EM303B系列變頻器與空壓機(jī)永磁同步應(yīng)用

一、產(chǎn)品定位
EM303B定位：高性能開(kāi)環(huán)矢量應(yīng)用，重點(diǎn)提升了產(chǎn)品性能，要求低頻大轉(zhuǎn)矩場(chǎng)合。
市場(chǎng)定位：可靠性方面做了提升，快速加、減速場(chǎng)合，轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩精度高的場(chǎng)合。

二、EM303B產(chǎn)品特點(diǎn)：高性能、快速加減速、控制精度高
n 額定負(fù)載條件下，0.1秒任意加、減速，自動(dòng)限流，自動(dòng)穩(wěn)壓，保證控制
n 無(wú)速度傳感器電流矢量控制：轉(zhuǎn)矩控制精度8%；穩(wěn)速控制精度±7.5rpm
n 低頻帶載能力強(qiáng)：SVC/0.5Hz/150%轉(zhuǎn)矩

三、快速加、減速及優(yōu)異的電流、電壓控制能力
EM303B的快速加速、減速能力及優(yōu)異的電流、電壓控制能力，從電流、電壓波頭的整齊表現(xiàn)可以得到證明


四、EM303B控制性能顯著提升
對(duì)比項(xiàng)目
EM303B
EM303A
電流環(huán)周期
雙CPU，電流環(huán)周期：125us
單CPU，電流環(huán)周期500us
快速加、減速能力
設(shè)定0.1秒加速、減速，不過(guò)壓、不過(guò)流
實(shí)際執(zhí)行時(shí)間與負(fù)載慣量有關(guān)
同一負(fù)載，設(shè)定0.1秒加速、減速，過(guò)流故障
至少要設(shè)定0.3秒加、減速
低頻帶載能力
SVC/0.5Hz/150%轉(zhuǎn)矩
SVC/1Hz/150%轉(zhuǎn)矩
穩(wěn)速精度提高
穩(wěn)速控制精度±7.5rpm
穩(wěn)速控制精度±60rpm
轉(zhuǎn)矩控制精度
控制精度8%
15%
轉(zhuǎn)速跟蹤能力
任意負(fù)載情況下，2秒內(nèi)完成追蹤，并可自動(dòng)判斷方向
追蹤時(shí)間不確定，帶載追蹤易過(guò)流，低頻追蹤困難
自動(dòng)限流能力
限流精度±10%，不過(guò)流
易過(guò)流
過(guò)電壓抑制能力
過(guò)電壓控制精度±10V，不過(guò)壓
易過(guò)壓

五、EM303B產(chǎn)品特點(diǎn)—提高了可靠性
n 已經(jīng)過(guò)眾多客戶(hù)的前期試用，雙核產(chǎn)品共發(fā)貨1489臺(tái)（雙核產(chǎn)品改進(jìn)得到EM303B，發(fā)貨數(shù)截止2013年8月15日）。
n 按IPD流程，提高了產(chǎn)品的可靠性（IPD：集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)）
n 以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足客戶(hù)需求的產(chǎn)品
n 研發(fā)過(guò)程質(zhì)量可控，加強(qiáng)了各階段評(píng)審點(diǎn)及公司內(nèi)部的產(chǎn)品測(cè)試
n 中大功率變頻器可靠性提升—減少客戶(hù)后顧之憂(yōu)
n 中大功率變頻器成本高，影響大，提高可靠性意義重大
n EM303B-90kW~200kW全新設(shè)計(jì)了主回路和結(jié)構(gòu)
Ø 優(yōu)化風(fēng)道設(shè)計(jì)，對(duì)粉塵等惡劣環(huán)境的適應(yīng)性增強(qiáng)
Ø 優(yōu)化產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)，模塊、電容、電路板散熱更好，增強(qiáng)了產(chǎn)品可靠性
Ø 內(nèi)置直流電抗器，減少輸入端諧波污染，抗電網(wǎng)浪涌能力增強(qiáng)，提高了變頻器的可靠性
Ø 體積明顯減小，使客戶(hù)能在有限空間內(nèi)安裝更多的變頻器
Ø 設(shè)計(jì)了透壁安裝組件，可滿(mǎn)足透壁安裝的需求

