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我們會根據西門子原廠保修標準執行，對所售的貨品保修一年，以及在貨品一周后，進行回，及時跟蹤設備運行狀態，以便我們更好的為您提供優質的服務。

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SIEMENS  西門子變頻器技術參數

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西門子在“2014中國工業博覽會”現場發布了SinamicsV20變頻器全新E尺寸模塊。該模塊的功率可達30kW，適用于風機、水泵、壓縮機、輸送設備、攪拌機、石材切割等大功率應用場合，并具有重過載和輕過載的雙重模式，可以實現小功率變頻器驅動大電機，有效降低客戶的采購成本。

西門子V20變頻器介紹西門子V20變頻器是西門子于2012年推出的一款適合基本應用的變頻器，由西門子中、德、英三國工程師共同設計研發，并在西門子數控（南京）有限公司生產。憑借調試過程快捷、易于操作、穩定可靠及經濟高效等優勢，面市兩年間，西門子V20變頻器已經成為風機水泵、物料輸送類及加工類設備等行業客戶對驅動產品的，可以為他們提供簡易、經濟的驅動解決方案。此前，西門子V20變頻器有4種外形尺寸可供選擇，功率為15kW。E尺寸模塊的推出使西門子V20變頻器適用的功率提升到30kW。該模塊繼承西門子20變頻器可靠性高、故障率低等特點，結構設計更優化，且發布前在多個進行應用測試，并得到了*認可。西門子根據幾十個和地區客戶需求的調研結果，對所有SinamicsV20變頻器的軟件功能進行了全面的升級。增加了故障數據記錄功能，使客戶在處理故障報警的時候追蹤到故障發生時刻的內部信息，更加清楚故障發生的原因，能夠有的放矢地解決技術問題，減少故障處理時間。在新的軟件版本中，調試工程師無需做記錄，也可以方便地查看自己修改的參數，調試變得更加簡單順手。這些改進使SinamicsV20家族能更好地滿足客戶的需求。西門子V90變頻器介紹：

西門子V90伺服驅動系統作為SINAMICS驅動系列家族的新成員，與SIMOTICS S-1FL6 *結合，組成的伺服驅動系統，實現位置控制、速度控制和扭矩控制。通過優化的設計，SINAMICS V90確保了的伺服控制性能，經濟實用、穩定可靠。西門子V90 單軸伺服驅動器V90 設計用于運動控制以滿足一般的伺服應用，充分考慮了機床制造商和系統集成商所面臨的成本和市場挑戰。V90 支持即插即用式調試，伺服性能充分優化，與 SIMATIC PLC 快速集成，具有值得信賴的可靠性。與全新的 SIMOTICS S-1FL6 伺服電機配套使用，形成的伺服系統。V90 支持內部設定值位置控制、外部脈沖位置控制、速度控制和扭矩控制，整合了脈沖輸入、模擬量輸入/輸出、數字量輸入/輸出以及編碼器脈沖輸出接口。通過實時自動優化和自動諧振抑制功能，可以自動優化為一個兼顧高動態性能和平滑運行的系統。此外，脈沖輸入支持 1 MHz，充分保證了高精度定位。西門子 V90特點：1成本低：集成所有控制模式：外部脈沖位置、內部設定值位置、速度和轉矩控制；2、全功率驅動標配內置制動電阻；3、集成抱閘繼電器。2伺服性能優異：自動優化功能使設備獲得更高的動態性能；2、自動抑制機械諧振頻率；3、1 MHz 的高速脈沖輸入；4、20 位分辨率的值編碼器；5、優化的系統性能：3 倍過載能力、電機低扭矩紋波以及驅動與電機的*整合；3使用方便：快速便捷的伺服優化和機械優化；2、簡單易用的 SINAMICS V-ASSISTANT 調試工具；3、兼容 PLC 和運動控制器的雙通道脈沖設定值；4、通用 SD 卡參數復制；5、電機電纜連接器可旋轉，支持多角度旋轉，可快速鎖緊/釋放；4運用廣泛：1、裝卸機：如碼垛機；2、包裝機：如貼標機、枕式包裝機；3、自動組裝機；4、刀具切換機；5、印刷機：如絲網印花機；6、纏繞機；7、金屬成型機：如折彎機等。XMZ 西門子G120模塊化變頻器產品系列推出兩款新型功率模塊和一款新型控制單元。作為對整體系統加強的一部分，西門子全新推出的模塊包括新一代PM240-2 FSA和PM230 IP20功率模塊，這兩款模塊均在可實現更高功率密度的全新硬件平臺上研發。由于支持穿墻式安裝，這兩款新型功率模塊可以實現創新的冷卻解決方案。CU240E-2控制單元支持自動化以太網標準的Profinet通信選型。這有利于實時執行基于以太網的創新系統設計。西門子G120模塊化變頻器系統的性能顯著增強。PM240-2 FSA功率模塊基于新型硬件平臺開發，與以前的1.5kW LO的功率密度相比，該平臺可在外形尺寸FSA中實現高達3kW LO的功率密度。其穿墻式安裝適用于創新的冷卻概念，能夠適用于對控制柜散熱有嚴格要求的應用。西門子還在這個新一代功率模塊設計中配備了緊湊的集成濾波器。

