交流驱动器趋向高效、模块化设计

趋势 现场可配置I/O点 模块化电源结构 更容易安装，启动 高功率密度 固有的节能

本文包含在线独家产品和在线额外与交流驱动器的进一步信息。

不管你叫它们ac可调速驱动器(asd)——大多数人喜欢的名字——或者使用其他标签，比如变速驱动或变频驱动器,或变频器正如国际社会所喜欢的那样，asd在一个关键方面表现出色:对交流电机的控制能力越来越强。根据驱动的复杂性，它可以控制扭矩以及速度，以匹配直流驱动性能。电动机的可调速运行为越来越多的应用带来了节能的内在好处。

为了衡量这一领域的趋势，控制工程和里德研究集团——两者都是里德商业信息的一部分www.reedbusiness.com-通过电子邮件/网络调查询问订户对交流调速驱动器的看法和偏好。这里展示的精选结果是基于2003年5月收到的276个用户的完整回复，这些用户评估、指定、推荐、安装和/或购买了交流驱动器。其中，60%是为了满足厂内需求，23%是为了OEM(转售)，17%是两者兼而有之。

对84%的受访者来说，开环(V/Hz)控制仍然是交流驱动器的压倒性选择(去年为91%)，无传感器矢量控制占40%(2002年为44%)，闭环矢量控制占37%(42%)。[括号内的百分比指的是2002年的调查。]各种产品功能是ASD用户的选择标准。被评为“非常重要”的前三大功能是:控制/设置简单(70%，2002年为65%)，操作界面方便(53%，56%)，定价方便(52%，48%)。受访者的选择还基于性能特征(见表)。

91%的受访者表示，可调速驱动器在很大程度上仍是独立应用的;44%的人表示他们的自闭症谱系障碍是联网的。在网络驱动器中，84%使用4-20 mA, 73%使用0-10 V, 63%使用以太网TCP/IP。DeviceNet占61%，Modbus占42%，Profibus-DP占37%。预计未来12个月的使用率会更高，尤其是以太网、DeviceNet和Profibus。

42%的受访者(比2002年的24%有相当大的增长)表示，他们明年的交流驱动购买量将会增加，而6%(3%)的受访者预计购买量将会下降。预计购买量的平均增幅为36%(26%)。调查结果显示，在过去的12个月里，每个受访者购买了52个asd，平均花费62,000美元。

没有革命

鲍德电气公司(Baldor Electric Co.)的传动产品经理罗迪•耶茨(Roddy Yates)对交流调速传动的看法是，发展没有多大变革。“对更小驱动器的追求仍在继续，对更强大的应用程序和安装工具的追求也在继续，”耶茨说。他指出了一种趋势，即可以轻松地对驱动器的内部I/O连接进行现场重新配置，以用于更通用的应用，例如，减少预设参数的数量并将其重新分配为警报。

耶茨还注意到用于驱动控制和监控的总线通信的增长。“在工业领域，一些传统的通信总线正试图转向以太网连接。关于以太网在工业控制方面不够确定或不够安全的批评似乎正在消退，因为以太网连接可以在工厂车间使用，”他补充道。

罗克韦尔自动化的产品经理Corey Morton提到了模块化设计和多种产品之间高水平通用性的需求。高性能驱动技术可以提供这些属性，以降低成本和竞争。通用性在整个交流驱动器家族可以包括编程，操作界面和通信功能。Morton表示:“oem和最终用户需要能够降低安装、库存、维护和培训成本的组件。

ABB不断出现与驱动开发和用户需求相关的五个关键因素。根据ABB产品营销总监Mark Kenyon的说法，它们是:1)简单的控制/设置，2)可编程性，3)方便的操作界面，4)EMI/RFI/谐波，5)现场总线连接。控制工程的调查证实了这些因素的重要性，项目1和3特别显示为用户最想要的交流驱动器的前两个一般功能(见上文)。

Kenyon解释说，软件工程师通过明智地限制用户访问最新微处理器提供的大量参数中的“需要什么与可用什么”，来帮助简化驱动器控制。“引导用户完成启动过程并在必要时提供在线帮助的调试工具正在成为新的‘流行语’。”

新驱动器的编程灵活性允许用户定制一个硬件平台，以适应许多应用程序。ABB表示，为了简化使用，将类似PLC的功能集成到驱动器固件中可以消除单独的PLC组件。

西门子能源与自动化公司注意到的趋势包括技术升级，通用(GP)驱动器现在提供闭环矢量控制和扭矩控制作为“标准”。GP驱动器产品经理Rudy Hauser表示，向高性能领域的移动包括将运动控制功能作为“标准”产品组合的系统驱动器。驱动器的物理尺寸继续缩小，同时保持线路甚至提高环境温度耐受性。Hauser说:“我们提供的产品可以达到122°F(50°C)的温度。