六、優(yōu)良的熱設(shè)計(jì)，早期發(fā)現(xiàn)散熱問(wèn)題


變頻器在120%過(guò)載環(huán)境溫度40℃的熱分布圖，模塊結(jié)溫和電容溫度有一定裕量
七、EM303B與EM303A不同之處
n 雙CPU，運(yùn)算速度更快，電流環(huán)控制速度提升4倍
n 軟件經(jīng)過(guò)全面測(cè)試，產(chǎn)品穩(wěn)定性明顯提升
n 算法升級(jí)，控制性能極大提升
Ø 快速加、減速能力提升
Ø 低頻帶載能力提升
Ø 穩(wěn)速精度提高
Ø 轉(zhuǎn)速跟蹤能力提升
Ø 自動(dòng)抑制沖擊性負(fù)載，控制電機(jī)連續(xù)運(yùn)行能力加強(qiáng)
n 三防漆工藝改進(jìn)、風(fēng)道優(yōu)化等措施，環(huán)境適應(yīng)性增強(qiáng)
n 充分的抗擾性測(cè)試驗(yàn)證，抗干擾能力增強(qiáng)
n 90kW及以上功率，體積變小，可靠性提高

八、已應(yīng)用于如下低頻大轉(zhuǎn)矩和高動(dòng)態(tài)響應(yīng)場(chǎng)合


九、在螺桿空壓機(jī)中的應(yīng)用
EM303B螺桿空壓機(jī)應(yīng)用：
n 支持異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的空壓機(jī)，EM303B標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)達(dá)到二級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)，接近一級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)，可獲得政府100元/kW補(bǔ)貼。
n 支持永磁同步電機(jī)開(kāi)環(huán)控制的空壓機(jī)，EM303B螺桿空壓機(jī)專(zhuān)用軟件，驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)達(dá)到一級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)，可獲得政府200元/kW補(bǔ)貼。

空壓機(jī)異步方案和同步方案的比較
異步電機(jī)空壓機(jī)變頻控制方案：能基本消除工頻壓差損耗，比工頻運(yùn)行條件節(jié)能30%~35%，皮帶或聯(lián)軸器連接方式，系統(tǒng)有一定機(jī)械損耗，額定工況下效率約90%，空載電流相對(duì)較大，滿(mǎn)載功率因數(shù)0.8~0.9，能效等級(jí)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
永磁同步電機(jī)空壓機(jī)變頻控制方案：轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)由永磁體產(chǎn)生，空載電流接近零，電機(jī)損耗小，效率95%以上，功率密度大，體積小，直驅(qū)方式可降低機(jī)械損耗，寬負(fù)載范圍內(nèi)保持高功率因數(shù)（接近1），提高電能利用效率，有效利用磁阻轉(zhuǎn)矩，慣量小，響應(yīng)快，永磁同步空壓機(jī)能達(dá)到一級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)。
十、正弦永磁同步電機(jī)開(kāi)環(huán)控制方案
大部分同行的同步機(jī)解決方案：


正弦的同步機(jī)解決方案：


客戶(hù)收益：低成本、可靠性高、安裝維護(hù)方便
EM303B螺桿空壓機(jī)同步解決方案，已在蘇州歐能螺桿技術(shù)有限公司批量供貨

正弦螺桿式空壓機(jī)永磁同步控制技術(shù)：
n 初始位置自辨識(shí)：高頻注入法辨識(shí)PMSM轉(zhuǎn)子的初始位置，保證起動(dòng)時(shí)不反轉(zhuǎn)
n 電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)：變頻器自學(xué)習(xí)功能獲取電機(jī)參數(shù)Rs、Ld、Lq、Ef
n 無(wú)PG矢量控制：在不安裝編碼器的條件下實(shí)現(xiàn)PMSM矢量控制，降低成本并提高可靠性
n 空載電流小，功率因數(shù)高：空載電流接近零，功率因數(shù)接近1

十一、變頻器接線(xiàn)圖

Ø 兼容普樂(lè)特等上位機(jī)控制器完成壓力閉環(huán)，速度指令為4-20mA電流源信號(hào)
Ø 采用RS485串行通訊，輸出電壓、輸出電流、輸出功率、功率因數(shù)等控制參數(shù)供顯示

十二、性能測(cè)試波形—突加/突卸負(fù)載


十三、性能測(cè)試波形—0.1秒滿(mǎn)載加減速


十四、性能測(cè)試波形—0.1秒空載加減速


十五、EM303B產(chǎn)品規(guī)格

已量產(chǎn)：380V，0.75kW~90kW
0.75kW~75kW變頻器尺寸與EM303A系列相同
90kW及以上功率，與EM303A同功率產(chǎn)品尺寸不同
110kW~200kW，小批量供貨時(shí)間：本年度9月底

EM303B產(chǎn)品外形尺寸：

十六、產(chǎn)品服務(wù)—供貨及時(shí)、服務(wù)快速
沈陽(yáng)、石家莊、武漢、無(wú)錫、成都、深圳，6個(gè)區(qū)域庫(kù)存中心，保障供貨周期1-3天，8個(gè)區(qū)域服務(wù)中心，21個(gè)辦事處級(jí)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，全國(guó)15家聯(lián)保中心（已投入運(yùn)營(yíng)6家，規(guī)劃中9家）