變頻器選型原則

1、變頻器選型原則隨著變頻調(diào)速技術(shù)的成熟,控制芯片和模塊的硬件水平不斷提高,變頻器成本的不斷下降。 這就使得變頻器的應(yīng)用也就越來越廣泛, 和其它調(diào)速方式相比, 變頻調(diào)速以其極高的性價比得到 了普遍認可,成為電機調(diào)速領(lǐng)域的主力軍。2 負載分類變頻器的正確選擇對于控制系統(tǒng)的正常運行是非常關(guān)鍵的。 選擇變頻器時必須要充分了解變 頻器所驅(qū)動的負載特性。 人們在實踐中常將生產(chǎn)機械分為三種類型 : 恒轉(zhuǎn)矩負載、 恒功率負載和 平方轉(zhuǎn)距負載。2.1 恒轉(zhuǎn)矩負載負載轉(zhuǎn)矩 T L 與轉(zhuǎn)速 n 無關(guān),任何轉(zhuǎn)速下 T L 總保持恒定或基本恒定。例如傳送帶、攪拌機, 擠壓機等摩擦類負載以及吊車、 提升機等位能負載都屬于恒

2、轉(zhuǎn)矩負載。 變頻器拖動恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的 負載時,低速下的轉(zhuǎn)矩要足夠大,并且有足夠的過載能力。 如果需要在低速下穩(wěn)速運行,應(yīng)該考 慮標準異步電動機的散熱能力,避免電動機的溫升過高。2.2 恒功率負載機床主軸和軋機、造紙機、塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機、 開卷機等要求的轉(zhuǎn)矩, 大體與轉(zhuǎn)速 成反比, 這就是所謂的恒功率負載。 負載的恒功率性質(zhì)應(yīng)該是就一定的速度變化范圍而言的。 當 速度很低時,受機械強度的限制, T L 不可能無限增大,在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。負載的恒 功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對傳動方案的選擇有很大的影響。 電動機在恒磁通調(diào)速時, 最大允許輸出轉(zhuǎn)矩 不變,屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速;而在弱磁調(diào)速時,最大允許輸

3、出轉(zhuǎn)矩與速度成反比,屬于恒功率調(diào)速。 如果電動機的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致時, 即所謂 “匹配” 的情況下,電動機的容量和變頻器的容量均最小。2.3 平方轉(zhuǎn)距負載在各種風機、水泵、油泵中,隨葉輪的轉(zhuǎn)動,空氣或液體在一定的速度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的阻力 大致與速度 n 的 2次方成正比。隨著轉(zhuǎn)速的減小,轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的 2 次方減小。這種負載所需的 功率與速度的 3 次方成正比。當所需風量、流量減小時,利用變頻器通過調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風 量、流量,可以大幅度地節(jié)約電能。由于高速時所需功率隨轉(zhuǎn)速增長過快,與速度的三次方成正 比,所以通常不應(yīng)使風機、泵類負載超工頻運行。3 變頻器的

4、選型原則和注意事項3.1 根據(jù)負載特性選擇變頻器。如負載為恒轉(zhuǎn)矩負載可選擇西門子 MMV/MDV,MM420/MM440 變頻 器, ABB 公司 ACS400系列變頻器等;如負載為風機、泵類負載可選擇西門子 ECO 、 MM430變頻 器, ABB 公司 ACS800系列變頻器等。3.2 選擇變頻器時應(yīng)以實際電機電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電機的額定功率只能作為參考。 另外, 應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波, 會使電動機的功率因數(shù)和效率變壞。 因此, 用變頻器給電動機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較,電動機的電流會增加 10%而溫升會增加 20%左右。所以在選擇電動機和變頻器時,應(yīng)考慮到

5、這種情況,適當留有余量,以防止溫升過高,影 響電動機的使用壽命。3.3 變頻器若要長電纜運行時, 此時應(yīng)該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響, 避免變頻器 出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一、兩檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。3.4 當變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電機時, 一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻 器的容許范圍內(nèi)。如果超過規(guī)定值,要放大一檔或兩檔來選擇變頻器。 另外在此種情況下, 變頻 器的控制方式只能為 V/F 控制方式,并且變頻器無法實現(xiàn)電動機的過流、過載保護,此時需在 每臺電動機側(cè)加熔斷器來實現(xiàn)保護。3.5 對于一些特殊的應(yīng)用場合,如高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率、高海拔高

6、度等, 此時會引起變頻器 的降容,變頻器需放大一檔選擇。3.6 使用變頻器控制高速電機時, 由于高速電動機的電抗小, 會產(chǎn)生較多的高次諧波。 而這些高 次諧波會使變頻器的輸出電流值增加。 因此, 選擇用于高速電動機的變頻器時, 應(yīng)比普通電動機 的變頻器稍大一些。3.7 變頻器用于變極電動機時, 應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量, 使其最大額定電流在變頻器的額 定輸出電流以下。另外,在運行中進行極數(shù)轉(zhuǎn)換時, 應(yīng)先停止電動機工作,否則會造成電動機空 轉(zhuǎn),惡劣時會造成變頻器損壞。3.8 驅(qū)動防爆電動機時,變頻器沒有防爆構(gòu)造,應(yīng)將變頻器設(shè)置在危險場所之外。3.9 使用變頻器驅(qū)動齒輪減速電動機時, 使用范圍受

7、到齒輪轉(zhuǎn)動部分潤滑方式的制約。 潤滑油潤 滑時, 在低速范圍內(nèi)沒有限制; 在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi), 有可能發(fā)生潤滑油用光的危 險。因此,不要超過最高轉(zhuǎn)速容許值。3.10 變頻器驅(qū)動繞線轉(zhuǎn)子異步電動機時,由于繞線電動機與普通的鼠籠電動機相比,繞線電動 機繞組的阻抗小, 因此, 容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象, 所以應(yīng)選擇比通常容 量稍大的變頻器。3.11 變頻器驅(qū)動同步電動機時,與工頻電源相比,會降低輸出容量 10%20%,變頻器的連續(xù) 輸出電流要大于同步電動機額定電流與同步牽入電流的標幺值的乘積。3.12 對于壓縮機、振動機等轉(zhuǎn)矩波動大的負載和油壓泵等有峰值負載情況下,如果按照電動機 的額定電流或功率值選擇變頻器的話, 有可能發(fā)生因峰值電流使過電流保護動作現(xiàn)象。 因此, 應(yīng) 了解工頻運行情況,選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器。3.13變頻器驅(qū)動潛水泵電動機時,因為潛水泵電動機的額定電流比通常電動機的額定電流大, 所以選擇變頻器時,其額定電流要大于潛水泵電動機的額定電流。3.14 當變頻器控制羅茨風機或特種風機時,由于其起動電流很大,所以選擇變頻器時一定要注 意變頻器的容量是否足夠大。3.15