西门子还看到了简化驱动器启动和调试功能的增长。许多驱动器附带一个编程“宏”来指导用户启动。Hauser还提到了新驱动器的附加功能，允许用户“重新连接”内部信号以定制驱动器要求。

交流驱动的性能特点受到用户的重视
(选择“非常重要”或“重要”的受访者百分比)

	2003	“02	“01
	调查一年
*- 2001年调查结果并非如此。在2001年的调查中，受访者可以选择五个级别的重要性。 来源:Control Engineering 图片由GE工业系统公司提供
三元组操作	90%	91	70
转矩控制	86	84	68
动力制动	80	76	51
零速控制	77	70	44
驱动器与电机之间的距离	76	76	57
无传感器矢量控制	70	67	＊
磁链矢量控制(闭环)	69	66	41
行再生	69	66	38

ASD的产品

欲了解更多厂家，请访问www.globalelove.com/buyersguide。对于系统集成商，请参阅www.globalelove.com/集成商。要获取免费的供应商信息，请使用提供的“输入”号码，网址为www.globalelove.com/freeinfo。

独家:V/Hz或无传感器驱动扩展功率

PowerFlex 700H交流驱动器，现在扩展到350马力(250千瓦)在400和480伏，采用模块化设计，增加了可靠性。用户可以很容易地配置驱动器开环V/Hz或无传感器矢量控制。为了增加灵活性，标准I/O选项包括24或115 v数字加模拟I/O点。包括DeviceNet、ControlNet和EtherNet/IP等网络选项，以帮助将PowerFlex 700H集成到制造过程中。Allen-Bradley DriveExecutive和DriveTools SP软件简化了编程、配置、监控和故障排除。www.rockwellautomation.com罗克韦尔自动化

驱动特点:安装方便

ABB的新型低压ACS 800驱动器被称为业界最窄的宽度，设计成书架式。驱动宽度范围从6.5英寸。对于低功率单位高达13.78英寸。对于一个独立的600马力的单位!ACS 800现在提供NEMA 1或NEMA 12机箱，不带降额，提供230-690 V的电源电压。用于独立式驱动器(150-600马力)的外壳很容易适应深，窄的空间或宽，浅的空间。电源线连接到一个单独的底座上，用螺栓固定在地板上，进一步简化了安装。一旦布线完成，驱动器(内置轮子/脚轮)就会在基座上滚动并锁定到位。www.abb.com/motors&drivesABB自动化技术

逆变器封装缩小70%

15J系列(如图所示)和15P逆变器的额定功率最近在460 V时增加到10 hp，在230 V输入时增加到5 hp。这些新型逆变器提供数字开环(V/Hz)交流电机控制，其封装据说比葆德以前设计的类似额定功率小70%。10马力的单位被认为是特别紧凑。NEMA 1外壳允许将驱动器安装到机械上，而无需额外的机柜空间。系列15J和15P在全球有货。www.baldor.com保德电气公司

独家:“世界首创”技术减少dv/dt效应

据报道，“世界上第一个”3级电源架构技术首次亮相安川的新型G7交流驱动器，用于管理IGBT功率开关器件的有害电压开关(dv/dt)效应。Yaskawa说，该技术的dv/dt水平是传统PWM驱动器的50%，解决了工业工厂中主要的安装和可靠性问题，包括电机和驱动器之间的长电缆长度、感应轴轴承电流、EMI/RFI辐射、共模电流、可听噪声和浪涌电压。由于问题的原因减少了，因此消除了昂贵的外围滤波器和其他变通方法。www.yaskawa.com安川电气美国公司

微驱动器节省能源，安装空间

最近推出的AF-300迷你变频交流驱动器提供了其他GE微型驱动器以前没有提供的功能。它的节能模式使用简化的动态转矩矢量控制来模拟在所有速度下所需的励磁电流，以降低能耗。据说这一特性在低成本交流微型驱动器中是独一无二的。AF-300 Mini允许冲水并排安装驱动器，以节省面板空间，不像竞争单位需要清除两侧。预测性维护告警当冷却风扇或内部直流链接电容器接近其指定的磨损寿命时，允许自定义接线到指示灯或PLC发出信号。微驱动器的另一个不同寻常之处是内置的动态制动模块，它消除了外部布线。www.geindustrial.comGE工业系统

