西門子變頻器在中國(guó)市場(chǎng)的使用早是在鋼鐵行業(yè)，然而在當(dāng)時(shí)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(gè)新興的市場(chǎng)，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(dòng)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(guó)市場(chǎng)中取得了超規(guī)模的發(fā)展，西門子在中國(guó)變頻器市場(chǎng)的成功發(fā)展應(yīng)該說(shuō)是西門子與技術(shù)的結(jié)合。
在中國(guó)市場(chǎng)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(guó)的市場(chǎng)，目前仍有少量的使用，而其后在中國(guó)市場(chǎng)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(gè)系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我們常說(shuō)的6SE70系列。
它不僅提供了通用場(chǎng)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(dòng)的直流母線方案。
當(dāng)然西門子也推出了在我個(gè)人看來(lái)技術(shù)上比較失敗然而在市場(chǎng)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(chǎng)上的成功主要是因?yàn)樗搅烁皇孔冾l器成為中國(guó)市場(chǎng)的。
現(xiàn)在西門子在中國(guó)市場(chǎng)上的主要機(jī)型就是MM420，MM440.6SE70系列。
變頻器諧波對(duì)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(guò)了繞組的絕緣強(qiáng)度，導(dǎo)致繞組損壞。
尖峰電壓的幅度會(huì)達(dá)到變頻器額定工作電壓的3倍以上，例如，對(duì)于額定電壓380V的變頻器，尖峰電壓的幅度超過(guò)1200V。
這種尖峰電壓每秒對(duì)電機(jī)定子繞組沖擊上千次，很快就會(huì)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(huì)在電機(jī)的軸承中產(chǎn)生軸承電流，軸承中長(zhǎng)時(shí)間流過(guò)軸承電流，會(huì)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(wú)力：由于現(xiàn)在所有市售電機(jī)保護(hù)器，全都是通過(guò)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(wèn)題這些保護(hù)器都起不到保護(hù)的功能了，因?yàn)橹挥挟?dāng)電機(jī)掃膛后，繞組燒壞短路了，這類保護(hù)器才會(huì)動(dòng)做，但為時(shí)已晚;到目前為止還沒(méi)有一種智能化的針對(duì)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(shí)刻監(jiān)視或定期巡檢測(cè)試軸承處溫度變化的方法，對(duì)一些大電機(jī)進(jìn)行人為地保護(hù)。
這種方法有兩個(gè)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，同時(shí)還無(wú)法對(duì)所有電機(jī)進(jìn)行看護(hù)。
2、人工檢測(cè)必競(jìng)是有時(shí)間限制的，內(nèi)不可能時(shí)刻不離人，那么在非檢測(cè)的時(shí)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(wú)法避免了普通電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)，壽命大幅度縮短，嚴(yán)重時(shí)，幾個(gè)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。
以下為變頻器對(duì)電機(jī)的影響：
1、電動(dòng)機(jī)的效率和溫升的問(wèn)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(dòng)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(huì)引起電動(dòng)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?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)是以接近于基波頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，因此，高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后，便會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。
除此之外，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(huì)使電動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)絕緣強(qiáng)度問(wèn)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(duì)電動(dòng)機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓，使電動(dòng)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(dòng)機(jī)運(yùn)行電壓上，會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)對(duì)地絕緣構(gòu)成威脅，對(duì)地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊電動(dòng)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(dòng)普通異步電動(dòng)機(jī)采用變頻器供電時(shí)，會(huì)使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的震動(dòng)和噪聲變的更加復(fù)雜。
變頻電源中含有的各次時(shí)間諧波與電動(dòng)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(dòng)機(jī)機(jī)體的固有振動(dòng)頻率一致或接近時(shí)，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。
由于電動(dòng)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(kāi)電動(dòng)機(jī)的各構(gòu)件的固有震動(dòng)頻率。
4、電動(dòng)機(jī)對(duì)頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的適應(yīng)能力由于采用變頻器供電后，電動(dòng)機(jī)可以在很低的頻率和電壓下以無(wú)沖擊電流的方式啟動(dòng)，并可利用變頻器所供的各種制動(dòng)方式進(jìn)行快速制動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)創(chuàng)造了條件，因而電動(dòng)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(lái)疲勞和加速老化問(wèn)題。
變頻器會(huì)產(chǎn)生高奇次諧波-主要以5次和7次對(duì)變頻器和電機(jī)影響比較大，通常在設(shè)計(jì)的時(shí)候?yàn)榻档椭C波的影響會(huì)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。
西門子變頻器定期保養(yǎng)
清掃空氣過(guò)濾器冷卻風(fēng)道及內(nèi)部灰塵。
檢查螺絲釘、螺栓以及即插件等是否松動(dòng)，輸入輸出電抗器的對(duì)地及相間電阻是否有短路現(xiàn)象，正常應(yīng)大于幾十兆歐。
導(dǎo)體及絕緣體是否有腐蝕現(xiàn)象，如有要及時(shí)用酒精擦試干凈。
如條件允許的情況下，要用示波器測(cè)量開(kāi)關(guān)電源輸出各路電壓的平穩(wěn)性，如：5V、12V、15V、24V等電壓。
測(cè)量驅(qū)動(dòng)電路各路波形的方波是否有畸變。
UVW相間波形是否為正弦波。
接觸器的觸點(diǎn)是否有打火痕跡，嚴(yán)重的要跟換同型號(hào)或大于原容量的新品；確認(rèn)控制電壓的正確性，進(jìn)行順序保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)；確認(rèn)保護(hù)顯示回路無(wú)異常；確認(rèn)變頻器在單運(yùn)行時(shí)輸出電壓的平衡度。
建議定期檢查，應(yīng)一年進(jìn)行一次。
變頻器供電電機(jī)的諧波功率如何計(jì)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(jì)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(cè)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(jì)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(cè)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。
公司一直秉承的“以德為本，誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)”客戶精神和“誠(chéng)信，責(zé)任”的經(jīng)營(yíng)理念，以精益求精的工作，提供盡善盡美的服務(wù)而得到客戶的一致認(rèn)可。
