EM303B系列变频器与空压机永磁同步应用

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
n 额定负载条件下，0.1秒任意加、减速，自动限流，自动稳压，保证控制
n 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
n 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
双CPU，电流环周期：125us
单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
n 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）。
n 按IPD流程，提高了产品的可靠性（IPD：集成产品开发）
n 以市场需求为导向，开发满足客户需求的产品
n 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
n 中大功率变频器可靠性提升—减少客户后顾之忧
n 中大功率变频器成本高，影响大，提高可靠性意义重大
n EM303B-90kW~200kW全新设计了主回路和结构
Ø 优化风道设计，对粉尘等恶劣环境的适应性增强
Ø 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
Ø 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
Ø 体积明显减小，使客户能在有限空间内安装更多的变频器
Ø 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
n 双CPU，运算速度更快，电流环控制速度提升4倍
n 软件经过全面测试，产品稳定性明显提升
n 算法升级，控制性能极大提升
Ø 快速加、减速能力提升
Ø 低频带载能力提升
Ø 稳速精度提高
Ø 转速跟踪能力提升
Ø 自动抑制冲击性负载，控制电机连续运行能力加强
n 三防漆工艺改进、风道优化等措施，环境适应性增强
n 充分的抗扰性测试验证，抗干扰能力增强
n 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：
n 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。
n 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：
n 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
n 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
n 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
n 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

Ø 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
Ø 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

已量产：380V，0.75kW~90kW
0.75kW~75kW变频器尺寸与EM303A系列相同
90kW及以上功率，与EM303A同功率产品尺寸不同
110kW~200kW，小批量供货时间：本年度9月底

EM303B产品外形尺寸：

十六、产品服务—供货及时、服务快速
沈阳、石家庄、武汉、无锡、成都、深圳，6个区域库存中心，保障供货周期1-3天，8个区域服务中心，21个办事处级服务网点，全国15家联保中心（已投入运营6家，规划中9家）