西门子变频及应用讲座

1、1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERT MASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5 变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7 应用实例1 变频调速应用领域二十世纪上半叶，由于直流传动有优越的调速性能，高性能调速传动都采用直流电，而占电气传动总量80%以上普通的不变速系统采用交流机。到20世纪60702 变频类型年代随着电力电子技术，和理论的发展，交流电机3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍调速的优势渐渐显现出来。直流电机缺点：4 矢量基础电刷和换向器必须经常检查维护5变频器系统设计有换向火花使用条件受到环境限制6 6SE70系列调试步骤换向能力限制了直流

2、电机的容量和速度7应用实例容量与转速之积极限约为106Kr/min体积大结构复杂，成本较高1 变频调速应用领域交流调速和直流调速相比2 变频类型减小维护工作量3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍直流电功率×速度极限(106 kW-r/min)减小惯量，避免双电枢4 矢量基础节能节水5变频器系统设计机电6 6SE70系列调试步骤节约成本(20003000 kW)7应用实例1 变频调速应用领域1.2 交流变频应用领域 风机水泵类负载，替代原恒频电机，挡板阀门来调节流量方式。2 变频类型如中压变频鼓风机，引风机，水厂供水，煤气加压站等。3 SIMOVERTMASTERDR

3、IVES变频器介绍辊道类负载，数量大要求电机维护量小，调速精度要求低。4 矢量基础高速设备：高速磨头，离心机，或采用伺服的机床等。由于没有换向问题，电机容量大，转速高的设备也采用变频调速方式，5变频器系统设计如：高速卷取，厚板轧机，大型船舶，等6 6SE70系列调试步骤 特殊应用：潜水泵，矿井卷扬（无火花）。7应用实例 随着矢量变换，直接转矩，解藕等理论的应用一些高性能传动也采用交流方式，如电梯，轧机等。1 变频调速应用领域变频调速弱点设备初期投资大2 变频类型存在转矩问题电机过载能力受限3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍由于磁场与转矩耦合需要采取各种算法，在零速和4 矢量

4、基础极低速下特性不如直流 高次谐波干扰5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例2 变频类型电压区分：低压变频：交直交变频（400V690V)，伺服驱动器1 变频调速应用领域2 变频类型SIMOVERT MC,VC,FC,MM440,COMBIMASTER,SINAMICS S1203 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍中压变频：交直交变频 (2.3KV6.6KV)三电平技术变频MV， 交交变4 矢量基础频（1600V）SIMADYN_D，中低中式方案变频，多重化PWM变频方式5变频器系统设计电流源型变频器6 6SE70系列调试步骤电压源型变频器7应用实例1 变频调速

5、应用领域大功率交流调速类型2 变频类型交-交变频：低速(600 rpm)，大功率(2000 kW)3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍电流型交-直-交负载自然换相变频 无整流子电机：高速600 rpm，大功率2000 kW4 矢量基础中压电压型交-直-交变频：采用，IGCT，GTO，IEGT器5变频器系统设计件，下一代网侧性能好。6 6SE70系列调试步骤7应用实例交-交变频系统主回路原理简图1 变频调速应用领域3AC50 Hz, 35 kV2 变频类型高压开关励磁高压开关3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍励磁整流变压器主整流变压器4 矢量基础励磁过压保护

6、过压保护过压保护过压保护UUUUUUU5变频器系统设计励磁晶闸管变流器晶闸管变流柜零电流检测零电流检测零电流检测电压检测电压检测电压检测6 6SE70系列调试步骤主开关码盘超速开关M3n>7应用实例交-交变频系统主回路同步电中压电压型交-直-交变频器主回路原理简图1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍+T4 矢量基础M3 5变频器系统设计+6 6SE70系列调试步骤交-直-交三电平变频系统主回路异步电7应用实例3AC，50 Hz，35 kV1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变

