西門子變頻器在中國市場的使用早是在鋼鐵行業(yè)，在當(dāng)時電機(jī)調(diào)速還是以直流調(diào)速為主，變頻器的應(yīng)用還是一個新興的市場，但隨著電子元器件的不斷發(fā)展以及控制理論的不斷成熟，變頻調(diào)速已逐步取代了直流調(diào)速，成為驅(qū)動產(chǎn)品的主流，西門子變頻器因其強(qiáng)大的效應(yīng)在這巨大的中國市場中取得了超規(guī)模的發(fā)展，西門子在中國變頻器市場的成功發(fā)展應(yīng)該說是西門子與技術(shù)的結(jié)合。
在中國市場上我們能碰到的早期的西門子變頻器主要有電流源的SIMOVERT A,以及電壓源的SIMOVERT P，這些變頻器也主要由于設(shè)備的引進(jìn)而一起進(jìn)入了中國的市場，目前仍有少量的使用，而其后在中國市場大量銷售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西門子變頻器為成功的一個系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我們常說的6SE70系列。
它不僅提供了通用場合使用的AC變頻器，也提供了在造紙，化纖等行業(yè)要求使用的多電機(jī)傳動的直流母線方案。
當(dāng)然西門子也推出了在我個人看來技術(shù)上比較失敗在市場上卻相當(dāng)成功的ECO變頻器，在技術(shù)上的失敗主要是由于它有太高的故障率，市場上的成功主要是因為它超越了富士變頻器成為中國市場的。
現(xiàn)在西門子在中國市場上的主要機(jī)型就是MM420，MM440.6SE70系列。
變頻器供電電機(jī)的諧波功率如何計算?
方法一：傅立葉變換得到電壓、電流的每次諧波的幅值和相位，根據(jù)P=√3UIcosφ計算出每次諧波的有功功率，將所有諧波的有功功率相加，得到諧波功率。
方法二：測量出總有功功率，傅立葉變換得到電壓、電流的基波幅值和相位，根據(jù)P=√3UIcosφ計算出基波有功功率，總有功功率減去基波有功功率就是諧波功率。
諧波功率測量精度較低，一般諧波頻率越高，精度越低，推薦采用第二種方法。
以下為變頻器對電機(jī)的影響：
1、電動機(jī)的效率和溫升的問題不論哪種形式的變頻器，在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電動機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。
據(jù)資料介紹，以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例，其低次諧波基本為零，剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為：2u+1(u為調(diào)制比)。
高次諧波會引起電動機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加，為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。
因為異步電動機(jī)是以接近于基波頻率所對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后，便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。
還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。
這些損耗都會使電動機(jī)額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%-20%。
2、電動機(jī)絕緣強(qiáng)度問題目前中小型變頻器，不少是采用PWM的控制方式。
其載波頻率約為幾千到十幾千赫上升率，相當(dāng)于對電動機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓，使電動機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的4～6倍電壓疊加在電動機(jī)運(yùn)行電壓上，會對電動機(jī)對地絕緣構(gòu)成威脅，對地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊電動機(jī)定子繞組要承受很高的電壓外，由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖加速老化。
3、諧波電磁噪聲與震動普通異步電動機(jī)采用變頻器供電時，會使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的震動和噪聲變的更加復(fù)雜。
變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機(jī)電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。
