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EM303B系列变频器与空压机永磁同步应用

发布时间 : 2014-11-24    
一、产品定位
EM303B定位;高性能开环矢量应用,重点提升了产品性能,要求低频大转矩场合。
市场定位;可靠性方面做了提升,快速加、减速场合,转速/转矩精度高的场合。



二、EM303B产品特点:高性能、快速加减速、控制精度高


  •    额定负载条件下,0.1秒任意加、减速,自动限流,自动稳压,保证无故障最优控制
  •    无速度传感器电流矢量控制:转矩控制精度8%;稳速控制精度±7.5rpm
  •   低频带载能力强:SVC/0.5Hz/150%转矩


 

三、快速加、减速及优异的电流、电压控制能力

EM303B的快速加速、减速能力及优异的电流、电压控制能力,从电流、电压波头的整齐表现可以得到证明




四、EM303B控制性能显著提升


对比项目

EM303B

EM303A

电流环周期

CPU,电流环周期:125us

CPU,电流环周期500us

快速加、减速能力

设定0.1秒加速、减速,不过压、不过流

实际执行时间与负载惯量有关

同一负载,设定0.1秒加速、减速,过流故障

至少要设定0.3秒加、减速

低频带载能力

SVC/0.5Hz/150%转矩

SVC/1Hz/150%转矩

稳速精度提高

稳速控制精度±7.5rpm

稳速控制精度±60rpm

转矩控制精度

控制精度8%

15%

转速跟踪能力

任意负载情况下,2秒内完成追踪,并可自动判断方向

追踪时间不确定,带载追踪易过流,低频追踪困难


自动限流能力

限流精度±10%,不过流

易过流

过电压抑制能力

过电压控制精度±10V,不过压

易过压


五、EM303B产品特点—提高了可靠性

  •   已经过众多客户的前期试用,双核产品共发货1489台(双核产品改进得到EM303B,发货数截止2013年8月15日).
  •   按IPD流程,提高了产品的可靠性(IPD:集成产品开发)
  •   以市场需求为导向,开发满足客户需求的产品
  •   研发过程质量可控,加强了各阶段评审点及公司内部的产品测试
  •   中大功率变频器可靠性提升—减少客户后顾之忧
  •   中大功率变频器成本高,影响大,提高可靠性意义重大
  •   EM303B-90kW~200kW全新设计了主回路和结构
  •   优化风道设计,对粉尘等恶劣环境的适应性增强
  •   优化产品热设计,模块、电容、电路板散热更好,增强了产品可靠性
  •  内置直流电抗器,减少输入端谐波污染,抗电网浪涌能力增强,提高了变频器的可靠性
  •  体积明显减小,使客户能在有限空间内安装更多的变频器
  • 设计了透壁安装组件,可满足透壁安装的需求

 
六、优良的热设计,早期发现散热问题





变频器在120%过载环境温度40℃的热分布图,模块结温和电容温度有一定裕量
七、EM303B与EM303A不同之处

  •   双CPU,运算速度更快,电流环控制速度提升4倍
  •   软件经过全面测试,产品稳定性明显提升
  •   算法升级,控制性能极大提升
    •   快速加、减速能力提升
    •   低频带载能力提升
    •   稳速精度提高
    •   转速跟踪能力提升
  •   自动抑制冲击性负载,控制电机无故障连续运行能力加强
  •   三防漆工艺改进、风道优化等措施,环境适应性增强
  •   充分的抗扰性测试验证,抗干扰能力增强
  •   90kW及以上功率,体积变小,可靠性提高

 
八、已应用于如下低频大转矩和高动态响应场合


九、在螺杆空压机中的应用
EM303B螺杆空压机应用:

  •   支持异步电机驱动的空压机,EM303B标准产品驱动空压机达到二级能效标准,接近一级能效标准,可获得政府100元/kW补贴.
  •   支持永磁同步电机开环控制的空压机,EM303B螺杆空压机专用软件,驱动空压机达到一级能效标准,可获得政府200元/kW补贴.

空压机异步方案和同步方案的比较
异步电机空压机变频控制方案:能基本消除工频压差损耗,比工频运行条件节能30%~35%,皮带或联轴器连接方式,系统有一定机械损耗,额定工况下效率约90%,空载电流相对较大,满载功率因数0.8~0.9,能效等级二级标准.
永 磁同步电机空压机变频控制方案:转子磁场由永磁体产生,空载电流接近零,电机损耗小,效率95%以上,功率密度大,体积小,直驱方式可降低机械损耗,宽负 载范围内保持高功率因数(接近1),提高电能利用效率,有效利用磁阻转矩,惯量小,响应快,永磁同步空压机能达到一级能效标准.
十、正弦永磁同步电机开环控制方案
大部分同行的同步机解决方案:



正弦的同步机解决方案:



客户收益:低成本、可靠性高、安装维护方便
EM303B螺杆空压机同步解决方案,已在苏州欧能螺杆技术有限公司批量供货
 
正弦螺杆式空压机永磁同步控制技术:

  •   初始位置自辨识:高频注入法辨识PMSM转子的初始位置,保证起动时不反转
  •   电机参数自学习:变频器自学习功能获取电机参数Rs、Ld、Lq、Ef
  •   无PG矢量控制:在不安装编码器的条件下实现PMSM矢量控制,降低成本并提高可靠性
  •   空载电流小,功率因数高:空载电流接近零,功率因数接近1

十一、变频器接线图


  •   兼容普乐特等上位机控制器完成压力闭环,速度指令为4-20mA电流源信号
  •   采用RS485串行通讯,输出电压、输出电流、输出功率、功率因数等控制参数供显示

 
十二、性能测试波形—突加/突卸负载



十三、性能测试波形—0.1秒满载加减速



十四、性能测试波形—0.1秒空载加减速


十五、EM303B产品规格

EM303B产品外形尺寸:















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