適應特種環境要求的高性能變頻器
發布時間:2019-08-01 10:39:11來源:
適應特種環境要求的高性能變頻器
1. 引言
當前,在中國大陸市場的變頻器品牌大致有將近70多種,各種變頻器品牌都有其自身的市場和應用環境,而Vacon變頻器從其開始生產以來,就一直以能適應各種惡劣環境和保護功能齊全而著稱,在許多場合應用以來,受到了用戶的廣泛贊譽。本文將詳細介紹,Vacon變頻器是如何做到能適應各種特殊環境要求,達到高性能的要求的。
當前,在中國大陸市場的變頻器品牌大致有將近70多種,各種變頻器品牌都有其自身的市場和應用環境,而Vacon變頻器從其開始生產以來,就一直以能適應各種惡劣環境和保護功能齊全而著稱,在許多場合應用以來,受到了用戶的廣泛贊譽。本文將詳細介紹,Vacon變頻器是如何做到能適應各種特殊環境要求,達到高性能的要求的。
2. 可信賴的技術
Vacon變頻器的設計和生產是依據國際市場的使用標準和規范,基于Vacon設計人員的多年專業技術及豐富經驗設計而成,并采用大規模、集成化生產而成,目前的年生產能力為20萬臺,產品范圍包括CX和NX系列,功率范圍為0.2KW~3000KW的低壓變頻器。
Vacon變頻器的設計和生產是依據國際市場的使用標準和規范,基于Vacon設計人員的多年專業技術及豐富經驗設計而成,并采用大規模、集成化生產而成,目前的年生產能力為20萬臺,產品范圍包括CX和NX系列,功率范圍為0.2KW~3000KW的低壓變頻器。
Vacon 變頻器具有嚴格的測試標準:
可以看出Vacon變頻器的測試需要經合作伙伴、元器件供應商的產品測試,在裝配之前還需經過裝配和外觀檢測,裝配完成之后需經過高壓測試、功能檢測和拷機等嚴格操作,并在每一步測試過程中都將根據變頻器的序列好,記錄各項測試數據,記錄和跟蹤所有主要器件的測試數據。
可以看出Vacon變頻器的測試需要經合作伙伴、元器件供應商的產品測試,在裝配之前還需經過裝配和外觀檢測,裝配完成之后需經過高壓測試、功能檢測和拷機等嚴格操作,并在每一步測試過程中都將根據變頻器的序列好,記錄各項測試數據,記錄和跟蹤所有主要器件的測試數據。
為了提高產品的可靠性,Vacon變頻器在設計時就力爭使用比較佳和比較少的元器件供應廠商和合作廠商,減少產品因為器件原因所產生的故障。Vacon變頻器的設計壽命為在每天24小時工作,100%負載和比較大環境溫度情況下,工作時間為50000小時,并且所達到的平均無故障工作時間(MTBF)為500000小時。為了達到上述的高可靠性工作,Vacon變頻器在散熱片的設計、散熱風機的選擇以及直流橋電容等,都具有獨到的設計和產品選擇標準。
同時為了提高產品的可靠性,提高元器件供應廠商和合作廠商產品的可靠性,減少用戶的備件量,降低現場的維修時間,Vacon產品采用了高度的模塊化結構,使同類型、同型號、同體積的變頻器都采用相同的控制面板、控制板、功率板,以及相同的電流檢測板等,也由于采用了高度的模塊化結構以及許多器件的通用性,使合作廠商在生產相同型號產品時能完全有時間和經歷提高產品部件的可靠性,降低了變頻器部件的備件量和備貨時間,加快了變頻器的訂貨和生產周期,同時也有利于降低產品的生產成本。
Vacon變頻器在達到完全模塊化生產的同時,還采用了相同的I/O結構,減輕了設計用戶的設計量,也方便了用戶的維修。
3. 全內置交流電抗器
Vacon CX變頻器的原理框圖如圖2所示,在變頻器內部都內置了交流電抗器,該交流電抗器可以從電網電壓到整流橋的瞬間電壓波動了,保護變頻器的整流部分,同時也抑制了部分由于6相整流所產生的部分諧波電流對電網的影響,改善了輸入到變頻器的電流波形。
Vacon CX變頻器的原理框圖如圖2所示,在變頻器內部都內置了交流電抗器,該交流電抗器可以從電網電壓到整流橋的瞬間電壓波動了,保護變頻器的整流部分,同時也抑制了部分由于6相整流所產生的部分諧波電流對電網的影響,改善了輸入到變頻器的電流波形。
Vacon 變頻器所內置采用交流電抗器的電抗因素>4%,使得在6相整流時的總諧波電流(THD)小于35%,該諧波電流值大大小于其他內置交流電抗器或直流電抗器的變頻器廠家,減小了由于諧波電流所產生的諧波電壓,減小了對同電源系統中的其他系統的影響。另外Vacon所提供的四象限運行變頻系統(CXR)的總諧波電流值可小于4%。