7、频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域交直交变频压频比 矢量直接转矩方式：2 变频类型(DTC)3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍按转子磁连定向的矢量子磁链定向的直接转矩，以西门子变频为代表；按定（DTC)，以ABB变频为代表。两种方案基本在结构是相同的，都能获得较高的动态静态特性。4 矢量基础性能上各有特色，一般情况下直接转矩系统可以获得更快的动态转矩响应（由于没有电流内环，）。而矢量系统则具有更好的低速稳态性能，从而可以获得更宽5变频器系统设计的调速范围。因此矢量更适合于宽范围调速系统和伺服系统，而直接转矩则更适合于需要快速转矩响应的大惯6

8、 6SE70系列调试步骤量运动系统。7应用实例3.1 SIMOVERT MASTERDRIVES 变频器介绍1 变频调速应用领域SIMOVERT MASTERDRIVES矢量的变频器是西门子公司开发的具有逆变器、全数字技术 的有电压中间回路的变频 器。SIMOVERT2 变频类型MASTERDRIVES 矢量系列变频器是全系列通用和模块化的：3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例特点：标准装置功率范围从 2.2 kW 2300 kW。三相交流电网 电压，380 V 690 V。外形结构：1 变频调速应用领域2 变频

9、类型书本型装机装柜型变频调速柜3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍装置设计分类接到交流三相电网上的变 频器， 接到直流母线上的逆变器，向直流母线提供电源的整流/回馈单元4 矢量基础5变频器系统设计无论采用变频器还是逆变器，元件系统具有统一的布局。即使系统元件的 省了空间。不同，也可将其几乎是任意的并列组合，从而显著地节6 6SE70系列调试步骤SIMOVERT MASTERDRIVES 矢量系列变频器由模块化及高性能系统元件组成。 这些元件的不同组合可适用于各种应用。7应用实例订货号规定举例1 变频调速应用领域书本型、装机装柜型2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDR

10、IVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域变频柜型2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域3.2 变频器和逆变器的过载能力最大过载电流达到额定电流的 1.36 倍。当刚投入电源时，其过载时间 可达到 60 s，因为此时变频器尚未达到它的最2 变频类型大温度。当过载前负载电流小于变频器额定电流时，才在运行时有 1.36 倍额定电流的过载。因而，当要过载时， 必须使其基本负载电流仅为额定电流的根据负载情况需91%，基于此基60 s

11、 。3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍本负载电流，装置在工作周期为300 s 时，可以在3.3 开环和闭环功能：4 矢量基础A.型式：SIMOVERT MASTERDRIVES 矢量：· 通过 V/f 特性曲线的频率的标准软件包含两 种基本型式5变频器系统设计带或不带转速实际值器，用于纺织工业。频率转。· 磁场定向闭环(无编码器)、转适用于简单应用场合 和成组传动高水平同步运6 6SE70系列调试步骤(矢量) 用于高动态性能传动系统 的频率速和转矩(带速度 跟踪)。磁场定向方7应用实例式 可以达到同直流传动系统 相比美的动态性能。它能 做到准确地推断和调

12、节转 矩电流分量和磁通电流分 量，其调节频率为 2.5 kHz。利用这个矢量的方法，预先给定的转矩可以准确地维持和限定。1 变频调速应用领域B.软件功能： 基本软件存贮有广泛的标准 功能。这些功能提供了最大 的操作舒适性和最大的灵活性(设定值特性，在数据组间进行切换等)。所以，它们可以满足一般工作条件和高水平的工作可靠性(自动再启动， 捕捉再启动，直流制动，变 频器间同步运转，摆动发生 器，一台电机制动的工作等)。 自由功能模块通过包含在基本软件中的自由功能模块使传动系统能够适用于各种2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍不同的使用场 合。因而它可实现简单的工艺要求

13、的场合。 T400工艺板系统和使用分散方法实现4 矢量基础5变频器系统设计使用工艺板 T400 可实现不 同应用场合的工艺功能，例 如：闭环角同步绕卷机卷取机剪板机飞剪6 6SE70系列调试步骤7应用实例3.3 通讯功能：基本装置上的通讯接口串行接口 1(COM1)，在操作 和参数设定单元 PMU 上。外部 DC 24V 电源(当功率部分断开时，通讯仍维持)串行接口 2(COM2)， 在CUVC 板上1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍的端子排上4 矢量基础COM1、COM2 采用USS协议进行工作， 最大传输速率38.4K选件通讯板5变频器系

