变频调速的新概念—Comp—AC

1 引言
随着工业领域对交流传动技术和产品的要求不断提高，各种控制方式的变频器都在不断的改进生产工艺，提高和增加控制功能，以适应更广泛的生产过程中不同需要。ABB集团的Comp-ACÔ变频器就是为适应这一市场需求而面世的。
2 Comp-ACÔ概念
Comp-ACÔ是ABB集团在全球交流传动领域里发布的一个新的概念，又称部件传动。它认为变频器从问世到现在，已有几十年的历史了，在不断发展大功率高电压的应用领域的同时，小功率变频器的制造技术日臻成熟，小功率变频器作为一种产品，应当象普通的开关，接触器，继电器等简单的电气元件一样具有使用简单，安全方便，安全可靠的基本性能。结合当前遍布世界的先进的电子商务以及ABB集团全球性的技术支持和服务网络，从而最大限度的满足用户的需求。这也是ABB集团多年变频器生产经验和先进的生产制造工艺的体现。
遵循Comp-ACÔ的理念，您完成一项传动任务会变得非常简单：利用网上查询和订购热线，用户可以很快选择订购变频器，使用信用卡即可付款并在数小时之内本公司即可发货。真正体现了订货方便，交货快捷，付款方式方便灵活的特点。
Comp-ACÔ系列变频器具有完整有效的技术支持体系和技术服务体系。在选型或确定技术方案时，如果需要本公司的支持，您马上就会得到相关的技术解决方案和适合的传动产品选型。
按照Comp-ACÔ系列变频器所提供的简明的示意图和安全操作指导。用户可以很快将变频器投入使用。ABB在全球范围内的技术支持和保修服务可以最大限度地帮助用户解决有关的使用问题。所以这一系列变频器一经推出，已经有几十万台的使用记录了。
3 产品概况
3.1 Comp-ACÔ包括的产品系列型号有：
ACS100系列，ACS140系列，ACS400系列三种。
3.2 综合电气指标：
功率范围：0.12kW~37kW
输入电压：220V~480V（单相或三相）±10%
频率范围：48Hz~63Hz ±2%
输出电压：220V~480V（三相）
输出功率：0~300Hz 功率因数：>0.98
过载能力：1.5×I2N（1:10负载率）
开关频率：4kHz，8kHz，16kHz
环境温度：0~40℃（50℃）
三个系列变频器各有其特点，详细指标在后面附表里列出，供读者参考。
3.3 传动模块的性能特点
体积小，重量轻，安装方便Comp-ACÔ变频器的一般功率密度达到1.2kW/Dm3与传统变频器相比，体积减小36%，重量减小27%除有壁挂式安装，镶嵌式安装，标准DIN导轨式安装方式外，又增加了无散热器变频器系列，使变频器的应用更灵活，尤其适用于OEM配套选型。
* 功率范围宽
Comp-ACÔ系列变频器的功率范围在0.12kW到37kW之间。满足了大多数小型交流异步电机的调速要求。按不同的需求，用户可以选择不同的系列和型号来适应单相输入或三相输入，对电网电压可以适应的范围是单相或三相220V到三相480V。
* 预置多种应用宏
为确保现场的快速调试，Comp-ACÔ变频器预置了多种应用宏。只需改变一个简单的参数，相关应用宏的所有参数和控制方式即自行改变。
典型的应用宏包括：工厂应用宏，ABB标准宏，交变应用宏，电动电位器应用宏，手动自动应用宏，PID应用宏，预磁通应用宏，泵和风机控制应用宏。这些应用宏为用户提供了方便的使用性能。
* 高精度的速度控制
为确保生产质量，可重复性是Comp-ACÔ成败的关键因数之一。Comp-ACÔ系统响应速度快，控制精度高，且重复性非常稳定。在相当苛刻的工业环境中，不仅要求装配相当可靠的传动设备，定位准备也是重要条件之一。所以，它非常适合在材料加工和包装线上使用，也适用于纺织印染，制浆造纸，印刷，塑料加工，传送带，搅拌，通风，泵类等场合应用。
* 优化的设计组合
Comp-ACÔ具有加快工程安装和设计调试进度等几个特点：借助控制盘的上装和下装功能，传动之间的参数可以很容易地拷贝。控制盘配置菜单结构清晰，简单易学。多数情况下不需要控制盘。