西門子G120變頻器介紹：西門子在G120系列的平臺上深入研發出CU240E-2控制單元。除了現有的Profibus DP、RS485、USS和Modbus RTU通信接口之外，CU240E-2控制單元還將提供適用于Profinet通信版本的新型控制單元。Profinet是Profibus DP現場總線的增強標準，在工業通信方面有更大的靈活性、效率和更高的性能。例如，現場總線和以太網通信可同時實現高數據速率傳播。Profinet可實現高性能應用的快速數據交換。該控制單元也可以通過介質冗余實現替代通信通道，提高工廠在通信線路故障過程中的利用率。該控制單元可與所有G120功率模塊配套使用，并標配STO（安全轉矩截止）安全功能，F型則配備擴展的安全功能 SS1（安全停車1）和SLS（安全限速）。集成的USB接口使調試變得輕松。西門子G120變頻器系列是適應于整個工業和商業應用領域的通用變頻器。它普遍適用于包括機械、汽車、紡織、印刷、包裝和化工行業，以及材料處理等重要領域。針對其模塊化西門子G120變頻器系列，西門子驅動技術集團又新推兩款新型功率模塊和一款新型控制單元。關于西門子在中國：西門子是電子電氣工程領域的企業，主要業務集中在工業、能源、醫療、基礎設施與城市四大業務領域。140年來，西門子以其創新的技術、的解決方案和產品堅持不懈地與中國開展全面合作，并以不斷的創新、出眾的品質和令人信賴的可靠性得到廣泛認可。在2011財年（2010年10月1日到2011年9月30日），西門子在中國的總營收達到63.9億歐元（不包括歐司朗和西門子IT解決方案和服務集團）。今天，西門子在中國擁有約30,000名員工，建立了16個研發中心、65家運營企業和65個地區辦事處*，已經發展成為中國經濟不可分割的一部分，并竭誠與中國攜手合作，共同致力于實現可持續發展。西門子工業業務領域:作為供應商之一，為工業客戶提供創新環保的產品與解決方案。憑借完整的自動化技術與工業軟件、扎實的行業市場專業以及以技術為基礎的服務，工業業務領域幫助客戶提高生產力、效率和靈活性。西門子工業業務領域能夠提供的自動化技術、工業控制和驅動技術以及工業軟件，能夠滿足生產企業的所有需求，涵蓋整個價值鏈——從產品設計和開發，到產品生產、銷售和服務。同時，還能針對客戶*的市場和需求，提供專門的綜合定制服務，以使客戶獲益化。通過采用*的軟件和自動化技術，能夠縮短產品投放市場時間高達50%，同時大幅降低生產企業的能源和污水處理成本。因此，憑借其節能產品和解決方案，西門子工業業務領域能夠大大提高客戶的市場競爭力，并為環境保護事業做出重要貢獻。工業業務領域由工業自動化集團、驅動技術集團、客戶服務以及冶金技術部構成。西門子工業業務領域驅動技術集團:西門子工業業務領域驅動技術集團是電氣和機械裝設備整個驅動鏈的供應商。為客戶提供創新、可靠、高效和高質量的產品、系統、解決方案。 驅動技術集團廣泛服務于制造和流程工業以及建筑和能源領域等行業市場。該集團用其*的產品和解決方案幫助客戶提高生產率，能源利用率以及產品生產的可靠性。