14、统设计CBP2-Profibus-DPCBC CanSLB Simolink SCB2-UssPeer to Peer 协议协议6 6SE70系列调试步骤协议协议7应用实例1 变频调速应用领域USS 协议：USS 协议是 SIEMENS 公司的传动系统的传输协 议，它作为一个标准协议装在基本装置的所有接口上。USS 协议在 RS485 传 输系统基础上2 变频类型其总线工作能力可达最多32 个用户。按主动 - 从动存取方 式。主动装 置可以是上一级系统，如 SIMATIC S5，S7，PC 或非 西门子自动化系统等。现场总线系统3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍PROFIB

15、US-DP 是动系统。PROFIBUS-DP 遵照欧洲标 准 EN 50170，且能在 MAS- TERDRIVES 装适用 于所有现场应用的西门子标 准总线系统的传4 矢量基础5变频器系统设计置同系 统，如 SIMATIC S7 之间进 行周期性。按 CiA 的 CANCAN 协议(Controller Area Network)在国际标准化组织 建议 ISO DIS 11898 中加以 叙述，但仅规定物理层和数 据连接层的电气元件 ( 在ISO- OSI 层参考模式的层 1 和 层 2) 。 CiA(CANin Automation 一个用户6 6SE70系列调试步骤7应用实例和制造 商的

16、) 确定带有推荐的 DS 102-1，用于总线接口和 总线介质的设备作为工业现 场总线。1 变频调速应用领域SIMOLINK主要用于带有一 个共同的系统时钟节拍的所有连接在一起的用户间的同类的 MASTERDRIVES 装置 间或 MASTERDRIVES 装置 和开环/闭信息，2 变频类型环系统间 的外部快速和精确的周期性 的过程数据的交换 (设定值，实际值和状态信息)。装置对装置协议装置对装置协议是西门子传动系统的公司3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍协议。4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例3.4 参数设置单元PMU标准参数设置单元PMU安

17、装 在前盖上或在电子箱 ( 装机 装柜型)前面的支架上。1 变频调速应用领域2 变频类型操作和参数设置单元包括下 变频器、逆变器和整流单小；顺时针/逆时针旋转列功能：元的启动操作:开机/关机；设定增大/减3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍显示设定值和实际值显示和更改参数显示变频器状态4 矢量基础5变频器系统设计显示和故障信息6 6SE70系列调试步骤7应用实例舒适型操作面板(OP1S)操作面板 (OP1S) 是一个可选择的输入/输出装置，可用于对装置进行参数设置。参数设置是用菜单方式且通过参数号的选择及参数值的输入来实现。参数及参数值和说明在标准 版本中可有英语、德语、西

18、班牙语、法语和意大利语的文字显示。1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍OP1S 有一个性器 将参数组的、完整 的。因此可4 矢量基础以用于参数 设置和从一台装置到另一台 装置参数组的传输。其容量足以的数据组。如 CUVC 板的5 个参数组但不能工艺 板(如 T100,T300)5变频器系统设计在 OP1S 背面有一个 9 针 SUB D 插头，通过该插头可与电源接通并与连接的装置进行通讯。操作面板 OP1S 也可作为远 距离控制装置。 PMU 和 OP1S 间电缆长度不能大于50 m 。在距离大于 5m 时， 一个最小电流是 400 mA 的

19、标准 5V 电源按图 2/9 应装 在 OP1S 旁6 6SE70系列调试步骤7应用实例3.5端子排：1 变频调速应用领域SIMOVERT MASTERDRIVES所有操作和功能均可经CUVC 板的端子排来实施控制命令，例如： 开机/关 机、逆变器使能、斜坡函 数发生器使能、设定值使 能、固定设定值选择、应 答等。以及模拟设定值输入2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例电子板通过 SIMOVERT MASTERDRIVES功率部分( 中间回路 ) 一个开关1 变频调速应用领域模块获 得它的电源，如果中间