Comp-ACÔ小型化和多种安装方式，使得它与原有设备的组合安装非常容易。它的控制接口能适应任何一种控制逻辑。数字和模拟输入电路均是电隔离的，既安全，又节约。
* 远程控制及串行通讯
除了操作盘的本地控制，Comp-ACÔ还可以接受外部设备的远程控制。通过串行通讯和MODBUS现场总线，Comp-ACÔ同样适应集中控制的通讯要求。
* EMC兼容设计
Comp-ACÔ系列变频器遵守欧洲联盟的EMC（电磁兼容）标准，具有CE标志。为了减少电磁干扰和噪音，可以选装EMC滤波器和输入输出电抗器。这些可以使Comp-ACÔ系列变频器更好地适应民用环境和工业环境的不同要求。
3.4 丰富的可选件
* 控制盘：
Comp-ACÔ有两种控制盘：
“ACS100-PAN”使用于ACS100/140/400变频器
“ACS-PAN-A”只使用于ACS400变频器
控制盘可以完成对所有Comp-ACÔ变频器的应用控制功能。包括参数设定修改，故障记录观察，本地和远程切换，编程，拷贝等功能。
控制盘是可拆卸的，内多种语言，以适应不同用户的需要。通过盘面的LCD显示窗口及操作按钮，提供完善友好的人机对话界面。
* 控制盘电缆组件：
控制盘离开变频器进行安装时，随设备提供成套的安装组件和连接电缆。成套安装组件保证控制盘在柜体门板或操作台面板上达到IP65的防护等级。
* 标准制动单元和斩波器：
为了加快的制动过程，Comp-ACÔ变频器配备了全系列制动单元和斩波器。在结构上又分为两种：
制动单元是将制动斩波器和制动电阻集成在一起的整体结构，设计合理，安装方便。最大制动功率达到短时30kW。
另一种结构只是制动斩波器。由用户根据现场对制动的要求自行配置制动电阻。
* 输入和输出电抗器：
输出电抗器可以降低电机供电回路的容性电流和电压的反射作用。如果电机的电缆较长，超过了标准长度时就需要使用输出电抗器。一般来说，附加电抗器后的电机电缆可以达到标准长度的1.5倍。ACS100，ACS140系列的电缆长度可达150米，ACS400系列的电缆长度可达300米。
带输出电抗器时装置的最大开关频率为4kHz。
当电网质量不好时，应当选用输入电抗器。这样可以消除变频器因电压尖峰而造成的故障，同时还可以减少线侧谐波，从而保护了连接在同一电网上的敏感元件。要注意的是Comp-AC系列中的ACS400变频器已经内含了电抗器。
* 灵活的现场总线控制：
ABB交流传动装置可与多种主要的自动控制系统相连接。这是通过采用现场总线协议和ABB自己的集散式传动通讯系统（DDCS）实现的。DDCS采用高速光纤进行数据传输，具有极佳的抗干扰能力。ABB提供多种现场总线适配器，用户可以方便地与任何自动控制系统配套使用，而不必顾及传动设备的型号差异。
Comp-ACÔ使用了现场总线控制方式，极大地提高了生产现场的灵活性。主要表现在：
传动控制方面：传动控制字（16位）提供了许多功能如起动、停止和积分发生器。典型的设定值，如速度和转矩可以以15位精度传给传动装置。
传动监控方面：输出频率，电机电流，电网输入电压，变频器输出电压，电机功率，给定信号，实际信号等电气量都可以被监控，并为生产过程提供控制和监视数据。
传动故障诊断方面：可靠和准备的故障诊断信息可以通过报警和故障字获得，这样可以减少传动的停机时间和停产时间。
传动参数管理方面：生产线上的所有传动都可以通过简单的读/写功能来完成参数的设定和下载。
现场总线采用简单的双绞线替代过去传统的控制电缆，减少安装和工程工作量，降低了成本，提高了可靠性。
专用的ACS140 RS485/232适配器，可以将几个ACS140变频器连接成Modbus控制网络。
ACS400变频器具有标准Modbus接口。当使用DDCS可选通讯模块后，ACS400可以连接常用的多种现场总线。例如Profibus, Modbus, Modbus Plus, Devis NetCS31, AF100等等。DDCS协议的通讯速率达到4Mbit/s。
* 软件工具：
Drive Window Light软化是Comp-AC设置和控制的专用软件工具。它适用于Win95, Win98, WinNT。Drive Window Light软件即可离线又可在线操作，并且没有额外的PC硬件要求。