一、變頻器的選型
變頻器的正確選擇對于控制系統的正常運行是非常關鍵的。選擇變頻器時必須要充分了解變頻器所驅動的負載特性。人們在實踐中常將生產機械分為三種類型:恒轉矩負載、恒功率負載和風機、水泵負載。
恒轉矩負載：
負載轉矩ＴＬ與轉速ｎ無關，任何轉速下ＴＬ總保持恒定或基本恒定。例如傳送帶、攪拌機，擠壓機等摩擦類負載以及吊車、提升機等位能負載都屬于恒轉矩負載。
變頻器拖動恒轉矩性質的負載時，低速下的轉矩要足夠大，并且有足夠的過載能力。如果需要在低速下穩速運行，應該考慮標準異步電動機的散熱能力，避免電動機的溫升過高。
恒功率負載：
機床主軸和軋機、造紙機、塑料薄膜生產線中的卷取機、開卷機等要求的轉矩，大體與轉速成反比，這就是所謂的恒功率負載。負載的恒功率性質應該是就一定的速度變化范圍而言的。當速度很低時，受機械強度的限制，ＴＬ不可能無限增大，在低速下轉變為恒轉矩性質。負載的恒功率區和恒轉矩區對傳動方案的選擇有很大的影響。電動機在恒磁通調速時，大容許輸出轉矩不變，屬于恒轉矩調速；而在弱磁調速時，大容許輸出轉矩與速度成反比，屬于恒功率調速。如果電動機的恒轉矩和恒功率調速的范圍與負載的恒轉矩和恒功率范圍相*時，即所謂“匹配”的情況下，電動機的容量和變頻器的容量均小。
風機、泵類負載：
在各種風機、水泵、油泵中，隨葉輪的轉動，空氣或液體在一定的速度范圍內所產生的阻力大致與速度ｎ的２次方成正比。隨著轉速的減小，轉速按轉速的２次方減小。這種負載所需的功率與速度的３次方成正比。當所需風量、流量減小時，利用變頻器通過調速的方式來調節風量、流量，可以大幅度地節約電能。由于高速時所需功率隨轉速增長過快，與速度的三次方成正比，所以通常不應使風機、泵類負載超工頻運行。
西門子公司可以提供不同類型的變頻器，用戶可以根據自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時因注意以下幾點注意事項：
１．根據負載特性選擇變頻器，如負載為恒轉矩負載需選擇ｓｉｅｍｅｎｓ ＭＭＶ／ＭＤＶ 變頻器，如負載為風機、泵類負載應選擇ｓｉｅｍｅｎｓ ＥＣＯ變頻器。
２．選擇變頻器時應以實際電機電流值作為變頻器選擇的依據，電機的額定功率只能作為參考。另外應充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波，會造成電動機的功率因數和效率都會變壞。因此，用變頻器給電動機供電與用工頻電網供電相比較，電動機的電流增加10％而溫升增加20％左右。所以在選擇電動機和變頻器時，應考慮到這種情況，適當留有裕量，以防止溫升過高，影響電動機的使用壽命。
３．變頻器若要長電纜運行時，此時應該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
４．當變頻器用于控制并聯的幾臺電機時，一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內。如果超過規定值，要放大一檔或兩檔來選擇變頻器。另外在此種情況下，變頻器的控制方式只能為V/F控制方式，并且變頻器無法保護電動機的過流、過載保護，此時需在每臺電動機上加熔斷器來實現保護。
５對于一些特殊的應用場合，如高環境溫度、高開關頻率、高海拔高度等，此時會引起變頻器的降容，變頻器需放大一檔選擇。
６使用變頻器控制高速電機時，由于高速電動機的電抗小，高次諧波亦增加輸出電流值。因此，選擇用于高速電動機的變頻器時，應比普通電動機的變頻器稍大一些。
７變頻器用于變極電動機時，應充分注意選擇變頻器的容量，使其大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外，在運行中進行極數轉換時，應先停止電動機工作，否則會造成電動機空轉，惡劣時會造成變頻器損壞。
８驅動防爆電動機時，變頻器沒有防爆構造，應將變頻器設置在危險場所之外。
９使用變頻器驅動齒輪減速電動機時，使用范圍受到齒輪轉動部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時，在低速范圍內沒有限制；在超過額定轉速以上的高速范圍內，有可能發生潤滑油用光的危險。因此，不要超過轉速容許值。
１０．變頻器驅動繞線轉子異步電動機時，大多是利用已有的電動機。
繞線電動機與普通的鼠籠電動機相比，繞線電動機繞組的阻抗小。因此，容易發生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現象，所以應選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動機多用于飛輪力矩GD2較大的場合，在設定加減速時間時應多注意。
１１．變頻器驅動同步電動機時，與工頻電源相比，降低輸出容量１０％～２０％，變頻器的連續輸出電流要大于同步電動機額定電流與同步牽入電流的標幺值的乘積。
１２．對于壓縮機、振動機等轉矩波動大的負載和油壓泵等有峰值負載情況下，如果按照電動機的額定電流或功率值選擇變頻器的話，有可能發生因峰值電流使過電流保護動作現象。因此，應了解工頻運行情況，選擇比其大電流更大的額定輸出電流的變頻器。變頻器驅動潛水泵電動機時，因為潛水泵電動機的額定電流比通常電動機的額定電流大，所以選擇變頻器時，其額定電流要大于潛水泵電動機的額定電流。
１３．當變頻器控制羅茨風機時，由于其起動電流很大，所以選擇變頻器時一定要注意變頻器的容量是否足夠大。
１４．選擇變頻器時，一定要注意其防護等級是否與現場的情況相匹配。否則現場的灰塵、水汽會影響變頻器的*運行。
１５．單相電動機不適用變頻器驅動。

