用于基本驅(qū)動系統(tǒng)的高性價比變頻器SinamicsG110論文

　　通常，機械設(shè)計工程師和開發(fā)人員往往不會將變頻器（即所謂的變頻驅(qū)動裝置）作為"基本"的驅(qū)動設(shè)備。但是當(dāng)涉及到具體應(yīng)用的時候，變頻器不僅在技術(shù)上具有極大的優(yōu)勢，而且在經(jīng)濟方面也較傳統(tǒng)解決方案更勝一籌。雖然，傳統(tǒng)的解決方案更為人們所熟悉，而且也經(jīng)過了實踐的考驗，但在大多數(shù)情況下不能滿足不斷出現(xiàn)的新要求。如果機械制造商和工廠管理者想要通過成本優(yōu)化來獲得競爭優(yōu)勢的話，采用變頻器作為驅(qū)動裝置不失為具有成本節(jié)約潛力的選擇方案。變頻器的供應(yīng)商還可以通過為各種應(yīng)用對象提供精心打造的產(chǎn)品從中獲利。在漢諾威世界博覽會上，西門子公司推出了新型Sinamics系列變頻器，為典型的驅(qū)動應(yīng)用提供整體的集成解決方案。由于它具有出色的靈活性，使得機械工程師們在低端性能的應(yīng)用中轉(zhuǎn)而使用SinamicsG110變頻器。

　　無論在世界的任何一個角落，Sinamics系列變頻器都可以在技術(shù)和商務(wù)層面上向用戶提供出色的支持。這一理念僅僅通過該產(chǎn)品系列中的最小成員SinamicsG110變頻器即可窺得一斑，因為它本身就是這一理念的完美體現(xiàn)。

　　SinamicsG110變頻器是一種使用靈活、價位適中的變頻調(diào)速裝置，可用于各種速率的驅(qū)動系統(tǒng)，功率范圍可從120W-3kW不等。今天，如果應(yīng)用系統(tǒng)采用開環(huán)速度控制，或者電動機的轉(zhuǎn)速是通過機械方法或液壓機構(gòu)來調(diào)節(jié)的話，采用SinamicsG110作為驅(qū)動裝置則是最佳選擇。

降低機械設(shè)計和運營的成本

　　Sinamics系列變頻調(diào)速裝置操作簡便，加之Sinamics變頻器與價位適中的標(biāo)準(zhǔn)電動機相組合的系統(tǒng)所具有的良好性價比，使之成為大多數(shù)應(yīng)用對象驅(qū)動裝置的首選。使用這種出色的驅(qū)動解決方案時，大多數(shù)情況下，您可以免去升速或減速齒輪、摩擦輪或V型皮帶變速箱、電磁耦合器之類的環(huán)節(jié)。當(dāng)采用具有閉環(huán)速度控制的水泵時，通常無需在下游再使用節(jié)流閥。這意味著管道系統(tǒng)將處于較低的液壓--機械負(fù)荷之下，從而延長設(shè)備的使用壽命。通常，甚至還可能減少管道系統(tǒng)中的一些環(huán)節(jié)。

變頻器由微處理器控制，具有完善的功能

　　皮帶運輸系統(tǒng)、大門、柵欄、旋轉(zhuǎn)式廣告牌等，以及類似的應(yīng)用對象由于采用這一驅(qū)動裝置而具有優(yōu)良的控制性能。在變頻驅(qū)動裝置中集成有這樣一些標(biāo)準(zhǔn)功能：沿斜坡曲線起動和停車，高精度速度設(shè)定值，固定速度（頻率）設(shè)定值等均可通過簡單的設(shè)置來選定；無需外部制動電阻的快速電氣制動，擴展的集成保護(hù)功能，以及其他一些功能。即便是"小巧"的SinamicsG110變頻器也可以對具有一定頻帶寬度的固定頻率進(jìn)行抑制，這是一種可避免共振干擾的極為簡便的方法，而共振干擾往往會加劇元器件的損壞。除此之外，Sinamics變頻器由于具備較高的調(diào)制脈沖頻率，因此運行非常平穩(wěn)。

幫助克服種種障礙

　　既然采用頻率控制的驅(qū)動裝置具有如此之多的好處，為什么許多機械設(shè)計工程師并沒有采用具有頻率控制特性的驅(qū)動裝置呢？西門子自動化和驅(qū)動集團一位經(jīng)驗豐富的客戶支持人員解釋道："許多機械設(shè)計工程師不喜歡配置并使用變頻器，僅僅是因為他們對這個概念還不適應(yīng)。但是，如果現(xiàn)在還只是使用二流甚至三流水平的驅(qū)動裝置，那末，所造成的損失則是無法估量的。"這也就是西門子公司設(shè)計了兩種便于使用的軟件工具的原因，而且這兩種軟件工具還專門為Sinamics系列變頻器進(jìn)行了優(yōu)化處理：Sizer可用于界定驅(qū)動裝置的規(guī)格，Starter則可用于調(diào)試變頻器。戴維·潘托斯先生負(fù)責(zé)西門子自動化與驅(qū)動集團（A&D）的設(shè)備策略工作，這一工作涉及大量的技術(shù)訣竅，他說道:"如果您想通過鼠標(biāo)輕輕點擊電子郵件即可選定若干選項，那么，實現(xiàn)這一切非Sizer莫屬。同時您還可通過軟件調(diào)試工具Starter找到自己應(yīng)用對象的`優(yōu)化配置，以及Sinamics變頻器的優(yōu)化參數(shù)。"

