产品聚焦：交流可调速驱动器
发布时间：2008-04-27 作者：Peter Cleaveland
一份关于变频驱动器（VFDs）的问卷调查反馈表明，89%的用户使用的是最基本的开环V/f频率驱动器。设置简单、可编程、参数可下载或拷贝是他们所最为关注的功能。有98%的用户表示将在来年购买同等数量或更多的驱动器。
用户们都希望使用安装简便、编程轻松的驱动器，同时他们的购买需求也在不断增加。根据Control Engineering与Reed Research合作的对读者的问卷调查反馈可知，用户们更喜欢交流可调速驱动器（也被称为变频驱动器或VFDs）。比起2005年来说有更多的受访者倾向于使用最基本的开环V/f驱动器。其最重要的功能包括：安装简便、可编程、参数可下载或拷贝；98%的用户表示将在未来12个月内购买同等数量或更多的驱动器，其中45%表示会购买得更多，而只有2%的人表示会减少购买数量。
对驱动器进行评估，归类，建议，安装及购买的各类用户，共计317名，参与了这次调查（比2005年参与调查的人数多一倍有余）。其中57%购买驱动器的是工厂的直接使用者，24%的是原始设备制造商（OEM供应商），而有19%的买家既是直接使用者，同时也提供OEM服务。
哪些交流驱动器在使用
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鼓风机，泵，运动机构
根据调查的结果，驱动器最多应用于驱动泵机，风扇和鼓风机上，占了48%；相对于2005年这个比例只有27%，今年有了大幅的提高并且已接近2003年的50%的水平。排名第二位，获得38%的是在装配线或传送带上的使用。接下来的是使用在装卸设备（包括升降机，起重机和千斤顶）上的占25%；包装设备占24%；塑料成型/挤压机占17%。而其他方面应用没有超过16%的。
VFDs具有多种适用于各种用途的型号，在这次调查中最热门的是低端开环V/f驱动器，有89%的受访者正在使用，而这个数字在2005时才只有10%。同时，无传感器矢量控制（也被称为无编码控制）也很流行，有52%的受访用户正在使用（相对于2005年的41%有明显的提高）；磁场导向矢量控制（闭环）也拥有41%的用户，比2005年的38%略有增长。
安装简便，价格因素及使用的方便程度对于产品的选购也有相当的影响：97%的受访者觉得安装设置的简便程度对于他们对驱动器的选择非常有影响（68%）或有一定影响（29%）；紧随其后的是软件的可编程性，94%的受访者觉得该功能对于他们对驱动器的选择非常有影响（占了51%）或有一定影响（占了43%）。屈居第三的是其复制/下载参数的性能，89%的受访者觉得该功能对于他们对驱动器的选择非常有影响（占了51%）或有一定影响（占了38%）。
大多数受访者觉得任何功能都有其各自的功用，比如39%的受访者觉得预设置速度没什么用处，但是61%的受访者觉得该功能对于他们对驱动器的选择非常有影响（占了17%）或有一定影响。根据调查结果得出的最不重要表上排名前两位的是NEMA12外壳（31%的人觉得其没用）和NEMA4外壳（29%的人觉得其没用）。但是有不少于97%的受访者对于价格都很在意。
当被问及这些性能特性对于一个交流驱动器的选择有多大影响的时候，91%的受访者认为转矩控制对于他们对驱动器的选择非常有影响（占了44%）或有一定影响（占了47%）。86%的人觉得零距离维护很重要；83%的人对零速控制很感兴趣而80%希望其具有无传感器矢量控制。
85%的受访者对动态制动有相当的兴趣，而77%的人着眼于生产线重建。
有80%的受访者会考虑电机与驱动器之间的距离，不过只有29%的人认为这是个很重要的因素而50%的人认为其重要性一般。另外，57%的人对于中压（2.3kV及以上）运行，40%的人对于一台驱动器控制多台电机的功能都不感兴趣。
也有一些人对网络驱动器感兴趣，不过目前这还不是主流。刚刚超过半数的用户（56%）为他们的驱动器建立起了网络通讯；而88%的人从不使用这一功能。
我们也询问用户，对于他们的驱动器还有什么其他的性能要求。一些用户对于驱动器的自动整定能力感到不满意，他们希望 “可以可靠地进行自动整定”。其他的要求包括：多样的显示方式（有时显示丰富的信息，而有时显示简洁的信息），还有少数受访者希望其通讯方式能有更多种的选择。
对于驱动器变速范围的选择显得相当平均。大多数的用户（77%）使用的是1到5hp范围的驱动器，53%的用户常用的是1hp及以下范围，而58%的用户使用6到10hp范围。现在的驱动器也同样可以应用在大型机器上，49%的受访者使用的驱动器范围在50hp以上。