 

1 引言

自2003年以來徐塘發電有限責任公司先后對2臺300MW機組所屬4臺一次風機和4臺凝泵進行了電機變頻技術改造。2003年5月公司首先采用北京利得華福公司生產的HARSVERT-A06/130高壓變頻器對5#機凝泵電機進行改造。在成功的改造5#機組凝泵電機后，公司又采用美國羅賓康變頻器對2臺一次風機進行了改造。通過一年多的運行實踐，證明采用高壓變頻器能夠大量的節約發電成本，給企業帶來巨大的利潤。由于兩種規格的變頻器分別應用在不同的設備上，因此精確的比較兩種變頻器的優劣是非常困難的事; 但是為了推廣變頻器在電廠輔機中的應用，有必要對兩種變頻器在我公司的應用進行綜合比較，希望對其他電廠進行變頻技術改造有所幫助。

2 變頻器的應用形式比較

根據凝泵與一次風機的運行特點和系統結構，我公司在凝泵和一次風機的變頻應用形式上存在著較大的差異。2臺機組凝泵都采用2泵公用一臺變頻器的應用形式，而一次風機都采用一機一變頻器的應用形式（其一次電氣接線圖如圖1、2所示）。

圖1 凝泵變頻改造電氣接線圖

圖2 一次風機變頻改造電氣接線圖

對于圖1中凝泵的改造，在正常運行時K40、K410斷路器合上QF1斷路器斷開，1#凝泵處于變頻運行狀態，斷路器K420、QF2分開，凝泵聯鎖投入，2#凝泵處于工頻聯鎖備用狀態。當變頻運行的凝泵因變頻器故障跳閘時另一臺凝泵會聯鎖工頻啟動。為了防止剩余電荷對變頻器的損害在DCS操作系統中設計有邏輯閉鎖，即只有在合上變頻器輸出側斷路器K410或K420后才能合上斷路器K40。采用兩機公用一臺變頻器的應用形式不僅能大限度的利用變頻器，而且可以大量節約電廠技改費用的投入;但是由于兩臺設備公用一臺變頻器因此對于設備的定期切換就顯得較為繁瑣。當變頻泵跳閘時備用泵工頻聯鎖啟動后對凝結水管道的沖擊較大。
對于圖2中的一次風機的改造，在一次風機變頻運行時，斷路器QF合上，刀閘K421、K422合上，K423處于斷開位置。當變頻器故障時需人工手動切換成工頻運行。為了防止誤操作的發生刀閘K422和K423間裝有機械閉鎖裝置，即在同一時間里刀閘K422和K423只能有一個處于合上狀態。一機一變頻器的應用形式是基本的應用方式，相對于兩機公用一變頻器的應用形式其技術改造費用投入較高。