Drive Window Light软件使用PC机的RS-232/485端口，采用Modbus串行通讯协议。友好的界面，易于传输信号和控制变频器的功能，为Comp-AC提供了更多的灵活性和更好的可操作性。它还具有编程，监视，查错和维修的功能。尤其是它的故障记录功能，不仅能记录瞬间发生的故障，而且还能给出故障原因，为快速排除故障，提供了非常好的环境。另外它还是一个优秀的培训软件。Drive Window Light软件适用于Comp-AC系列的ACS140和ACS400。
4 综合技术参数
* 电源
电压：单相和三相，200~240V±10%（ACS100，ACS140）三相380~480V±10%（ACS100，ACS140）
频率：48~63Hz 功率因数：大约0.98
* 电机
电压：三相，0-USUPPLY
频率：ACS 100/140：0~300Hz，ACS 400：0~250Hz
连续负载能力（最大环境温度40℃恒转矩应用）：额定输出电流I2。
过载能力（最大环境温度40℃）：
恒转矩1.5×I2N，每十分钟允许一分钟
恒转矩1.25×I2N，每十分钟允许二分钟
短时工作制，间歇性或周期性负载的负载能力，可根据需要提供相应数据。
开关频率：ACS100/140：标准为4kHz，低噪音8kHz，静音16kHzNew
ACS400：标准4kHz，低噪音8kHz
加速时间：0.1~1800s 减速时间：0.1~1800s
* 可编程控制连接
两个模拟输入（ACS100只有一个）：
电压信号：0 (2) ­- 10V，200k单端
电流信号：0 (4) ­- 20mA，500W单端
电位器给定：10V±2%Max. 10mA，1kW~10kW
相应时间：60ms 分辨率：0.1% 精度：±1%
ACS140/400有一个可编程的模拟输出：0 (4) &shy;- 20mA，负载<500
辅助电源：12VDC，最大100mA，ACS400为24V，最大250mA。
五个可编程的数字量输入（ACS100只有三个）：
12V...24VDC，使用内部或外部电源，PNP和NPN逻辑均可。
ACS100中，ABB标准型，3-线型和交变型
输入阻抗：1.5kW 相应时间：9ms
两个可编程的继电器输出（ACS100仅有一个故障继电器输出）：
分断电压：12~250VAC或最大30VDC/0.5A
最大连续电流：10mA~2A
盘或外部控制的串行通讯口：Modbus协议
* 环境要求
环境温度：输出电流=I2，fswitch=4kHz：0~40℃
ACS100/140：
Iout=0.8（I2，fswitch=4kHz：40~50℃
Iout=I2， fswitch=8kHz：0~30℃
Iout=0.9（I2，fswitch=8kHz：0~40℃
Iout=0.75（I2，fswitch=16kHz：0~30℃
ACS400：
Iout=0.9（I2，fswitch=4kHz：40~50℃
Iout=0.8（I2，fswitch=8kHz：0~40℃
* 海拔高度：Iout= I2：0~1000米
在海拔1000米~2000米之间，每升高100米输出电流降低额定电流的1%。
相对湿度：低于95%（非凝结）
* 保护等级：IP20，ACS400为IP21或IP54符合标准：
电压指导73/23/EEC及修订版
EMC指导89/336/EEC及修订版
质量保证体系ISO9001和ISO14001CE，UL，ULc和C-Tick认证
5 结束语
综上所述可以看出Comp-AC系列变频器的调速性能稳定，过载能力强，低速力矩大，使用效果非常明显。它能够减少对电机和机械系统的冲击；可以根据生产过程的需要平滑调节电机转速。附加的输入滤波器可以减少对电网的污染，输出滤波器可以改善电机的运行性能，多种应用宏，方便的安装方式，优异可靠的工作性能，灵活的配置和完善的保护功能，使Comp-AC系列变频器成为深受用户信赖的品牌。