當(dāng)電磁力波的頻率和電動機(jī)機(jī)體的固有振動頻率一致或接近時，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。
由于電動機(jī)工作頻率范圍寬，轉(zhuǎn)速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機(jī)的各構(gòu)件的固有震動頻率。
4、電動機(jī)對頻繁啟動、制動的適應(yīng)能力由于采用變頻器供電后，電動機(jī)可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動，并可利用變頻器所供的各種制動方式進(jìn)行快速制動，為實現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件，電動機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。
變頻器會產(chǎn)生高奇次諧波-主要以5次和7次對變頻器和電機(jī)影響比較大，通常在設(shè)計的時候為降低諧波的影響會增加電抗器，吸收電容等。
也可以在變頻器輸出端增加濾波器。
西門子變頻器備件的更換
變頻器由多種部件組成，其中一些部件經(jīng)長期工作后其性能會逐漸降低、老化，這也是變頻器發(fā)生故障的主要原因，為了保證設(shè)備長期的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，下列器件應(yīng)定期更換：
1． 冷卻風(fēng)扇
變頻器的功率模塊是發(fā)熱嚴(yán)重的器件，其連續(xù)工作所產(chǎn)生的熱量必須要及時排出，一般風(fēng)扇的壽命大約為10Kh—40Kh。
按變頻器連續(xù)運(yùn)行折算為2—3年就要更換一次風(fēng)扇，直接冷卻風(fēng)扇有二線和三線之分，二線風(fēng)扇其中一線為正，另一線為負(fù)，更換時不要接錯；三線風(fēng)扇除了正、負(fù)外還有一根檢測線，更換時千萬注意，否則會引起變頻器過熱報警。
交流風(fēng)扇一般為220V、380V之分，更換時電壓等級不要搞錯。
2． 濾波電容
中間電路濾波電容：又稱電解電容，其主要作用就是平滑直流電壓，吸收直流中的低頻諧波，它的連續(xù)工作產(chǎn)生的熱量加上變頻器本身產(chǎn)生的熱量都會加快其電解液的干涸，直接影響其容量的大小。
正常情況下電容的使用壽命為5年。
建議每年定期檢查電容容量一次，一般其容量減少20%以上應(yīng)更換。
變頻器諧波對電機(jī)影響原因及改善辦法
一、電機(jī)損壞的原因是變頻器在電機(jī)的定子繞組上產(chǎn)生很高的尖峰電壓，尖峰電壓的幅度超過了繞組的絕緣強(qiáng)度，導(dǎo)致繞組損壞。
尖峰電壓的幅度會達(dá)到變頻器額定工作電壓的3倍以上，例如，對于額定電壓380V的變頻器，尖峰電壓的幅度超過1200V。
這種尖峰電壓每秒對電機(jī)定子繞組沖擊上千次，很快就會導(dǎo)致定子繞組的損壞。
二、電機(jī)損壞的原因是變頻器還會在電機(jī)的軸承中產(chǎn)生軸承電流，軸承中長時間流過軸承電流，會造成軸承的燒毀，功率越小的電機(jī)，定子繞組越容易損壞;功率越大的電機(jī)，軸承越容易損壞。
保護(hù)無力：由于現(xiàn)在所有市售電機(jī)保護(hù)器，全都是通過采集電流或電壓變化的數(shù)值，從而達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的;但因各種原因造成的電機(jī)軸承損毀，轉(zhuǎn)子偏心，進(jìn)而造成電機(jī)掃膛，燒毀電機(jī)的問題這些保護(hù)器都起不到保護(hù)的功能了，因為只有當(dāng)電機(jī)掃膛后，繞組燒壞短路了，這類保護(hù)器才會動做，但為時已晚;到目前為止還沒有一種智能化的針對電機(jī)軸承進(jìn)行保護(hù)的產(chǎn)品;許多用戶只能用人工時刻監(jiān)視或定期巡檢測試軸承處溫度變化的方法，對一些大電機(jī)進(jìn)行人為地保護(hù)。
這種方法有兩個弊端存在：
1、增加了人員工作量，加大了企業(yè)的人員費(fèi)用，還無法對所有電機(jī)進(jìn)行看護(hù)。
2、人工檢測必競是有時間限制的，內(nèi)不可能時刻不離人，那么在非檢測的時間內(nèi)如果軸承損毀，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子偏心，電機(jī)掃膛，燒毀電機(jī)的事故就無法避免了普通電機(jī)由變頻器驅(qū)動時，壽命大幅度縮短，嚴(yán)重時，幾個月就出現(xiàn)定子繞組損壞。
由此導(dǎo)致的停產(chǎn)給企業(yè)造成巨大的損失。
公司時刻準(zhǔn)備為客戶提供快捷有效的服務(wù)，愿與各界朋友同發(fā)展，共繁榮，真誠期待能與您合作，共創(chuàng)未來！