20、回路 放电，则这个回路不再提供如果在功率部分断电 情况下，电子板仍应工作， 则必须通过排 X9 提供一个 DC 24 V 电源。3.6 外部24V电源和主接触器SIMOVERT MASTERDRIVES 有一个可进行参数设置的开关量输出在电能。端子2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍端子排 X9 上，因而通过 SIMOVER T MASTERDRIVES 的 ON(开 机)命令预先指定外部主接触器。同主接触器相连接，电子板通过端子排4 矢量基础X9 由DC24V电源供电。3.7 工程工具为保证传动系统完成它的特定的任务，它的参数必须在启动阶段单独设定。SIMOVI

21、S 和 Drive ES Basic 工程工具用于这个目的。运行在Windows95/98 或 Windows NT 下。 对于每个传动系统提供 SIMOVIS是免费的。两个程序指引调试工程师以结构方式进行装置参数设 定，在运行过程中作为重要的服务和诊断工具。SIMOVIS 仅通过具有总线能力的USS 协议与5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例装置进行通讯，而 DriveES Basic 可直接通过 PROFIBUS-DP 进行工作。主回路典型接线方式1变频器标准接线1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设

22、计6 6SE70系列调试步骤7应用实例2逆变器标准接线1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例3整流单元标准接线1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域整流单元向连接逆变器的直流电压母线提供电动状态能量并可 统。整流/回馈单元多电机传动系2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍向直流母线供电使来自交流电网的电动状态能量供给逆变器。此

23、外，它还能把发电能量由直流母线送回电网。这样，需要两个的晶闸管桥，发电工作的桥连到自耦变压器上。使用自耦变压器有下列优 点：即使在发电状态下工作， 仍有最大的电机转矩当供电系统较弱或电压发 生瞬时跌落时，仍有高的可用性。自耦变压器为了能进行发电状态工作，整流/回馈单元反并联连接的 逆变桥的连接电压必须提高20%。这个电压要用自耦变 压器来配合。自耦变压器有25%ED 和 100%ED 两种型式。无线电干扰抑制滤波器(网侧滤波器)无线电干扰抑制滤波器减小了将用于工业电网的较大容量的变频器、整 流单元和整流/回馈单元所出现的无线电干扰电压。4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应

24、用实例1 变频调速应用领域输出滤波电抗器输出滤波电抗器用于补偿在长导线时的容性再充电电流及限制在相应电 机导线长度下，在电机端子上的 dv/dt。电压限制滤波器(输出 dv/dt滤波器)电压限制滤波器用于未知或未达到绝缘系统电压强度的电机。 正弦波滤波器正弦波滤波器的作用是使流过所供电的电机的电压和电流近似于正弦波。 在电机电压为 50 Hz 时使用正弦波滤波器其畸变系数约 5% 。2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域14. 电统一理论转速，关键是转矩(1) 调速的任务是2GDdn

25、2 变频类型 ´=T d-TL375dt3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计图4-1速度环框图6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域统一电机转矩公式(2)Td = K= K=K=平行四边形面积2 变频类型rFsin qrssm F3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍cFsin qcFsin qFsFrmcsmrs4 矢量基础图4-2 电机磁通势矢量图转矩需任意二向量幅值及它们夹角。5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域4.2 直流电2 变频类型3 SIMOVERTMAS

26、TERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计图4-3 直流电示意图图4 4- 直流调速系统框图6 6SE70系列调试步骤，Cq =i90 °sC=Fr =ii e ，Fsrars7应用实例= Ka i eTdmd1 变频调速应用领域4.3 交流电(1) 标量矢量和矢量基本概念2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础(2) 矢量概念交流量：幅值、频率、相位三变量，不好站在同步坐标系上，交流量变为直流量，易和计算。和计算。5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例图4-5 矢量过程框图1 变频调速应用领域(3) 按转子位置定向和