在一个相关问题的调查中，我们发现，11到20hp的驱动器在每个地方的平均数为85个，1到5hp的是71个，而1hp及以下的数量为62个。在大型机器方面，50hp以上的驱动器在每个地方的平均数大于25个。
泵、鼓风机和材料处理是交流可调速驱动器最主要的应用领域
接近半数的受访者在泵机，风扇，鼓风机等类似应用场合中使用交流驱动器。生产线和输送线也很普及。
将驱动器植入到电机内部的想法已经有好几年了，但是整合型设备似乎没有得到很好的发展。只有19%的受访者正在使用这些整合设备，而有75%的人不用也不打算用该类设备。正如一位读者所说的：“一旦它发生故障，它所需的维修费用远比你使用一个标准的驱动器和电机所需的要高得多。”另一些现场则有区域电气分级(Class I Div. I)的顾虑。不过，最主要的原因可能还是“用户更希望控制器与电机相互独立以便于更换和升级，同时，驱动器能紧密的安装在一起以便于安装、维护和控制线路排线。”那些认可整合型驱动器的人认为它“简单、廉价、易于维护”，还有人觉得“要将热量都隔离在外壳之外，同时也可以节省控制板上的空间。”
定制还是购买现货？
交流可调速驱动器的性能十分强大，因此标准型的现货就能很好地适应大多数的应用场合。65%用户的反馈表示，不使用定制的驱动器，而59%的用户表示5年内不打算使用特别定制的驱动器。
在使用特别定制的驱动器的用户（占受访者的35%）中，大多数人（13%）购买的定制驱动器，只占其当时总购买计划的1-20%，而12%的人则占到了21-80%的比例。
回顾一下5年前的情况，有41%的人希望至少能使用一些特别定制的驱动器。
用户对正在使用的驱动器的评价
该调查旨在询问受访者对使用的驱动器是否满意，如果不满意是什么原因。大部分受访者对他们的驱动器表示满意，一部分则表示不尽如人意，主要是对可靠性和技术支持上的问题。有一个意见是：“我们需要的驱动器最好能和设备使用时间一样长，而不是经常淘汰。现在找不到零件或工作人员可以使原来的驱动器继续工作，所以即使被淘汰的驱动器性能还很好，我们也不得不花钱升级但是并没有得到更多的功能。如果不这样做，停机风险又太大。”另一个则说：“有些部件已经用了17年，新替换的部件已经很难安装上去了”。
有些使用者觉得有些设备的调试设计有些困难：“太复杂，有太多参数都需要说明，自动调谐时无法正常运作。”
产品：交流驱动器
控制工程的读者在我们提供的供应商名单中认为，以下厂商为交流驱动器方面领先的供应商：罗克韦尔自动化、ABB、西门子、安川电机、AutomationDirect、保德电机、丹佛斯驱动、三菱电机、SEW-Eurodrive、东芝国际、艾默生控制技术、施耐德电气、Eaton、T.B. Woods、GE工业系统、欧姆龙、博世力士乐、丹纳赫传动、WEG Electric、以及阿尔斯通机电。请点击www.cesuppliersearch.com 查阅更多生产商信息；系统整合信息请点击www.cechina.com/integrators；也可以浏览公司网站查阅各产品信息。
最高可达350马力的HVAC 驱动器
罗克韦尔自动化用于商用风机和水泵的 Allen-Bradley PowerFlex 400 HVAC驱动器，拥有高达350匹马力的额定功率。它的主要功能包括：通过Modbus RTU、N2、以及西门子可选LonWorks或BACnet通讯方式的P1-FLN；嵌入式PID控制器；三个可设置的间隔频率和波段；可选风扇、水泵曲线；自动睡眠以及重启功能。断开器和旁路接触器组合包括了操作界面，控制，通信和电源选项，且都经过了预设值。旁路接触器组合由三个接触器组成，可在旁路模式下实现变速测试功能和驱动器分离。它的UL 508C高压评级允许powerflex 400安装在空气处理系统，例如通风管道的内部。
www.ab.com/drives/powerflex/400/
罗克韦尔自动化
扩展的驱动模块产品线
ABB的ACS800-U4驱动模块产品线已经被扩展至包括R2-R 6的框架尺寸，功率范围从1至2 00马力。前面已经介绍的 R 7和R8，更将整个产品线扩大到600马力。 .所有模块都采用480 V交流电供电，同时亦支持230V和690 V交流电。面板制造商，系统集成商和原始设备制造商可按需选购他们需要的零部件。 这些采用模块采用的是IP 20防护外壳的模块，本质上就是不带驱动器盖子，导线框，键盘，键盘附件，以及文本资料等的ACS800-U1标准驱动器。这样，OEM和系统集成商只需购买他们实际需要的部分。该模块还十分地节省空间；公司指出，R6是市场上体积最小的200马力驱动器。