4. 先進的控制模式
Vacon 變頻器的控制模式為轉子磁場定位的模糊矢量控制,其控制框圖如圖3所示:
Vacon 變頻器的控制模式為轉子磁場定位的模糊矢量控制,其控制框圖如圖3所示:
Vacon 變頻器的矢量計算采用了特殊的矢量計算和電機集成控制芯片,采用該控制芯片,大大提高了Vacon變頻器的矢量計算速度,減小了應用程序芯片的計算時間,使得Vacon變頻器在相同結構的情況下,通過下載不同的應用軟件和不同系統軟件,具有頻率控制、開環速度、開環轉矩控制、閉環速度控制、閉環轉矩控制、高級開環速度控制、高級開環頻率控制和高級開環轉矩等多種控制方式,使得Vacon變頻器完完全全成為可編程的矢量變頻器,減少了用戶在變頻器選型時的型號考慮。
由于內置了Vacon獨有的矢量計算和電機集成控制芯片,在相同的硬件結構情況下,可以達到輸出比較高頻率7200Hz,閉環轉矩的響應時間為小于10ms(NXP小于3ms),閉環速度精度為0.01%~0.03%,閉環可控轉矩為200%,開環時的速度精度為0.5%,開環低頻可控轉矩為125%。
另外由于采用了電機集成控制芯片,Vacon變頻器所提供的斬波頻率為1~16KHz連續可調,在實際使用時可以大大降低電機噪音和損耗。
5.齊全的保護功能
為了適應特殊的惡劣環境,達到高性能的要求,Vacon變頻器具有如下保護功能:過流保護、接地保護、欠壓保護、過壓保護、失速保護、欠載保護、變頻器低溫/過熱保護、電機過熱保護、輸入/輸出相保護等齊全的保護功能。
為了適應特殊的惡劣環境,達到高性能的要求,Vacon變頻器具有如下保護功能:過流保護、接地保護、欠壓保護、過壓保護、失速保護、欠載保護、變頻器低溫/過熱保護、電機過熱保護、輸入/輸出相保護等齊全的保護功能。
5.1 過流保護
Vacon變頻器過載比較大電流為1.5ICT,每10分鐘1分鐘,或2.5ICT,每20秒2秒,上述時間均為100%電壓輸出時的累計時間。瞬間過流保護的跳閘極限為4ICT。
Vacon變頻器過載比較大電流為1.5ICT,每10分鐘1分鐘,或2.5ICT,每20秒2秒,上述時間均為100%電壓輸出時的累計時間。瞬間過流保護的跳閘極限為4ICT。
Vacon變頻器之所以有如此大的過流和跳閘電流極限是因為:Vacon變頻器所采用的功率器件都為德國西門康公司的功率模塊,在變頻器的功率模塊設計和選型也為變頻器流有較大余量,另外Vacon變頻器的強制散熱以及獨到的散熱回路設計也是有較大過載能力和跳閘極限的有力保證。
5.2 接地保護
由于Vacon變頻器采用了三相電流檢測(見圖2),因此變頻器能根據三相輸出電流的檢測值,計算三相輸出電流之和,較快地判斷變頻器的是否接地,達到接地保護的功能。
由于Vacon變頻器采用了三相電流檢測(見圖2),因此變頻器能根據三相輸出電流的檢測值,計算三相輸出電流之和,較快地判斷變頻器的是否接地,達到接地保護的功能。
5.3 欠壓/過壓保護
Vacon變頻器所提供的欠壓跳閘極限為0.65Un,過壓跳閘極限為1.47Un(當Un=380V時)。因為Vacon變頻器時根據直流橋上的電壓值來判斷欠壓和過壓跳閘極限,因此對于集中型號的變頻器跳閘時的電壓值如下表所示:
Vacon變頻器所提供的欠壓跳閘極限為0.65Un,過壓跳閘極限為1.47Un(當Un=380V時)。因為Vacon變頻器時根據直流橋上的電壓值來判斷欠壓和過壓跳閘極限,因此對于集中型號的變頻器跳閘時的電壓值如下表所示:
變頻器型號 | CX2 | CX4 | CX5 | CX6 |
欠壓跳閘直流橋電壓 | 193V | 333V | 333V | 460V |
過壓跳閘直流橋電壓 | 436V | 911V | 911V | 1257V |
比較低充電完成電壓 | 252V | 436V | 504V | 602V |
由于Vacon變頻器內部具有欠壓控制器和過壓控制器,當這些參數設置為1時,當直流橋電壓較低(
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