27、按磁通定向。按转子位置定向基准旋转坐标系的水平轴位于电2 变频类型转子轴线上，静止3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍坐标系和旋转坐标系的夹角就是转子位置角，可直接从电动 机同轴按照的位置检测器获得，系统简单。永磁同步电和无换向器电按磁通定向的矢量系统属于此类。4 矢量基础基准旋转坐标系的水平轴位于电磁通和磁链轴线上，5变频器系统设计静止坐标系和旋转坐标系的夹角不能直接测取，需通过电机 模型计算获得，系统复杂，但易于维持磁链恒定，使电6 6SE70系列调试步骤运行合理。大功率同步电和异步电的矢量系统属于此类。7应用实例1 变频调速应用领域4.4 坐标系及符号规定(1) 坐标系

28、2 变频类型定子坐标系(静止)R-S-T 和a - b转子坐标系d-q 旋转角频率r3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础磁链坐标系 f1- f5变频器系统设计2旋转角频率s6 6SE70系列调试步骤图4-6 交流电定子坐标系7应用实例1 变频调速应用领域符号规定A. 变量(2)上标变量名2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍下标变量名：i、u、e、Y 上标：绕组名下标：坐标名4 矢量基础5变频器系统设计j1轴分量例如：表示定子电压在usj 16 6SE70系列调试步骤表示转子电流在 d 轴分量i ed7应用实例B. 矢量(以黑体表示)C

29、. 角速度w s ：同步角速度，比例于定子频率1 变频调速应用领域2 变频类型wr ：转子角速度，比例于电转速3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍Dw = ws - wD. 角度：转差角速度q2r4 矢量基础磁链位置角 j转子位置角 ls1 ( 磁链轴 )5变频器系统设计0L负载角 jL= js- lE. 参数sd ( 转子轴 )参数名下标6 6SE70系列调试步骤( 定子轴 R轴 )下标: s定子、r转子、e励磁、D阻尼、dd轴 . 参数、 qq轴参数、漏（抗）、h主（电抗）7应用实例例：r 、sxhd、Dxds1 变频调速应用领域4.5 空间矢量概念.交流机的基础 空间旋

30、转磁场(矢量)，空间磁场由三相2 变频类型分磁势、三相定子电生。3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍三相定子电流由三相电压、电势决定。电机旋转通过上述三相变量来。4 矢量基础需找出三相变量与空间矢量关系 空间矢量概念。5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域FF = e()e=2s0j °s1j 20°s - 1j 20°s+F+ FseNiRsTs3磁势空间矢量2 变频类型i(s+ -i 1j 20e)°2=s0j °+i se1j 2°0sie3 SIMOVERTMASTERDRI

31、VES变频器介绍RsT3 定子电流空间矢量空间矢量定义(数学定义)4 矢量基础图4-7电定子垂直剖面图A=( e°)2j 0+°j12e0°- j1A20+A5变频器系统设计AeRsT3磁链矢量；电势矢量e；电压矢量uF和y物理上存在i 本身物理上不存在，但代表了物理上存在的磁场向量。u，e 物理上不存在，只是运算中的符号，反映三相物理量间关系。6 6SE70系列调试步骤7应用实例di sdYu=Ri+e+sssLdt1 概述2 交-交变频器基础es=sssdt公式和向量图与电机学中相同，但含义不同。空间矢量描述的是 R、S、T轴上三个分量的作用，反映的是空间关系

32、，三个分量可以是正弦、也3 交-交变频器的可以所非正弦，可以对称，也可以不对称。而电工学中的矢量表示的是三相对称正弦变量组在时间上的关系。4 矢量基础磁场电流向量 e 定义：i方向 磁场绕组轴线5 励磁同步机矢量系统幅值：23F =r´Nei e=I eNs6 交-交变频调速数字控制系统s+e imF +Þ= isFci数学中空间矢量两种表示方法：7 异步机矢=AX+Ajee XA直角坐标A：极坐标：AYjA量系统=1 变频调速应用领域64. 坐标变换及矢量(1) 3/2和2/3变换2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设

