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西門子解決方案的核心是支持Simatic S7-1500的S7-PLCSIM Advanced高級仿真器。這可以實現(xiàn)許多控制器功能的模擬和對虛擬系統(tǒng)模型的仿真測試。因此,自動化和機械工程在產(chǎn)品生命周期的早期階段便實現(xiàn)了同步,從開發(fā)到實際調(diào)試的時間都得到縮短?! IA博途V15關(guān)于數(shù)字化產(chǎn)品組合的擴展方面聚焦OPC UA功能和虛擬調(diào)試。OPC UA功能已針對Simatic S7-1500高級控制器進行了擴展。這可以改進和簡化工廠中機器設(shè)備與MES/SCADA/IT層級(制造執(zhí)行系統(tǒng)/監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集)之間的標(biāo)準化垂直和水平通信。 其成果的主要有增加應(yīng)用可能性、擴展數(shù)字化產(chǎn)品組合、實現(xiàn)標(biāo)準化和提高工程效率。TIA博途V15增加應(yīng)用可能性的亮點在于其集成了高級語言應(yīng)用及其它驅(qū)動系統(tǒng)的多功能平臺,其中包括驗收測試等;將操作功能和2D到4D運動學(xué)集成于Simatic S7-1500控制器,可連接并對機器人進行編程。 該西門子解決方案的核心是支持Simatic S7-1500的S7-PLCSIM Advanced高級仿真器。這可以實現(xiàn)許多控制器功能的模擬和對虛擬系統(tǒng)模型的仿真測試。因此,自動化和機械工程在產(chǎn)品生命周期的早期階段便實現(xiàn)了同步,從開發(fā)到實際調(diào)試的時間都得到縮短。
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注意控制柜和變頻器上的風(fēng)扇都是要的,不能誰替代誰。
另外,散熱問題還要注意以下兩個問題:
(1)在海拔高于1000m的地方,因為空氣密度降低,因此應(yīng)加大柜子的冷卻風(fēng)量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應(yīng)考慮降容,1000m每-5%。但由于實際上因為設(shè)計上變頻器的負載能力和散熱能力一般比實際使用的要大, 所以也要看具體應(yīng)用。 比方說在1500m的地方,但是周期性負載,如電梯,就不必要降容。
(2)開關(guān)頻率:變頻器的發(fā)熱主要來自于IGBT,IGBT的發(fā)熱有集中在開和關(guān)的瞬間。 因此開關(guān)頻率高時自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。有的廠家宣稱降低開關(guān)頻率可以擴容, 就是這個道理。
4、矢量控制是怎樣使電機具有大的轉(zhuǎn)矩的?
(1) 轉(zhuǎn)矩提升:此功能增加變頻器的輸出電壓,以使電機的輸出轉(zhuǎn)矩和電壓的平方成正比的關(guān)系增加,從而改善電機的輸出轉(zhuǎn)矩。改善電機低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù),使用"矢量控制",可以使電機在低速,如(無速度傳感器時)1Hz(對4極電機,其轉(zhuǎn)速大約為30r/min)時的輸出轉(zhuǎn)矩可以達到電機在50Hz供電輸出的轉(zhuǎn)矩(較大約為額定轉(zhuǎn)矩的150%)。對于常規(guī)的V/F控制,電機的電壓降隨著電機速度的降低而相對增加,這就導(dǎo)致由于勵磁不足,而使電機不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補償這個不足,變頻器中需要通過提高電壓,來補償電機速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個功能叫做"轉(zhuǎn)矩提升"(*1)。轉(zhuǎn)矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓,電機轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對應(yīng)的提高。 因為電機電流包含電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量(如勵磁分量)。"矢量控制"把電機的電流值進行分配,從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機電流分量和其它電流分量(如勵磁分量)的數(shù)值。"矢量控制"可以通過對電機端的電壓降的響應(yīng),進行優(yōu)化補償,在不增加電流的情況下,允許電機產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。此功能對改善電機低速時溫升也有效。
5、變頻器制動的有關(guān)問題
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(1) 制動的概念:指電能從電機側(cè)流到變頻器側(cè)(或供電電源側(cè)),這時電機的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速.負載的能量分為動能和勢能. 動能(由速度和重量確定其大小)隨著物體的運動而累積。當(dāng)動能減為零時,該事物就處在停止?fàn)顟B(tài)。機械抱閘裝置的方法是用制動裝置把物體動能轉(zhuǎn)換為摩擦和能消耗掉。對于變頻器,如果輸出頻率降低,電機轉(zhuǎn)速將跟隨頻率同樣降低。這時會產(chǎn)生制動過程. 由制動產(chǎn)生的功率將返回到變頻器側(cè)。這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。在用于提升類負載,在下降時, 能量(勢能)也要返回到變頻器(或電源)側(cè),進行制動.這種操作方法被稱作"再生制動",而該方法可應(yīng)用于變頻器制動。在減速期間,產(chǎn)生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉,而是把能量返回送到變頻器電源側(cè)的方法叫做"功率返回再生方法"。在實際中,這種應(yīng)用需要"能量回饋單元"選件。
(2)怎樣提高制動能力?
為了用散熱來消耗再生功率,需要在變頻器側(cè)安裝制動電阻。為了改善制動能力,不能期望靠增加變頻器的容量來解決問題。請選用"制動電阻"、"制動單元"或"功率再生變換器"等選件來改善變頻器的制動容量
6、當(dāng)電機的旋轉(zhuǎn)速度改變時,其輸出轉(zhuǎn)矩會怎樣?
(1): 工頻電源由電網(wǎng)提供的動力電源(商用電源)
(2): 起動電流當(dāng)電機開始運轉(zhuǎn)時,變頻器的輸出電流變頻器驅(qū)動時的起動轉(zhuǎn)矩和較大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動。
我們經(jīng)常聽到下面的說法:"電機在工頻電源供電時(*1)時,電機的起動和加速沖擊很大,而當(dāng)使用變頻器供電時,這些沖擊就要弱一些"。如果用大的電壓和頻率起動電機,例如使用工頻電網(wǎng)直接供電,就會產(chǎn)生一個大的起動沖擊(大的起動電流 (*2) )。而當(dāng)使用變頻器時,變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機上的,所以電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要小于工頻電網(wǎng)供電的轉(zhuǎn)矩值。所以變頻器驅(qū)動的電機起動電流要小些。通常,電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p些 減小的實際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明。通過使用磁通矢量控制的變頻器,將改善電機低速時轉(zhuǎn)矩的不足,甚至在低速區(qū)電機也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)變頻器調(diào)速到大于60Hz頻率時,電機的輸出轉(zhuǎn)矩將降低。通常的電機是按50Hz(60Hz)電壓設(shè)計制造的,其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速. (T=Te,P<=Pe) 變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時,電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。當(dāng)電機以大于60Hz頻率速度運行時,電機負載的大小必須要給予考慮,以防止電機輸出轉(zhuǎn)矩的不足。舉例,電機在100Hz時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速(P=Ue*Ie)。