于高性能的交流调速控制系统，速度闭环是必不可少的，转速闭环需要实时的电机转速，目前速度反馈量的检测多是采用光电脉冲编码器、旋转变压器或测速发电机。速度传感器价格比较昂贵，明显增加了系统的硬件成本;对环境的适应能力不强，不利于使用在高温或者振动的场合;信号传输距离受到限制不能在长距离的线路中可靠的工作。因此研究无速度传感器交流调速系统，对提高系统的可靠性、环境的适应性、进一步扩大交流调速系统的应用范围具有重要意义，已经成为国内外学术界和工程界近年来的研究热点。
　　无速度传感器控制的目标是同时对电机转速、转子磁链以及电机参数进行精确的估计。对电机转速和磁链的估算方法有好多种，基于理想模型的观测和估计方法有:开环磁链估算和带补偿的磁链估算;模型参考自适应法（MRAS）;闭环观测器法。基于非理想特性的方法有:利用齿谐波信号的转速辨识方法;旋转高频注入转子凸极检测法;漏感脉动检测法;dq阻抗差异定向法;饱和凸极检测方法。对电机参数的检测有离线式检测和在线式检测两种方法。
　　无速度传感矢量控制技术在实现中有几个特别值得关注的方面，它们对系统控制性能和控制精度有着十分重要的影响。这几个方面是:
　　（1） 电流及电压信号的检测和信号处理技术
　　其中信号的处理技术主要是对检测到的电流电压信号如何进行有效精确的滤波，既能重现有效信号同时不产生幅值衰减和相位滞后。比较实用的方法有简化的扩展卡尔曼滤波器，形态滤波器等。
　　（2） 定子电阻的在线调整问题
　　定子电阻阻值在电机运行时随着温度升高有很大的变化，变化可以达到额定值的150％，如何在运行中在线检测定子电阻，同时调整相应的控制量，对系统性能的影响是很重要的。
　　（3） 死区效应的补偿技术
　　（4） 建立精确的动态电机模型问题
　　在线或者离线测得的电机参数只是在某一时刻得到的，如果参数在运行中发生变化，电机的模型也应该相应的改变，以达到的控制效果。目前实用研究中使用的较多的是模型参考自适应的方法。
　　（5） 逆变器模型的重构问题
　　这个技术主要是针对在极限情况下0Hz运行时提出的。这种情况下功率器件的饱和压降和集电极电流的时间关系都要加以考虑。
三、PWM调制策略的若干技术
　　早期的PWM调制方法基本上是通过硬件电路模拟产生，主要以正弦波脉宽调制为主，后来发展到模拟和数字电路混和控制，当前的调制技术基本上是通过软件算法直接实现的。软件实现有着非常明显的优势:程序编写灵活，修改方便，在相同的硬件条件下可以实现多种调制策略，同时维护方便，抗扰性强。从Z初追求电压波形的正弦，到电流波形的正弦，再到磁通的正弦;从效率，转矩脉动Z少，再到消除噪音等，PWM控制技术的发展经历了一个不断创新和不断完善的过程。PWM控制技术从控制思想上分，可分为四类，即等宽PWM法、正弦波PWM法（SPWM）、磁链追踪型PWM法和电流跟踪型PWM法。近几年新近提出的不连续的SVPWM方法和随机PWM方法在这里作为ZD加以介绍。
　　1. SPWM法
　　SPWM法从电动机供电电源的角度出发，着眼于如何产生一个可调频调压的三相对称正弦波电源。具体方法是以一个正弦波作为基准波（称为调制波），用一列等幅的三角波（称为载波）与基准正弦波相交，由它们的交点确定逆变器的开关模式。为了提高逆变器的输出电压幅值，针对SPWM法，人们提出了准优化 PWM法，即三次谐波叠加法。在正弦波中注入一定比例的三次谐波后，调制波的幅值大大降低，在调制波没有过调制的情况下，可使基波幅值超过三角波幅值，实现调制系数大于1的调制。在这种调制方式下，调制比可提高到1.15左右，相应直流母线电压的利用率可提高15％。