　　為確定電動機和變頻器的優(yōu)化組合，Sizer只需要了解所要求的功率范圍即可。Sinamics系列變頻器具有較高的過載能力，確保用戶可以選用成本最優(yōu)的配置，性能還十分可靠。

"只需一把螺絲刀，就可以接通變頻器并投入使用"

　　Sinamics變頻器機械和電氣部件的安裝均極為簡便?？紤]到世界各地使用變頻器的技術(shù)水平的差異，設(shè)計變頻器時對此給予了足夠的重視。SinamicsG110變頻器的設(shè)計極為簡潔，因為它采用了創(chuàng)新的IGBT技術(shù)，可適合各種設(shè)備的需求。SinamicsG110的電源連接方法與接觸器相似，電源電壓在頂部連接，電動機電纜則在底部連接，并采用了帶有明顯標(biāo)示的便于識別的螺釘接線端子，取代了以往價格昂貴的專用連接器。同時還選用了無螺釘接線的控制端子，便于與控制電纜的連接。因此，SinamicsG110變頻調(diào)速裝置在世界各地使用都非常方便，利用當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)條件即可進(jìn)行安裝和調(diào)試。

對電源的要求寬松：一相進(jìn)，三相出

　　Sinamics變頻器系列選用高速IGBT技術(shù)，不僅可以實現(xiàn)較高調(diào)制脈沖頻率的電壓-頻率控制，使其功率損失較低，同時還可以用于從單相電源生成三相電動機電源。SinamicsG110變頻器可用于所有的50Hz或60Hz頻率市電電源，適用于200-240V額定市電電壓。允許電源電壓的偏差為+10%/-10%。集成有EMC濾波器的Sinamics型變頻器還可以在民用和工業(yè)用電網(wǎng)中使用。

對用戶友好，配置簡單

　　考慮到不斷增加的成本壓力，同時也考慮到技術(shù)性能、靈活性、對用戶友好等方面的要求，Sinamics系列變頻器遵循的是簡單易行而又極為有效的原則：按標(biāo)準(zhǔn)配置的變頻器中都提供有由軟件實現(xiàn)的所有功能，對成本高低起主導(dǎo)作用的硬件配置方案可按照需要選擇選件來實現(xiàn)。

　　關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)軟件功能，SinamicsG110變頻器允許選用三種控制特性中的任何一種（即線性或平方V/f特性，以及可自由參數(shù)化的多點V/f特性）以及三個可供選用的固定頻率設(shè)定值。不僅如此，G110變頻器還可以通過抑制跳轉(zhuǎn)頻率的頻帶寬度來避免共振效應(yīng)的影響。此外，G110變頻器還具有完善的保護(hù)功能，包括電動機轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)保護(hù)和各種電動機監(jiān)控功能。G110的捕捉再起動功能允許變頻器與正在轉(zhuǎn)動的電動機接通并起動到頻率設(shè)定值相應(yīng)的速度；電動機加速和減速的斜坡上升時間和斜坡下降時間的起始段和結(jié)束段可以選用帶有平滑圓弧或不帶平滑圓弧。這些功能與三個可自由參數(shù)化的數(shù)字量輸入、一個數(shù)字量輸出以及控制外部機械抱閘制動裝置的功能和斷電及故障后自動再起動功能相得益彰。SinamicsG110變頻器還具有對負(fù)載浪涌極其快速的限流功能以及其他現(xiàn)場所需的功能，使得集成在標(biāo)準(zhǔn)變頻器軟件中的功能更加完善。

　　變頻器還有多種類型的接口可供選用（模擬量輸入或通過RS485串行接口和USS協(xié)議進(jìn)行控制）；EMS濾波器或操作面板（見下）可作為變頻器的不同型號或選件來選用。這就意味著購買變頻調(diào)速裝置時可以滿足用戶要求的所有功能，并實現(xiàn)成本的優(yōu)化。

　　SinamicsG110變頻器的資料文檔也是對用戶友好的：每個變頻器都配有"入門指南"，為用戶提供安裝和試運行所需要的重要基礎(chǔ)知識。另外，還向用戶提供由光盤刻錄的調(diào)試工具軟件如Starter和詳細(xì)技術(shù)資料的電子版本，它們也可以通過網(wǎng)絡(luò)下載。"OEM客戶無需面對有關(guān)SinamicsG110的大量光盤，也無須使用大量書面的文件和技術(shù)資料，而機械和設(shè)計工程師在做出系統(tǒng)決策之前就可迅速找到相關(guān)技術(shù)資料的細(xì)節(jié)。"這就是市場營銷人員要求資料和信息要篇幅簡煉，并包括諸多重要信息的原因所在。