独家:多功能封闭驱动器通信

新的58M系列封闭式Square D调速驱动器提供抗电压降，最新的通信功能(包括以太网连接)和其他增强选项。这些驱动器提供高达500马力的额定功率，并且可以配置以符合半导体行业的SEMI F47电压凹陷要求。封装在NEMA 1, NEMA 12，集成，或“隔离”外壳墙或地板安装，58M驱动器可以选择一个可选的增强型门安装显示中心。功能特性包括工业额定控制操作器，断路器断开，全额定隔离和旁路接触器，地震认证，线路电抗器，电机保护滤波器以及公司的PowerLogic电源监控。www.squared.com施耐德电气

低功率逆变器采用单相电源

新推出的北美，西门子的Sinamics G110是一个紧凑的，低功率的交流驱动变频器，用于低成本，大批量的市场。Sinamics G110使用单相线路电源，在1/6-4 hp范围内为三相电机提供平稳，连续的速度控制。额定输入电压为200-240 V，这些驱动器将该公司的MicroMaster MM410系列的范围增加到4马力。Sinamics G110有三种框架尺寸，并具有机械/功能选项，具有更大的灵活性。G110包括节省空间的平板风格，加上使用串行或模拟输入的设定值控制版本。快速连接终端，无需拆卸盖板即可轻松安装。www.sea.siemens.com西门子能源与自动化

在线额外产品

上网
东芝先进的磁通矢量G7驱动器可在460伏时高达350马力;至60马力在230伏;在600伏输入时输出300马力。它提供了最大的可用通信接口选择之一。据说，G7驱动器可以轻松集成到整体控制系统中，使用户具有广泛的信息访问和控制能力。选项包括Profibus、Modbus、Metasys、Modbus Plus、以太网(Modbus TCP/IP和以太网I/P)、DeviceNet和toline F10和S20 PLC网络的矢量反馈支持和接口。所有驱动器数据都是可访问的，大多数单元都是可现场升级的。G7驱动器也可以由基于微软windows的软件控制，或者对于PDA用户，Palm Pilot软件可以进行驱动器编程。
东芝国际公司

独家

紧凑的无传感器矢量驱动
专为低马力应用(1-10马力在480 V输入;0.5-7.5 hp (240 V)，新推出的MVX9000调速驱动器使用微处理器进行三相交流电机的无传感器矢量控制。矢量控制允许操作员在没有编码器反馈的情况下密切监控驱动器速度。MVX9000具有多个I/O配置，两个模拟输入和PID设定点和反馈控制。它也可以编程，以满足各种行业的需求，包括暖通空调，机床，制造或商业应用。该驱动器符合NEC, NEMA和IEEE标准。
伊顿/ Cutler-Hammer

VFD具有严重的节能重点
FR-F500系列变频驱动器(VFD)由额定5至75马力在240伏交流(通过600马力在480伏)的单位。一个最佳的励磁电流控制程序提高电机效率在低转矩条件下典型的泵和风扇应用通过修改基本的可变电压控制模式。此外，二阶减速转矩模式使输出电压低于固定转矩模式的水平。这通过匹配电机输出与风扇的二阶减速负荷来节省能量。其中值得注意的特性是设置参数的两种模式，其中简单模式仅显示基本参数。RS-485通信和参数复制功能集成到标准显示面板。驱动器维护简化了可移动的终端连接器和可更换的风扇盒。
三菱电机自动化有限公司

以太网卡连接驱动器到控制器
GS-EDRV是来自AutomationDirect的以太网接口卡，可在该公司的GS2交流驱动器和具有Modbus TCP/IP功能的控制系统之间实现高性能以太网链路。安装在din导轨上的卡将驱动器连接到以太网集线器或PC。GS-EDRV对驱动器的输入信号进行处理，使其符合以太网标准，然后将信号传输给控制器。另一方面，接口卡接收和翻译来自控制器的输出信号，并将信号发送到驱动器。GS-EDRV接口卡售价200美元。
AutomationDirect

