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西门子变频器G120的效率优化功能

2019-10-23 15:41:16 图灵智控 已读

西门子变频器G120的效率优化功能

无论泵送、通风、压缩、移动还是过程加工:SINAMICS G120都是满足最广泛要求的通用驱动器。它在通用机械制造以及汽车、纺织和包装行业都有着明显优势。其模块化的设计以及 0.55 kW 250 kW 的大功率范围将始终确保您可以为具体应用配置最佳的变频器。同样显而易见是,使用 SINAMICS G120,您将受益于模块化设计所带的众多可能性 — 包括因减少备件库存而产生的灵活性和成本节约。此外,它还一直保持高度的用户友好性 — 从安装到维护。SINAMICS G120 SINAMICS 驱动器全系列的组成部分。

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G120的效率优化功能,目的是尽可能减小电机的功率损耗。适合应用于低动态响应、恒定转速设定值的场合。电动机在正常运行时,气隙磁通基本不变,因此轻载时转子电流很小,受励磁电流的牵制,定子电流并没有转子电流降低得那么多。根据效率公式可以算出,在轻载时效率将急剧降低。如果电动机长期轻载运行,将无谓地消耗许多电能。为了减少轻载时的能量损耗,关键是降低气隙磁通,这样可以同时降低铁损和励磁电流。激活效率优化功能后,变频器能根据负载情况适时调整磁通设定值,同时带来以下好处:

    1.减小能耗成本

    2.降低电机噪音

    3.降低电机温升


如何激活效率优化功能

效率优化正常运转的前提条件为:

·驱动异步电机运行

·变频器使用矢量控制方式

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   图2-1  <部分负载下减小磁通设定>

  电机运行在额定负载和空载之间的部分负载状态。在部分负载下,根据P1580,变频器的磁通设定与负载转矩成比例变化从而提高效率。当P1580不为0时,效率优化功能自动激活。从图2-1可以看出,当P1580=100%时,在电机空载状态下,变频器设定电机磁通为额定磁通的50%;当P1580=50%时,在电机空载状态下,变频器设定磁通为电机额定磁通的75%

 

实际效果测试

实验所用设备

1.CU240E-2PN-F控制单元:6SL3244-0BB13-1FA0  固件版本 V4.7 SP6

2.功率单元PM3406SL3210-1SB12-3AA0 0.37KW

3.西门子电机:1LA2060-4AB10 230V,0.12KW,0.78A1380RPM 采用P1300=20的控制方式   

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   <3-1 电机空载激活效率优化后的Trace曲线>

 从上图可以看到,在电机空载状态下,当P1580=0修改到100激活效率优化后,励磁电流大约下降到了原来的一半。根据公式P=3UICos∅分别计算1点和2点处的电机输入功率:

P1=1.732*r72*r68*r87=1.732*85.738*0.707*0.474=50W

P2=1.732*r72*r68*r87=1.732*41.532*0.299*0.504=11W

 在电机空载状态下,相比投入效率优化功能之前,节能39W,节能比为78%。从图中可以看到输出转速几乎没有变化,那么在恒定转速,恒定负载下,电机输出的机械功率Pmec =Tω不变,根据效率计算公式η=Pmec/ P,在分子不变的情况下,分母减小(P1>P2),电机效率得到了提高。


效率优化功能小结

  使用效率优化功能后,加速时间会延长;当负载波动时,引发的转速波动会比较明显;效率优化功能适合应用于低动态响应、恒定转速设定值、部分负载的场合。不太适用于负载波动大、速度设定值变化频繁的场合。只有使用矢量控制方式(P1300=20)才能应用效率优化功能;在电机空载时,效率优化功能显著地提高电机效率、降低电机噪音.

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