www.abb.us/drives
ABB，自动化产品，低压驱动器
闭环矢量驱动器
有多种设计配置方案的西门子Sinamics G120型驱动器，可适用于1 / 2至125马力的各种电机。驱动器内含EN 60204安全功能，包括安全扭矩停车，安全停止1 ，安全限速和安全制动控制。内置式数学和逻辑模块设计可帮助用户节省一台PLC。该型号变频器还配置有再生电源模块，可以使线路的整流电能得到再利用，从而节约能耗并可以省去脉冲式电阻器和制动斩波器。T对控制箱和冷却系统的要求也有一定程度上的降低，可通过Profibus和Profinet进行通讯。
www.siemens.com/sinamics-g120
西门子能源与自动化集团
紧凑型电流向量驱动器
安川电机美国公司的V1000系列交流驱动器可以为功率范围从1/8马力到25马力的电机提供V/F控制，开环电流向量控制，PM开环速度控制以及简单闭环速度控制。V/F模式下的滑差补偿速度规定在±0.5 到 1%，而在开环向量模式下时的滑差补偿速度为±0.2%。其他的性能还包括：一个可远程安装的数字键盘，7个多功能的数字输入，三个多功能的数字输出，一个可编程C型输出触点，两个可编程开路集电极输出，一个模拟监控输出以及RS-422/485 Modbus的通讯方式。
www.yaskawa.com
安川电机（美国）公司
575V 驱动器
AutomationDirect公司的GS2变频交流驱动器的驱动范围为1到10hp，内置适合于电机速度控制的575V交流模块、动力制动装置，PID编程器和一个可移动式键盘，可通过数字键盘或者RS-485端口进行驱动参数配置。该设备安装有一个可编程模拟输入，六个可编程数字输入，一个可编程模拟输出和两个可编程继电器输出。用户可以在标准键盘上设置速度、启动及停止驱动器，以及在运行过程中对特定参数进行监控。
www.automationdirect.com
AutomationDirect 公司
新的VFDs加入产品线
保德电子公司的变速交流驱动器已有新的产品加入，包括VS1SP无传感器矢量驱动器和VS1GV闭环矢量驱动器。基于H2技术平台，它们的目标都针对于对电压的变化、功率或性能等级要求非常苛刻的应用场合上。其特点为编程方便、操作简便。115V交流模块最高可用在3hp的电机上，230V交流模块可以用于60hp，而460V和575V的产品则可用于125hp。V*S1微型驱动器同样也是新产品，可以用于1/2到10hp的电机上，而VS1PF驱动器的适用范围为5到700hp，常用于泵机和风机产业中。
www.baldor.com
保德电机公司
适用于高压交流应用的套件驱动器
丹佛斯驱动的VLT高压交流组合驱动器可用于电控旁路（ECB）和 机电旁路（EMB）。ECB套件允许用户对于高级的旁路控制特性（包括自动旁路，高级防火旁路）通过驱动器键盘自行进行编程，在驱动器与旁路间并行运行许可命令而对于旁路操作进行串行控制。EMB套件特别适用于那些更喜好传统的选择开关及辅助设备的用户。整套设备提供更为优良的保护，操作时，通过旁路上24Vdc开关模块供电。接触器可在相当苛刻的条件下工作，而驱动器在输入电压只有额定值的70%或者丢失一个输入相位时，可以通过降低输出值来维持工作。
www.danfossdrives.com
丹佛斯驱动公司
紧凑型VFD，更强扭矩
三菱电机自动化的E700型 VFD其实与E500型区别并不大，只是E700在0.5 Hz下为一个120:1的开路速度范围提供了两倍于E500的扭矩；同时，E700与比它更大的F700，A700驱动器一样，采用了Modbus RTU通讯选项，一个专门用来通过与电脑连接进行设置、诊断和远程操作或是使用键盘和显示设备的专用USB端口；以及，采用了“书架式”安装方式使设备间密和无隙。当然，DIN导轨式安装也仍然是可行的。
www.meau.com
三菱电机自动化
紧凑型即插拔驱动器
SEW-Eurodrive公司的Movitrac B驱动设备的特点是单一模块的设计及多功能扩展选项，包括一个插拔式键盘和设置及诊断通讯模块。该设备与EtherNet/IP，Profinet，DeviceNet，Profinet，DeviceNet，Profibus，Interbus，CANopen以及Ethernet Modbus TCP/IP相兼容。其动作和逻辑控制模块可以通过该公司的Movi-PLC软件使用IEC61331语言进行编程。一个五位数的LED屏可以显示许多参数。
www.seweurodrive.com
SEW-Eurodrive