高滑移制动减少电机停止时间

3G3RV交流逆变器具有新的高滑移制动功能，适用于间歇制动应用，可在不使用制动电阻的情况下将电机停止时间缩短33%。另外，静态自动调谐功能消除了旋转电机来确定和设置参数的需要。它补充了3G3RV的标准旋转自动调谐功能。
新的逆变器的大小为0.5-150马力范围在230伏交流和0.75-500马力在460伏交流输入。欧姆龙在驱动器中内置了RS-485/422 Modbus通信协议;DeviceNet和Profibus可选卡。可移动端子条简化了安装和维护布线。3G3RV的冷却风扇在不需要时自动关闭，延长风扇寿命。可拆卸的风扇设计简化了风扇在需要时的更换。3G3RV交流逆变器适用于转换应用以及电梯，绕线机，输送机，工艺线和冲床中的电机控制。3G3RV的标价起价为950美元，该驱动器已经有货。
欧姆龙IDM控制

在线额外补充2003年8月产品焦点文章“交流驱动器”

2003年5月对《控制工程》订阅者进行的电子邮件/网络调查明确了他们对交流调速驱动器(asd)的看法。以下额外的结果是基于收到的276个用户的完整回复，这些用户评估、指定、推荐、安装和/或购买了交流驱动器。

水泵、风扇和鼓风机是asd最受欢迎的应用，有50%的受访者表示，其次是装配/输送线和物料搬运设备，分别有45%和28%的受访者表示这类应用。这些应用程序的顺序与2002年的调查没有变化，百分比值也非常相似。
制造工厂使用的交流驱动器的大小是调查问卷的一部分。根据81%的受访者，在下表的尺寸分布中，1至5马力(0.75-3.75千瓦)的范围是最常用的。事实上，调查结果表明，所有自闭症谱系障碍的大小范围在被调查者中被广泛使用。此外，在过去两年中，每个驱动器大小的使用量没有发生重大变化。

正在使用的交流驱动器的大小
(表示使用的受访者百分比)

调查一年

马力	2003	“02	“01
最多1个	55 ％	51	54
1至5	81	77	78
6 - 10	53	59	58
11 - 2	44	49	50
21 - 5	51	48	50
/ 5	35	35	41

里德研究集团(Reed Research Group)的韦恩·古德罗(Wayne Goodreau)也对本文做出了贡献。

其他供应商视图
在ABB公司的自动化技术(https://www.abb.com/motors&drives)，交流调速驱动器开发和用户要求的其他关键因素包括方便的操作界面和EMI/RFI/谐波。

“只提供数字键盘或使用晦涩的编码来操作交流驱动器的日子几乎不存在。ABB产品营销总监Mark Kenyon表示:“今天的驱动器提供多达15种外语的完整图形显示。最新的操作员界面采用类似手机的技术进行直观操作，可配置显示实际信号，从而消除了对其他仪表的需求。”

由于内置滤波器现在更常见，交流驱动器可以减少传导和辐射EMI/RFI排放，允许驱动器安装在几乎任何设施中，而无需担心电气干扰。“此外，工业用户正在向他们的商业兄弟学习，并寻找今天的驱动器，以减少谐波失真，而不需要昂贵的外部扼流圈或滤波器。使用交流线路电抗器和直流母线扼流圈-通常在商业交流驱动器中指定，在工业交流驱动器中变得越来越普遍，”Kenyon说。

ABB还提到了用户对“软”产品的兴趣，而不是购买交流驱动器。“用户要求免费的测试和评估并不罕见。“如果他们喜欢这款车，他们就会保留它并支付发票。如果他们不喜欢这个设备，他们会免费退回。”

西门子能源与自动化(https://www.sea.siemens.com)指出，随着最新的交流变频器，整体服务和产品也在不断扩大。通用驱动器的产品经理Rudy Hauser提到了各种与电源相关的选项，例如专门为驱动器设计的线路电抗器，以及简化编程和监控的软件包。

调试产品的简单趋势的一部分，西门子工厂预编程驱动器的典型操作，四极电机，双线停止/启动和速度锅设定点控制。对于许多应用程序，“对于那些想要‘开箱即用’的人来说，这完全消除了编程，”Hauser说。
至于灵活性趋势，西门子最近的MicroMaster 4系列交流驱动器包括在MM440模型中访问逻辑编程和数学功能，具有无传感器矢量控制。这种能力曾经需要使用PLC。另一种型号，变扭矩额定MM430驱动器(工业泵/风扇产品)，提供工厂安装的“控制功能”，用于泵分级协调和旁路控制操作。

名字里有什么?
不，你没有发现印刷错误。
在这篇产品焦点文章中，来自竞争制造商东芝国际公司和安川电机的两种交流调速驱动器设计采用了相同的“G7”产品名称。在看似无限可能的工业产品命名世界中，这确实是不寻常的。

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