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通过网络设定频率是一种高精度的频率设定,其具有通讯速率高,稳定可靠,接线简单等优点,而且在模拟量控制时,输出端经过一个数模转换器,经过导线,进入输入端(变频器)又经过一个模数转换器才能参与控制。两个转换器位数不同和导线损耗都可能造成一定误差,而通讯传递直接是数字量,不需要转换,没有误差,在传输过程中不会造成损耗,而且响应速度率也会很高。
变频器经常被用于系统复杂、工作环境恶劣、高负荷、长时间运行的工况中,如无人值守泵站、油田磕头机等。变频器故障率在这种环境中自然比较高,一般都采取事后维修的方式进行,随着电子技术的发展,传统的维修方式将变为故障预报和整机在线维修。有必要对其实现在线工作状态的监测以及常规故障机理的综合分析研究,以便对其故障的事先诊断分析。目前大功率变频器的故障诊断、远程监控系统及智能控制方面取得了较大进展,并已经投入实际运行。
在网络化日益普及的今天,与普通的点对点硬线连接方式而言,通过高速通讯连接的变频器系统可以最大程度上降低系统维护时间、提高生产效率、减少运行成本。目前安装的现场总线模块有ProfibusDP、Interbus、DeviceNet、CANOpen和ModbusPlus等。用户可以有更大的自由根据生产过程来选择PLC型号和品牌,并非常简单地集成到现有地网络中去。而且通过现场总线模块,可以不考虑变频器的型号,而以同一种语言来与不同功率段、不同型号地变频器进行组构,如功率、速度、转矩、电流、设定值等。
由于采用了通讯方式,可以通过PC机来方便地进行组态和系统维护,包括上传、下载、复制、监控、参数读写等。
以SEWMOVIDRIVE变频器为例,它可以如图2组成WAGO-I/O系统,利用后者地现场总线技术进行通讯互联。这种连接方式能通过WAGO的可编程总线控制器PFC实现变频器到网络控制主机之间的输入数据过程、输出数据过程的交换。而且,总线互联方式可以通过WAGO公司专用的软件功能块(SEW.LIB)方便地进行变频器参数的读取。该方式能在最大程度上降低变频器系统的构建成本。
4 同步电机的配合应用
交流同步电动机已成为交流可调速传动中的一颗新星,特别是永磁同步电动机,电机是无刷结构,功率因数高、效率也高,转子转速严格与电源频率保持同步。同步电机变频调速系统有他控变频和自控变频两大类,自控变频同步电机在原理上和直流电机极为相似,用电力电子变流器取代了直流电机的机械换向器,如采用交-直-交变压变频器时叫做“直流无换向器电机”或称“无刷直流电动机”。传统的自控变频同步机调速系统有转子位置传感器,现正开发无转子位置传感器的系统,且已经取得重大进步和在市场的成功应用。同步电机的他控变频方式也可采用矢量控制,其按转子磁场定向的矢量控制比异步电机简单。
现在以ABB应用在造纸同步电机上的变频应用为例来说明。
ABB公司有着100多年从事纸机传动系统设计和供应的历史,从最初的长轴传动,到上世纪六十年代的直流分部传动,然后再到1983年的世界第一个纸机工业的交流的分部传动,最后在1999年在芬兰一家纸厂应用了一个新的纸机传动系统,即采用同步电动机的直接变频传动。其后,ABB非常顺利而且成功地在纸机工业规模化应用了同步变频系统。
传统的传动系统(包括直流或异步交流电机)都是通过减速箱与电机相连,最后与纸机传动部分连接;而在同步变频传动中,电机则直接耦合到纸机传动部分的,取消了中间环节。
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