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西門子變頻器應(yīng)用中出現(xiàn)問題的解決方案
閱讀：172 發(fā)布時(shí)間：2014-11-17西門子變頻器應(yīng)用中出現(xiàn)問題的解決方案
1）信號(hào)線及控制線應(yīng)選用屏蔽線,，這樣對(duì)防止干擾有利,。當(dāng)線路較長(zhǎng)時(shí),，例如距離躍100 m,，導(dǎo)線截面應(yīng)放大些,。信號(hào)線及控制線不要與動(dòng)力線放置在同一電纜溝或橋架中,，以免相互干擾,，穿管放置，這樣更合適,。
2）傳輸信號(hào)以選用電流信號(hào)為主,，因電流信號(hào)不容易衰減，亦不容易受干擾,。實(shí)際應(yīng)用中傳感器輸出的信號(hào)是電壓信號(hào),，可以通過變換器將電壓信號(hào)變換成電流信號(hào)。
3）變頻器閉環(huán)控制一般都是正作用的,，即輸入信號(hào)大,，輸出量亦大（例如中央空調(diào)制冷工作時(shí)及一般壓力、流量,、溫度等控制時(shí)）,。但亦有反作用的，即輸入信號(hào)大,，輸出量反?。ɡ缰醒肟照{(diào)在制熱工作時(shí)以及供熱站的取暖熱水泵）。閉環(huán)控制如圖1所示。
4）在閉環(huán)控制時(shí)能選用壓力信號(hào)的,，就不要選用流量信號(hào),。這是因?yàn)閴毫π盘?hào)傳感器價(jià)格低，安裝容易,，工作量小,，調(diào)試方便。但工藝過程有流量配比要求的,，且要求時(shí),，那就必須選用流量控制器，并根據(jù)實(shí)際的壓力,、流量,、溫度、介質(zhì),、速度等來(lái)選用合適的流量計(jì)（例如電磁式,、靶式、渦街式,、孔板式等）,。
5）變頻器內(nèi)置的PLC、PID功能適合用于信號(hào)變動(dòng)量較小,、較穩(wěn)定的系統(tǒng),。但由于內(nèi)置的PLC、PID功能在工作時(shí)只調(diào)時(shí)間常數(shù),，所以難以得到較為滿意的過度過程要求,，而且調(diào)試比較費(fèi)時(shí)。
另外這種調(diào)節(jié)不是智能的,，故一般不經(jīng)常采用,，而是選用外置的智能化的PID 調(diào)節(jié)器。例如日本富士PXD 系列,、廈門安東等,，十分方便。使用時(shí)只要設(shè)置SV（上限值）,，工作時(shí)有PV（運(yùn)行值）指示,，又是智能化，保證具有*的過渡過程條件,，使用較為理想,。關(guān)于PLC，可按控制量的性質(zhì),、點(diǎn)數(shù),、數(shù)字量,、模擬量、信號(hào)處理等要求,，選用外置PLC 的各種品牌,，例如西門子的S7-400、S7-300,、S7-200等,。
6）信號(hào)變換器在變頻器外圍電路中亦被經(jīng)常用到，一般由霍爾元件加電子線路組成,。按信號(hào)變換和處理方式可分為電壓變電流,、電流變電壓、直流變交流,、交流變直流、電壓變頻率,、電流變頻率,、一進(jìn)多出、多進(jìn)一出,、信號(hào)疊加,、信號(hào)分路等各種變換器。例如深圳的圣斯?fàn)朇E-T 系列電量隔離傳感器/變送器,，應(yīng)用十分方便,。國(guó)內(nèi)類似產(chǎn)品不少，用戶可按需要自行選擇應(yīng)用,。
7）變頻器在應(yīng)用時(shí)往往要配外圍電路,，其方式常有：
（1）由自制繼電器等控制元件組成的邏輯功能電路；
（2）買現(xiàn)成的單元外置電路（例如日本三菱公司的）,；
（3）選用簡(jiǎn)易可編程控制器LOGO（國(guó)外,、國(guó)內(nèi)都有此產(chǎn)品）；
（4）使用變頻器不同功能時(shí),，可選用功能卡（例如日本三墾變頻器）,；
（5）選用中小型可編程序控制器。
8）多臺(tái)水泵并聯(lián)恒壓供水（例如城市自來(lái)水廠的清水泵,、中大型水泵站,、供熱水中心站等）的變頻技術(shù)改造方案常見的有以下兩種。
按使用經(jīng)驗(yàn),，方案（1）節(jié)省初投資,，但節(jié)能效果差。起動(dòng)時(shí)先起動(dòng)變頻器至50 Hz 后,，再起動(dòng)工頻,，后轉(zhuǎn)入節(jié)能控制,。供水系統(tǒng)中只有采用變頻器拖動(dòng)的水泵，壓力略小些,，系統(tǒng)存在湍流現(xiàn)象,，有損耗。
方案（2）投資較大,，但比方案（1）多節(jié)能20%,，猿臺(tái)泵壓力一致，無(wú)湍流損耗,，效果更佳,。
西門子變頻器應(yīng)用時(shí)的12個(gè)技巧問題
9）多臺(tái)水泵并聯(lián)恒壓供水時(shí)采用信號(hào)串聯(lián)方式只用一個(gè)傳感器，其優(yōu)點(diǎn)如下,。
（1）節(jié)省成本,。只要一套傳感器及PID，如圖4所示,。
（2）因只有一個(gè)控制信號(hào),，所以輸出頻率一致，即同頻率,，這樣壓力亦一致,，不存在湍流損耗。
