西门子变频器以其强大的品牌效应,打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位,据有关专业市场调研机构的统计,西门子的高低压变频器在中国市场上已位居
西门子变频器在中国市场的使用最早是在钢铁行业
然而在当时电机调速还是以直流调速为主,变频器的应用还是一个新兴的市场,但随着电子元器件的不断发展以及控制理论的不断成熟,变频调速已逐步取代了直流调速,成为驱动产品的主流,西门子变频器因其强大的品牌效应在这巨大的中国市场中取得了超规模的发展,西门子在中国变频器市场的成功发展应该说是西门子品牌与技术的完美结合。在中国市场上我们能碰到的早期的西门子变频器主要有电流源的simovert a,以及电压源的simovert p,这些变频器也主要由于设备的引进而一起进入了中国的市场,目前仍有少量的使用,而其后在中国市场大量销售的主要有micro master和midi master,以及西门子变频器成功的一个系列simovert masterdrive,也就是我们常说的6se70系列。它不仅提供了通用场合使用的ac变频器,也提供了在造纸,化纤等特殊行业要求使用的多电机传动的直流母线方案。当然西门子也推出了在我个人看来技术上比较失败然而在市场上却相当成功的eco变频器,在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率,市场上的成功主要是因为它超越了富士变频器成为中国市场的品牌。现在西门子在中国市场上的主要机型就是mm420,mm440.6se70系列。
西门子数控销售
变频器,顾名思义,就是可以改变频率的器件,它是一个频率和电压能调整输出的交流电源而已,主要用来给异步电机进行调速使用。在变频器没有出现以前,异步电机调速是非常麻烦的,因为转速和转矩不是一条直线,比如通过滑差头来调速,或者简单的降压调速等等,效果都不理想。根据三相异步电机的转速公式,转速n=60*f/p(1-s),其中p是极对数,s是转差率,f是电源的频率,只要能输出一个频率可控的交流电源,三相异步电机的转速就可以顺利改变,这个就是变频器工作原理的根本
但是发电厂供应的三相交流电源,是相差120°的正弦波,频率都是50hz的,在电力电子器件被发明以前,相改变这个电源频率,几乎是不可能完成的事情,所以交流电机发明了几乎接近100年都没有良好的调速装置。
后来晶闸管,gtr管,igbt管等大功率器件在上个世纪末相应被发明了,还有单片机嵌入式技术日益成熟,人们找到了异步电机调速的基本方法。那就是先把三相交流电压,经过二极管或者可控硅来整流成为波动的直流电,再利用电容来滤波和稳压,变成稳定的直流电,利用6个igbt管来组成逆变回路,单片机通过pwm斩波的方法,输出一系列可变脉宽的方波,用来模拟出可变频率的交流电的等效效果,达到控制电机转速的目的。
可以想象一下,任何曲线都能用很多条直线段来分段模拟链接,模拟用的直线段越多,曲线就可以被描述得越精确,这个实际是数学上的微积分的理念了。
正弦波虽然看起来很复杂,但是同样可以用很多个方波来模拟等效它,如果输出等幅值而宽度可变的方波,而且方波的面积和对应的正弦波面积相等,它的作用会等同于正弦波的工作效果,通过控制工作周期就可以改变输出电源的频率,这种就是所谓的pwm控制了,因为igbt这些开关管可以实现非常高速的开关功能,比如有几十k的频率,这样输出的方波足够多,模拟出来的正弦波效果就比较好。
但是电机光改变频率还不够的,电压也要跟着调整,否则可能会让电机工作不正常,比如严重发热而烧毁等。主要是因为电机的铁芯是非线性的,要求在电源频率改变的时候,电压也要改变,这样才可以控制主磁通恒定不变。
因为:主磁通≈电机电压÷(4.44*频率*电子绕组匝数)
因此要在调频的时候,让电机电压也跟着频率的变化而变化,这样主磁通就可以保持不变了,避免磁通饱和或者工作在弱磁状态。
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