33、计6 6SE70系列调试步骤7应用实例图4-83 / 2和2 / 3变换符号(2) 矢量回转器已知A在UV坐标轴上的分量和夹角eUX，求它在XY坐标轴上的分量，或反之。1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍Acose+ A sin e=AXUUXVUX4 矢量基础Asin e+ Acose= -A图4-13 在U-V和YX-坐标系上的矢量AYUUXVUX5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例图4-14 矢量回转器(VD)符号(3) 矢量分析器VA：知A在XY上分量，求模A和辐角 e XA1 变频调速应用领域=cos eA2+AX2A

34、AXY2 变频类型=XAA AY3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍sin e=XAA4 矢量基础图4-15 在X-Y坐标系上的矢量A5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例图4-16 矢量分析器(VA)电路图4-17 矢量分析器(VA)符号1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域5.1

35、装置功率选取变频器及逆变器过载电流1.36倍额定电流，此时过载前负载电流应小于额定电流91%，既可以达到1.5倍过载电流。周期需满足过载60秒， 间隔300秒。对2.2200KW变频还有以更大的过载能力，1.6倍额定电流, 周期需满足过载30秒，间隔300秒。选择装置时应保证装置额定电流*1.36>电机电流*实际过载倍数，此时过 载倍数一般是指电机转矩负载的过载，而不是指电机电流的过载（电流2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍转矩限制，一般电机过有可能过载3倍以上）。由于交流异步电机有载转矩限制为电机额定转矩的两倍，所以一般来说装置最大为电机的1.54 矢量

36、基础倍就可以满足要求。对于多电机传动电机电流为所有电机电流总和。对于选择大装置驱动小电机时也应保证，电机额定电流至少是变频器额 定电流的1/8。5变频器系统设计装置电流小于电机额定电流,对单电机传动：In Motor Imax Conv.=1.36×In Conv. 对多电机传动：In MotorV Imax Conv.=1.36×In Conv.同时应考虑装置在不同环境温度，和海拔高度下的减载系数。6 6SE70系列调试步骤7应用实例变频器典型回路：1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE

37、70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例5.2 电机设计1 变频调速应用领域由于交流电机过载能力限制在要求较大过载能力的系统中， 相对直流电机一般选择较大功率的交流电机。交流电机降低供电频率时，内阻增大发热量也增大。普通异步机采用自风冷，降低频率时风量不足。一般变频电机采用强迫通风，或特殊设计变频电机，加强了电机

38、的自散热能力。2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍当运行频率高于额定频率时电机下降，同时装置输出转矩应保证与转矩按升速的平方比例转矩保持最小30%的安4 矢量基础全距离。因此对于有弱磁运行的电机，弱磁阶段输出转矩应 很小。由于变频器输出含有高次谐波，在电机电缆和电机上可以感应出高电压，且由于电机电缆的反射作用，谐波还可能叠加， 感应电压还可能升高。所以应选择绝缘较高的电机和电机电缆。对于高于500V电机，要求使用一台电压限制滤波器du/dt， 或正弦波滤波器，以抑制谐波电压升高，或采用更高绝缘的电机。5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速

39、应用领域变频输出的高次谐波，作用于电机转子时感应产生的谐波电 流，由于接地不良，电流会经由电机轴流回大地，这些谐波电流会损坏电机轴承。一定规格以上电机（100KW200KW）非2 变频类型传动端应安装绝缘轴承，在电机轴端设接地电刷流，电机外壳应良好接地避免产生轴电流。接地电3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍采用专门的变频电缆： 要求1/2、辅助芯对称分布，辅助芯截面4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤推荐变频电缆7应用实例1 变频调速应用领域5.3 多传动方式多电机传动时，西门子推荐使用接到直流电压母线上的逆变 装置，直流电压由交流三相电网通过整流单元，整

40、流/回馈单元，自换向AFE整流/回馈单元形成。2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍同单台变频器相比，它具有以下优点：4 矢量基础如果有一个传动装置工作于发电状态时，可通过中间回路进行能量交换。如果有时出现很大的发电功率时，如所有传 动装置同时停车时，则可以采用一个附加的总制动单元。增 强书本型整流单元已有内装的制动单元。5变频器系统设计同单台变频器传动比较，它有较小的安装，因为网侧6 6SE70系列调试步骤元件，如熔断器，接触器和开关，及网侧进线电抗器等可以 集中采用一次。整流单元采用12 脉动系统或用自换向AFE 整流/回馈单元可以减少对电网的干扰， 。7应用实