3 變頻器的產品性能比較

北京利德華福和美國羅賓康公司生產的變頻器同屬于高-高電壓源型變頻器。變頻器輸入采用多脈沖整流無需輸入濾波器，其輸出波形接近于*的正弦波，對電網的諧波影響較小; 兩種變頻器同采用無速度傳感器矢量控制方式能滿足動態響應較高的負載; 都具有功率單元旁路的功能，能夠旁路個別故障功率單元保證系統的無間斷運行; 功率單元都采用模塊化的設計構造，可以方便的更換故障功率單元且更換故障功率單元的時間短;額定負載下變頻器的效率都在96% 以上。表1是北京利德華福公司變頻器與美國羅賓康公司變頻器的性能對照表。
表1 兩種高壓變頻器性能對照表

相對于羅賓康變頻器而言北京利德華福公司變頻器有如下特點:
（1） 利德華福公司變頻器的單元欠壓能力較大。A06/130型變頻器的單元大欠壓為-35%，而*無諧波高壓變頻器31000159.00的單元大欠壓為-30%。較大的欠壓能力對于電廠輔機的安全性極為有利;
（2） 利德華福公司變頻器的過載能力較大。當變頻器過載120%延時1min保護跳變頻器，過載150%延時3s保護跳變頻器，過載200%立即保護跳變頻器;
（3） 利德華福公司變頻器的操作界面更友好。A06/130型變頻器采用全中文操作系統，且操作界面的設計更加符合中國人的操作習慣，便于運行人員操作;
（4） 北京利德華福公司變頻器的產品報價相對于美國羅賓康公司變頻器的價格要低很多。

4 經濟性比較

自2003年投入變頻器運行以來，我公司的發電成本得到了大幅度的降低。特別是對凝泵電機的變頻改造尤為成功，無論是在額定負荷還是在部分負荷其節電能力都是十分顯著的。表2是凝泵和一次風機變頻器改造前、后兩年6月份各工況下，設備用電的電流對比表。
表2 6月份4#機組變頻改造統計表

從表2的統計數據可以看出，利用變頻器的節能效果是隨著負荷的降低節能效果越明顯，機組負荷在150MW時，凝泵變頻運行比工頻運行節電77.6%，2臺一次風機共節電63.6%; 額定負荷時，凝泵變頻運行比工頻運行節電33.5%，2臺一次風機共節電20.4%。
我公司機組平均負荷率一般為70%～80%左右，現以機組年平均負荷210MW，機組年平均運行7000h計算，凝泵變頻改造全年可節約電量:

以0.3元/kW·h計算，一臺凝泵變頻運行一年可為公司節約發電成本約93.7萬元，兩臺一次風機運行一年共可節約發電成本77.9萬元。

5 可靠性比較

我公司在2003年5月份對5#機組的一次風機和凝泵進行變頻改造，繼5#機組改造取得成功后于2004年1月份利用機組檢修的機會對4#機組的一次風機和凝泵進行了同樣的技術改造。
高壓變頻器運行的可靠性統計表如表3所示。
表3 徐塘電廠變頻器運行可靠性統計表

注:·統計時間從變頻器初次投運時間計算至2004年10月31日。
l可靠性統計不與機組可靠性統計同步進行，只是統計變頻器可靠性。
由變頻器投入運行以來的可靠性統計數據顯示，6臺高壓變頻器共發生非計劃停運8次，其中5#機組凝泵變頻器發生非停3次，41#一次風機變頻器發生非停3 次，42#、52#一次風機變頻器故障發生非停各1次。可靠性統計顯示所有變頻器的可用系數都在90%以上，4#機組凝泵變頻器和51#一次風機變頻器的可用系數為100%，4#機組41#變頻器的可用系數低為90.3%; 51#一次風機變頻器連續運行時間長為9150.3h，4#機組凝泵變頻器的連續運行時間為6381.5h。由于4#機組在10月初進行了為期11天的中修，因此4#機組變頻器的運行系數普遍低于5#機組。
變頻器應用的可靠性是制約變頻器在電廠大力推廣的瓶頸之一。隨著高壓變頻器技術的不斷提高和完善，變頻器產品可靠性也在不斷的提高。從我公司應用變頻器的可靠性統計數據來看，其可靠程度已達到或接近電廠實際運行的標準。