带你了解西门子变频器

一、变频器概述

1.什么是变频器?

变频器 (Variable Frequency Drive)，用于控制交流电动机转速和输出功率，通过调节电机供电的频率和电压，控制电机转速。

2.组成部件

变频器部件包括功率模块、控制单元、操作面板。

3.功能单元(以SINAMICS G120为例)

① 控制单元(CU):

控制和监控功率模块和电机。

② 功率模块(PM):

用于电机供电，确保电机运行可靠 。

4.变频器的优点

① 安全集成:

集成安全功能，显著降低将驱动集成至采用安全方案设备的成本。

② 高度灵活性:

模块式设计提供高度灵活性，可在通电状态下(热插拔)更换控制单元;设备更换步骤简单，便于维护;采用插接式端子。

③ 高能效，低能耗:

使用功率模块 PM250 时可将负载的动能回馈至供电系统，不需通过制动电阻将再生能量转换为热能，能耗显著降低。

二、变频器工作原理

变频器是如何工作的?

② 通过整流器，工频交流电源转换成直流电源;

② 直流电源转换成可调节频率和电压的交流电源以供给电动机

③ 这样可改变电机供电频率和电压，控制电机转速和输出功率

三、变频器种类

1.按输入电压等级分类

①低压变频器:适用于380V及以下的供电系统

② 中压变频器:适用于1kV至13.8kV的的电源电压

③ 高压变频器:适用于13.8kV至35kV之间的电源电压

2.按直流电源的性质分类

① 直流供电变频器:

• 直流供电变频器使用直流电源作为输入电源，在其内部进行逆变并产生交流电用 于驱动交流电动机；

• 适用于只有直流电源可用场合，如太阳能或风能发电系统。

② 交直流混合供电变频器:

• 既接受交流电源输入，也接受直流电源输入;

• 可在不同供电条件下工作;

• 适用于需要切换不同电源的场合，如船舶、移动设备。

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• 四、选型考虑要素

• 1.采用变频的目的

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如恒压控制或恒流控制等。

2.变频器负载类型

① 如叶片泵或容积泵等;

② 特别注意负载的性能曲线，其决定了变频器的应用方式。

                                            输出电抗器

3.变频器需长电缆运行时

①采取措施抑制长电缆影响地耦合电容，避免变频器出力不足:

② 变频器容量要放大一档，或在输出端安装输出电抗器。

4.用于驱动高速电机时

① 高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大;

② 此时变频器容量要稍大于普通电机的选型。

5.与负载的匹配问题

如电压匹配、电流匹配、转矩匹配。

6.应用场合特殊

高温高海拔等特殊场合会引起变频器降容，其容量需放大一挡。

五、常见应用领域

①作为各种工业领域中的通用驱动

② 汽车工业、过程技术工业等领域

③ 再生能源回收

④ 高端应用(如用作钢铁、石油等工业领域的输送机系统)