西门子变频器如何合理选用？

　 一、西门子变频器的合理选型

　　应根据受控对象的类型，速度范围，静态速度精度，启动转矩等来选择西门子变频器，以便在满足工艺和生产要求的同时使用且经济。

　　1. 西门子变频器及被控制的电机

　　(1)电机的极数，通常，电动机的极数不应超过4，否则应适当增加变频器的容量。 (2)扭矩特性，临界扭矩和加速扭矩。在相同电动机功率的情况下，相对于高过载转矩模式，变频器规格会降低。 (3)电磁兼容性，要减少电源干扰，请在变频器输出电路中添加电抗器，或安装预隔离变压器。通常，当电动机与变频器之间的距离大于50m时，应在其间连接电抗器，滤波器或屏蔽保护电缆。

　　2. 西门子变频器箱体结构的选用

　　变频器的机柜结构应与条件兼容，并且必须考虑温度，湿度，灰尘，pH和腐蚀性气体等因素。有几种常见的结构：: (1)开放式IP00型。它没有底盘，可以安装在电气控制箱或电气室的屏幕，磁盘和机架上。它特别适用于多个变频器的选择，但环境条件很高。 (2)封闭式IP20型。适合一般使用，有少量灰尘或少许温度和湿度。 (3)防护等级IP45一般适用于工业现场条件较差的环境。 (4)封闭式IP65适用于环境条件差，水，灰尘的场合。

　　3. 西门子变频器功率的选用

　　变频器负载率与β之间的关系;和效率η当β=50%，η=94%时，可以看作:;当β=100%，η=96%。虽然β增加了一倍，η变化仅为2%，但对于中高功率(几百千瓦到几千千瓦)电动机来说也是相当可观的。从效率的角度来看，在选择变频器电源时应注意以下几点。 (1)当变频器功率等于电机功率时，最方便变频器高效运行。 (2)当变频器的功率分类与电动机功率分类不同时，变频器的功率一般尽可能和电动机的功率持平，或者略大于电动机的功率。 (3)当电动机频繁启动，制动或重载启动且频繁时，可选择较大的变频器，以便于变频器的长期安全运行。 (4)经过测试，电机的实际功率确实有剩余。您可以考虑功率小于电机功率的变频器，但要注意瞬时峰值电流是否会引起过流保护。 (5)当变频器和电机功率不相同时，必须设置变频器内部电机的参数设置，以提高节能效果。

　　4.西门子 变频器容量的确定

　　合理的容量选择本身就是一种节能措施。根据现有数据和经验，有三种简单的方法。 (1)实际电动机功率确定方法。首先测量电机的实际功率，以选择变频器的容量。 (2)公式法。将安全系数设置为1.05，然后变频器的容量pb为: Pb=1.05 pm/hm× cosφ，kW pm pm———电机负载，kW 嗯———电机功率，kW 计算pb后，根据变频器产品目录选择具体规格。 当变频器用于多个电机时，必须考虑至少一个电机的启动电流，以避免变频器发生过电流跳闸。 (3)电动机额定电流法。变频器容量的选择过程实际上是变频器和电机之间的最佳匹配过程。最常见和更安全的是使变频器的容量大于或等于电机的额定功率，但实际匹配应考虑电机。实际功率与额定功率之间的差异通常是设备容量过大，但实际所需容量较小。因此，根据电机的实际功率选择变频器是合理的，避免过大的变频器，增加投资。 对于轻负载，变频器电流通常应根据1.1 In(In是电机的额定电流)，或根据制造商在产品中指示的与变频器输出额定功率相匹配的最大电机功率来选择。

　　5. 主电源

　　(1)电源电压和波动。应特别注意变频器的低压保护设定值(出厂时一般设定为0.8至0.9Un)，因为在实际使用中，电网电压不太可能降低。 (2)主电源频率波动和谐波干扰。这种干扰增加了变频器系统的热损失，导致噪声增加和输出降低。 (3)变频器和电机工作时的功耗。在设计系统的主电源时，应考虑两种功耗因素。

　 二、变频器应用中的抗干扰措施

　　西门子变频器在应用中的干扰主要表现为:高次谐波，噪声和振动，负载匹配和发热。这些干扰是不可避免的，因为变频器的输入部分是整流电路，输出部分是变频器电路。它们都由作为开关的非线性元件组成，并且在断开电路的过程中，产生更高的谐波，扭曲其输入电源和输出的电压和电流波形。以下是对谐波问题的分析并提出相应的措施。 对于容量较小的变频器，高次谐波的影响较小。但是，当容量大或大时，必须处理由高次谐波电流引起的高次谐波干扰，否则会影响设备和检测部件，严重时，这些设备可能会发生故障。根据英国ACE报告，各种物体对高次谐波的敏感性如下：电机对10%~20%的影响不大;仪器电压失真为10%，电流失真为10%，误差低于1%，电子开关超过10%会导致故障，超过5%的电脑会出错。鉴于上述情况，在工业控制领域中，必须采取措施来减少干扰并将干扰抑制在允许范围内。

　　1. 切断干扰传播途径

　　(1)干扰的传播通常通过公共地线传播。将电源线的地线与控制线的地线分开是通过将电源单元的接地端子接地并将控制单元的接地端子连接到单元的金属外壳来切断该路径的基本方法磁盘。 (2)当信号线靠近带干扰源的导线时，会对信号线产生干扰，导致信号受到干扰。布线分离对于消除这种干扰是有效的。在实际工程中，高压电缆，电力电缆和控制电缆通常分别从仪表电缆和计算机电缆布线，并且不同的电桥是分开的。变频器的控制线也优选地以其主电路线以垂直方式布线。

　　2. 抑制高次谐波

　　(1)在变频器正面安装电源电抗器，以抑制电源侧过电压，减少变频器产生的电流失真，避免对主电源造成严重干扰。该解决方案便宜，但限制谐波的效率受到限制，并且当电抗太大时会发生不可接受的电压降损失。

　　(2)在变频器前安装LC无源滤波器，滤除高次谐波。通常，滤除了5次和7次谐波，但该方法完全取决于电源和负载，灵活性很小。

　　(3)设置一个特殊的滤波器来检测变频器和相位，并产生一个与谐波电流幅度相反，相位相反的电流，并将其传递给变频器，以便有效地吸收谐波电流。

　　(4)当设备附近的环境受到电磁干扰时，应安装防射频干扰滤波器以减少主电源的传导发射，并采取措施屏蔽电机电缆。

　　(5)当电机电缆长度大于50m或80m(非屏蔽)时，为了防止电机启动时的瞬时过电压，将电机的漏电流和噪声降低到地面，保护电机，安装电抗器变频器和电机之间。

　　(6)增加变频器电源的内部阻抗。通常，电源装置的内部阻抗可以缓冲变频器的DC滤波电容器的无功功率。内部阻抗越大，谐波含量越小。该内部阻抗是变压器的短路阻抗。因此，在选择变频器电源时，最好选择具有短路阻抗的变压器。

　　(7)变压器的多相运行。通用变频器是六脉冲整流器，因此产生的谐波很大。如果使用变压器的多相操作，则相角相互相差30°，例如Y-和Δ;和Δ; - 和Δ;组合变压器构成12个脉冲的效果，可以降低低次谐波电流并很好地抑制谐波。

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