41、例逆变器典型回路：1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域整流单元整流单元仅能向一定数量的逆变器供电。流向逆变器侧总的中间回路电流不能大于整流单元中间回路输出额定电流。这意味着应这样选择整流单元：即应将电动状态工作下的逆变器取自中间回路电流减去发电状态工作下逆变器流向中间回路的电流。还必须注意到： 整流单元必须向传动装置中间回路有效总电容器进行予充电。因而， 可给出下面计算规则：增强书本型整流单元 15kW2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频

42、器介绍4 矢量基础Izkb ee 0.5Izkb wr 50kW 和100kW5变频器系统设计Izkb ee (0.3.1) 书本型整流单元规格B和CIzkb ee 0.9 Izkb 装机装柜型整流单元 规格E、H和KIzkb wrb6 6SE70系列调试步骤wr7应用实例Izkb Izkb Izkbee (0.3.1)Izkb wrbee：整流单元中间回路额定输出电流wr：逆变器中间回路额定电流整流单元典型回路1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例整流/回馈单元典型回路1 变频调速

43、应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例5.4 选择适当的系统元件：1 变频调速应用领域 网侧熔断器保护整流器件，进线导线，配相应负荷进线接触器 网侧进线电抗器2 变频类型开关，刀熔开关，3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍进线电抗器减小了变频器、整流单元、整流/回馈单元的谐 波电流。电抗器的作用取决于电网短路容量同传动装置容量之 比。推荐电网短路容量同传动装置容量之比33:1电流按照变频器容量选择，压降选择：在变频器及整流单元，采用进线电抗器为2%。在整流/回馈单元，采用进线电

44、抗器为4%。进线电抗器能够限制由于电网电压的跳跃(如由于补偿设备或 接地)或电网系统操作时所产生的电流冲击4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤 用于整流回馈单元的自藕变压器整流/回馈单元为了工作在发电状态，必须将加在逆变桥上的 电网电压提高20%，用自耦变压器来实现这种电压的配合。自耦 变压器有25%ED，100%ED （通电持续率）两种型式。7应用实例1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍总的相对阻抗压降不大于10% 无线电干扰抑制滤波器抑制高次谐波对电网的干扰。中间回路元件直流母线是供电给逆变器的DC电压系统。直流母线由整流

45、单元或整流/回馈单元供电，它的网侧熔断器4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤也用于直流母线的短路和过载保护逆变器和制动单元可以有三种方式连接到直流母线上 直接连接：用于小容量装置，利用装置内部熔断器7应用实例1 变频调速应用领域电气机械连接：具有 熔断器(它保护逆变器)的刀熔开关(2 极)使逆变器和制动单元接到直流母线上。当逆变器或制动单元接入或脱开直流母线时，母线上应没有电压2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计电气连接：通过带熔断器的刀熔开关(2极)，预充电电阻和耦合接触器，将逆变器接到直流母线上6 6SE70系列调

46、试步骤7应用实例在直流母线上的续流二极管在多电机传动时(逆变器接在公共直流母线上)，在下列情况下 需设置续流二极管：1. 当接入制动单元时。2. 当装置的功率范围超出下表时。1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计 制动单元制动电阻 负载侧元件和导线6 6SE70系列调试步骤7应用实例 制动单元制动电阻制动单元用于偶而或短时出现发电工作场合，如在系统制动时（事故停车）1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变

47、频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例1 变频调速应用领域 负载侧元件和导线 输出滤波电抗器电抗器用于补偿在长导线时的电容再充电电流，抑制电 电压上升率没有输出滤波电抗器的最大导线长度端2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤7应用实例带输出滤波电抗器的最大导线长度1 变频调速应用领域2 变频类型3 SIMOVERTMASTERDRIVES变频器介绍4 矢量基础5变频器系统设计6 6SE70系列调试步骤在成组传动时，总是接入一台输出滤波电抗器。总导线长度是每台电 机导线长度之总和限制电压du