（3）恒壓供水時(shí),，當(dāng)流量變化,，泵的開動(dòng)臺(tái)數(shù)通過PLC 控制隨之變化。zui少時(shí)1 臺(tái),，中等量時(shí)2臺(tái),，較大量時(shí)3 臺(tái)。當(dāng)變頻器不工作停機(jī)時(shí),，電路（電流）信號(hào)是通路的（有信號(hào)流入,，無(wú)輸出電壓、頻率）,。
（4）更有利的是,，因?yàn)橄到y(tǒng)只有一個(gè)控制信號(hào)，即使3 臺(tái)泵投入不同,，但工作頻率卻相同（即同步）,，壓力亦一致，這樣湍流損耗為零,，亦即損耗zui小,，所以節(jié)電效果*。
10）減小基底（基本頻率）是提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩zui有效的方式,。原理分析如下,。
（2）為什么減小基底頻率提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是zui有效的呢,？具體如表1 所列。
由表1知,，由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大幅度提高,，所以一些難以起動(dòng)的設(shè)備，例如擠出機(jī),、清洗機(jī),、甩干機(jī)、混料機(jī),、涂料機(jī),、混合機(jī)、大型風(fēng)機(jī),、水泵,、羅茨鼓風(fēng)機(jī)等均能順利起動(dòng)了。這比通常提高起動(dòng)頻率進(jìn)行起動(dòng)效果明顯,。使用此法再配合由重載變輕載措施,，提高電流保護(hù)到zui大值，幾乎一切設(shè)備都能起動(dòng)了,。因此說采用減小基底頻率來(lái)提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是zui有效的，亦是zui方便的辦法,。
（3）在應(yīng)用此條件時(shí)基底頻率減小不一定非要一下降至30 Hz,。可采用每5 Hz逐步進(jìn)行下降,，下降到達(dá)的頻率只要能起動(dòng)系統(tǒng)就行,。
（4）基底頻率下限不要低于30 Hz。從轉(zhuǎn)矩看,，下限越低轉(zhuǎn)矩越大,。但亦要考慮，電壓上升過快,，動(dòng)態(tài)du/dt過大時(shí)對(duì)IGBT有損傷,。實(shí)際使用結(jié)果是，在50 Hz下降到30 Hz 的范圍時(shí)可安全放心地使用此提升轉(zhuǎn)矩的措施,。
（5）有人擔(dān)心,，例如下降基底頻率為30 Hz 時(shí)電壓已達(dá)380 V。那么當(dāng)正常工作有可能需要達(dá)到50 Hz 時(shí),，是否輸出電壓躍380 V,，這樣電動(dòng)機(jī)*，回答是這樣的現(xiàn)象是不會(huì)發(fā)生的,。
（6）有人擔(dān)心如下降基底為30 Hz 時(shí),，電壓已達(dá)380 V,。那么正常工作有可能需要達(dá)50 Hz 時(shí)輸出頻率是否可達(dá)額定頻率50 Hz，回答是輸出頻率當(dāng)然可以達(dá)到50 Hz,。
（7）以上（5）（6）兩條由軟件編寫過程決定,。使用過程已證實(shí)了，這兩點(diǎn)盡可放心,。
11）動(dòng)壓,、靜壓、全壓三者間關(guān)系如下：
（1）靜壓是水泵出水口壓力直至zui高點(diǎn)時(shí)所需壓力（揚(yáng)程）,，一般每10 m高水柱是1 kg水壓,。
（圓）動(dòng)壓是水流動(dòng)過程中，液體與管壁,、閥門（調(diào)節(jié)閥,、制回閥、減壓閥等）,、同一斷面不同層存在的流速差所引起的阻力所造成的壓力降,，這部分計(jì)算很困難，按實(shí)際經(jīng)驗(yàn),，動(dòng)壓臆20%（zui大時(shí)）靜壓值,。
（猿）全壓越（靜壓+動(dòng)壓）臆1.2 靜壓。
（源）水泵一定要設(shè)定下限頻率約在30 Hz,，否則易把封閉管內(nèi)水抽空,。因大量空氣溶入水中，待起動(dòng)水泵時(shí),，易產(chǎn)生氣室,，形成高壓危險(xiǎn)。
12）經(jīng)驗(yàn)值與經(jīng)濟(jì)值介紹如下：
應(yīng)用變頻器對(duì)各種設(shè)備來(lái)說實(shí)現(xiàn)節(jié)電是可行的,，這已有很多現(xiàn)實(shí)成功案例證實(shí),。
（1）經(jīng)驗(yàn)值是較保守的，而且有較大富裕度,，不是的,，有潛力可挖。使用經(jīng)驗(yàn)值時(shí)按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布置,，使用工況參數(shù),，要有一定的變動(dòng)，以不影響正常使用為下限條件,。這是有可能實(shí)現(xiàn)節(jié)能的前提,。
（圓）經(jīng)濟(jì)值是以滿足系統(tǒng)下限條件為原則，把經(jīng)驗(yàn)值適度下降,，挖掘潛力來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能功效,。若使用工況參數(shù)不變,，節(jié)能從何說起？況且變頻器本身不是能源的發(fā)生器械（發(fā)電機(jī),、蓄電池,、太陽(yáng)能），其自身效率很高,，在97豫耀98%,，但總還存在損耗，為2豫耀3豫,。