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变频控制系统设计前，一定要了解系统配制，工作方式，环境，控制方式，客户具体要求具体系统分新设计系统还是旧设备改造系统。

对旧设备改造，电气工程师应该确切知道如下技术参数及要求。

1.电机具体参数：a.出厂日期b.厂商（国产，进口）c.电机的额定电压d.额定电流e.相数。

2.电机的负载特性类型.

3.工作制式。

4.电机起动方式。

5.工作环境。如现场的温度、防护等级、电磁辐射等级、防爆等级、配电具体参数。

6.变频柜安装位置到电机位置实际距离。（变频柜到电机距离是非常重要的参数）

7.变频柜拖动电机的数量及方式。

8.变频柜与旧的电气系统的切换关系。一般为Δ-Y启动与变频工作互为备用切换保护。

9.变频柜的外围传感变送器的选用参数及采样地点。

10.变频控制柜的控制方式，如手动/自动，本地/远程，控制信号的量程,是否通讯组网。

11.强电回路与弱电回路的隔离。采集及控制信号的隔离。

12.工作场合的供电质量，如防雷，浪涌，电磁辐射。

对新变频系统，电气工程师应该与机械工程师对传动机械负载特性，深入了解，才能确电机类型，容量。根据电机机械负载特性，容量，选用变频器的类型、容量。目前，机械负载与电机转矩特性有许多种类，常用有三种。

1．恒转矩负载。如传送带，升降机等

用公式表式为P=T*N/975P-电机的功率T-电机转矩N-电机转速

对恒转矩，系统设计应注意：

（1）电机应选变频器专用电机

（2）变频柜应加装专用冷却风扇

（3）增大电机容量，降低负载特性

（4）增大变频器的容量

（5）变频器的容量与电机的容量关系应根据品牌，一般为1.1~1.5电机的容量。

2．平方转矩负载。如风机，水泵类

用公式表式为T=K1*N2，P=K2*N3P-电机的功率T-电机转矩N-电机转速

一般，风机，水泵，采用变频节能，理论与实际证明节能为40~50%左右，此类应用占变频器应用30~40%左右。

对平方转矩负载，系统设计应注意：

（1）电机通常选异步交流电机。

（2）根据环境需要，选电机防护等级和方式。

（3）大于7.5KW变频柜,应加装通风散热设施

（4）电机与变频器容量关系。

关系系数国外变频器容量国产变频器容量

国外变频器容量相当国外电机容量1.3-1.5电机容量国产电机容量1.5-2电机

容量?

3．恒功率负载。如卷扬机，机床主轴。

公式：P=T*N/975=CONT。

一般达到特定速度段时，按恒转矩，超过特定速度时，按恒功率运转。

恒功率机械特性较复杂。

对于每个变频控制柜，设计是整个系统重点，最能体现产品质量关键环节。对于变频控制柜，电气设计工程师应在如下设计方面入手。

1.变频控制系统的原理图设计

2.电路主路设计。

3.电路控制路设计。包括常规控制电路，4.plc控制接口电路，5.变频器联网等。

6.变频控制柜的工艺设计。包括电气工艺设计，7.柜体板金工艺设计。

原理图设计根据以上所述的原理规则，参照变频控制柜的原理图，根据实际需要，画出原理图。

电路主路设计。按如下顺序选择主回路电器件。

（1）确定机械负载特性：a.功率b.扭矩c.转速

（2）确定电机特性:a.额定电压?b.额定功率c.额定电流

（3）根据以上条件和实际客户的需要，对下列电器元件取舍:

a.TR-变压器为可选项，根据电压等级标准，选配。

b.FU-熔断丝，一般要，选择为2.5-4倍额定变频器电流。注意熔断丝选速熔类。

c.QA-空开，一般要选择为1.2倍额定变频器电流

d.KM-接触器，必须要选择为额定变频器电流

e.LY-防雷浪涌器，最好要，特别雷暴多发区，以及交流电源尖峰浪涌多发场合，保护变频系统免遭意外破坏。一般配40KVA浪涌器。

f.DK-电抗器

电抗器的作用是抑制变频器输入输出电流重高次谐波成份带来的不良影响，而滤波器的作用是抑制由变频器带来的无线电电波干扰，即电波噪声。

有的变频器内置电抗器，有的场合也可不装电抗器。一般，多大功率变频器配多大电抗器，变频器厂商提供参数。选择电抗器的参数，可由下面公式计算

L=(2%~5%)V/6.18*F*I

V-额定电压V

I-额定电流A

F-最大频率HZ

LBI/LBO输入输出滤波器，一般应根据频率进行配置

R-制动电阻计算较复杂，应在变频器柜制造商指导下配置。

电路控制回路设计，按电气工程师知识及变频器要求设计。但应注意：

（1）输入/输出的弱电信号与PLC、仪表、传感变送器一定采取信号隔离，否则控制系统信号混乱，系统不正常。

（2）与PLC常规控制系统接口，一定加装浪涌吸收器，控制电源应采用隔离变压器，进行电气隔离。

变频控制柜的工艺设计。

（1）电气工艺设计

电气工程师变频电路设计出来，下一步就是电气工艺设计，包括：

a.多大功率变频器

b.配什么类型电缆

c.多大的线径

d.配多远。一般可以查表格或计算。

e.接地配线。

f.抗干扰布线。是非常重要的,一般强电电缆用带屏蔽电缆，电缆及屏蔽层用金属卡固定安装底板上，也有的加装屏蔽金属环，抗干扰。

g.进出线的电缆管接头配置。

柜体板金工艺设计

应根据以下原则设计

1．变频器的环境

温度：变频器环境温度为-10度-50度，一定要考虑通风散热。

湿度：

震动：

气体：有无暴炸，腐蚀性气体

2．柜体承载重量。

3．运输方便性。加装吊装挂钩，

4．搬运安全。

5．柜体的铭牌，

6．制造商的CI标识。

结论：

一个质量较高的变频控制柜，从设计，工艺，制作制造，运输，包装，是实际要求较高的产品，要求各个环节质量保障，才能作出较高质量和水平的控制柜。

Piab 摩擦吸盘助力冲压生产线提高生产效率
 

背景

这是全球最大的一家汽车制造商旗下工厂中的一条铝板冲压生产线，其中，一台横梁压机正在拾取和放置舱盖内板和外板零件。对于这一应用，过去客户采用的是来自Piab竞争对手的吸盘产品以及其他单元。但是，在吸盘向下运动降落到冲压线这个过程中，铝板掉落问题频频发生，这极大地影响和限制了工作效率（每分钟冲程数，SPM）。在这一背景下，客户迫切需要一套出色的技术解决方案对冲压生产线(# 6) 进行改造，将工作效率从10SPM提升到至少11SPM。理论上，横梁压机支持的最高工作效率为13冲程/分钟。

解决方案

客户召集了多位程序工程师共同探讨如何解决6号冲压生产线上的零件掉落问题，最终决定选择Piab专门面向汽车冲压生产线应用而研发的摩擦吸盘。对此，Piab则提供了免费吸盘样品，供客户做实际生产测试。

结果

据客户的测试结果显示，Piab摩擦吸盘将6号冲压生产线的工作效率提升到了11SPM以上，每小时可加工82个零件，超额完成了原定目标。Piab每一个椭圆摩擦吸盘都配备了一个G3/8"外螺纹接头，该接头可在锁定前自由转动以实现精确定位，其他摩擦吸盘则各提供了一个3/8" NPT内螺纹接头。Piab摩擦吸盘可以牢固抓取油性表面，并可靠耐受高剪切力，由此彻底“消灭”了零件掉落问题，同时还大幅降低了零件损坏带来的经济损失。出色的抓取性能使更快速的拾取成为可能，这意味着更高的SPM和工作效率，还意味着客户将能够获得更高的营收。此外，Piab摩擦吸盘采用耐久型材料制成，从长期来看，成本节约效果更佳显著。对于客户而言，每小时82个零件这样的工作效率，加上每天3班制24小时运行，再加上一年345天运转，结果就是仅6号冲压生产线每年就可以额外多生产678,960个零件。