　　2. SVPWM法
　　磁链追踪型PWM法又称为电压空间矢量脉宽调制（SVPWM），与SPWM法不同，它是从电动机的角度出发的，着眼点在于如何使电动机获得圆磁场。它以三相对称正弦波电压供电时交流电动机的理想磁链因为基准，用逆变器不同开关模式所产生的实际磁链矢量来追踪基准磁链圆，由追踪的结果决定出逆变器的开关模式，形成PWM波。逆变器的开关模式有8个空间电压矢量，其中V0、V7为零电压矢量。SVPWM不仅使得电机转矩脉动降低，电流波形畸变减小，而且与 SPWM技术相比直流母线电压利用率有很大提高，在这种调制模式下直流母线电压的利用率可提高15％，并易于数字实现。
　　3. 不连续的SVPWM策略（DHPWM）
　　不连续的SVPWM方法是近几年提出的一种新颖的电压空间矢量脉宽调制策略，国外文献称为不连续的SVPWM策略（DHPWM），国内有些文章称为混和型调制策略（HPWM）或低开关损耗模式调制。对于连续PWM调制方法，三相调制波都位于其对应载波的峰值之间，因此，所有的连续PWM调制方法，其逆变器的开关损耗都是相同的，且与负载电流的相角无关。降低开关损耗Z简单的方法就是使开关器件不动作，或者在一个周期中尽量少动作。传统的SVPWM方法中零矢量（V0和V7）的位置在脉宽生成中是对称存在的，零矢量的导通时间相等，而且位置是固定的，不能改变。如果保持有效导通矢量的时间不变，这样合成的空间电压矢量有效值不会受到影响，同时改变零矢量V0和V7在脉宽分配中的位置，使开关动作的次数减少，这就是不连续的SVPWM方法。
　　零矢量的分配和位置不同就会有不同的调制效果。如果在三个相邻矢量所夹扇区固定选用一个适当的零矢量，可使每一组在一个周期内有120°的扇区内不开关。每相不开关范围是连续的120°的区域，因而导致上下桥臂的开关损耗不一致，波形畸变比SVPWM要大很多。如果在相邻的60°区间选用不同的零矢量，这样有三种零矢量的分配方案。实际应用中应该尽量使每相开关器件在负载电流较小的区间内开关，安排大的负载电流在不开关的扇区内,这样不仅可以减少开关次数,同时还可以有效降低开关器件的开关电流，从而使开关损耗Z小。该方法可以将开关次数减少到原来SVPWM的1/3，极大的降低了开关损耗，同时由于插入零矢量的位置改变了逆变器的续流过程，对YZ电流波形的振荡和失真也有一定的效果。在工程中对该方法调制时的死区效应补偿技术的实现存在一定的困难，一种行之有效的方法是在每个扇区内对有效导通主矢量的补偿。
　　4. 随机脉宽调制技术（RPWM）
　　在变频器供电的交流传动系统中,噪声问题长期以来一直受到人们的关注，在某些低噪声的场所变频器和电机所发出的噪声令人难以忍受。变频器噪声主要由逆变器所采用的脉宽调制方法所致。在一般的PWM方法中，逆变器的功率开关是以“确定的”方式通断的,这种控制方式虽然可以很好地YZ电压波形中的低次谐波,但却将产生某些幅值很大的高次谐波,这些谐波主要集中在一倍和两倍的载波频率附近,它们将产生明显的噪声和振动。近年来出现的随机脉宽调制（RPWM） 为解决逆变器的噪声问题提供了一种全新的思路。随机PWM的基本思想是用一种随机的开关策略代替常规PWM中固定的开关模式,以使逆变器输出电压的谐波频谱均匀地分布在一个较宽的频率范围内,达到YZ噪声和机械振动的目的。