如何選擇與負載相匹配的變頻器？

我們都知道，變頻器的正確選擇對于控制系統的正常運行是很重要的。選擇變頻器時(shí)需要充分了解變頻器所驅動(dòng)的負載特性。而人們在實(shí)踐中常將生產(chǎn)機械分為三種類(lèi)型: 恒轉矩負載、恒功率負載和風(fēng)機 、水泵負載。

 1.恒轉矩負載

負載轉矩TL與轉速 n無(wú)關(guān)，任何轉速下TL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(lèi)負載以及吊車(chē)、提升機等位能負載都屬于恒轉矩負載。變頻器拖動(dòng)恒轉矩性質(zhì)的負載時(shí)，低速下的轉矩要大，并且有很強的過(guò)載能力。如果需要在低速下穩速運行，應該考慮標準異步電動(dòng)機的散熱能力，避免電動(dòng)機的溫升過(guò)高。

2.恒功率負載

機床主軸和軋機、造紙機、塑料薄膜生產(chǎn)線(xiàn)中的卷取機、開(kāi)卷機等要求的轉矩，大體與轉速成反比，這就是所謂的恒功率負載。負載的恒功率性質(zhì)應該是就一定的速度變化范圍而言的。當速度很低時(shí),受機械強度的限制，TL不可能無(wú)限增大，在低速下轉變?yōu)楹戕D矩性質(zhì)。如果電動(dòng)機的恒轉矩和恒功率 調速的范圍與負載的恒轉矩和恒功率范圍相一致時(shí)，即所謂“匹配”的情況下， 電動(dòng)機的容量和變頻器的容量均小。

3.風(fēng)機、泵類(lèi)負載

在各種風(fēng)機、水泵、油泵中，隨葉輪的轉動(dòng)，空氣或液體在一定的速度范圍內所產(chǎn)生的阻力大致與速度n的2次方成正比。隨著(zhù)轉速的減小，轉矩按轉速的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(fēng)量、流量減小時(shí)，利用變頻器通過(guò)調速的方式來(lái)調節風(fēng)量、流量，可以大幅度地節約電能。由于高速時(shí)所需功率隨轉速增長(cháng)過(guò)快，與速度的三次方成正比 ，所以通常不應使風(fēng)機、泵類(lèi)負載超工頻運行。

變頻選型原則

1.選擇變頻器時(shí)應以實(shí)際電機電流值作為變頻器選擇的依據，電機的額定功率只能作為參考。另外應充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波，會(huì )造成電動(dòng)機的功率因數和效率都會(huì )變壞。因此，用變頻器給電動(dòng)機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動(dòng)機的電流增加10％而溫升增加約20％。所以在選擇電動(dòng)機和變頻器時(shí)，應考慮到這種情況，適當留有裕量，以防止溫升過(guò)高，影響電動(dòng)機的使用壽命。

2.變頻器若要長(cháng)電纜運行時(shí)，此時(shí)應該采取措施抑制長(cháng)電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠，所以變頻器應放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

3.對于一些特殊的應用場(chǎng)合，如高環(huán)境溫度、高開(kāi)關(guān)頻率（尤其是在樓宇自控等對噪音限制較高的應用場(chǎng)所使用時(shí)需注意）、高海拔高度等，此時(shí)會(huì )引起變頻器的降容，變頻器需放大一檔選擇。

4.當變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電機時(shí)，需要考慮變頻器到電動(dòng)機的電纜的長(cháng)度總和在變頻器的允許范圍內。如果超過(guò)規定值，要放大一檔或兩檔來(lái)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(wú)法保護電動(dòng)機的過(guò)流、過(guò)載保護，此時(shí)需在每臺電動(dòng)機上加熔斷器來(lái)實(shí)現保護。

5.對于一些特殊的應用場(chǎng)合，如高環(huán)境溫度、高開(kāi)關(guān)頻率、高海拔高度等，此時(shí)會(huì )引起變頻器的降容，變頻器需放大一檔選擇。

6.使用變頻器控制高速電機時(shí)，由于高速電動(dòng)機的電抗小，高次諧波亦增加輸出電流值。因此，選擇用于高速電動(dòng)機的變頻器時(shí)，應比普通電動(dòng)機的變頻器稍大一些。

7.變頻器用于變極電動(dòng)機時(shí)，應注意選擇變頻器的容量，使其額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外，在運行中進(jìn)行極數轉換時(shí)，應先停止電動(dòng)機工作，否則會(huì )造成電動(dòng)機空轉，惡劣時(shí)會(huì )造成變頻器損壞。

8.驅動(dòng)防爆電動(dòng)機時(shí)，變頻器沒(méi)有防爆構造，應將變頻器設置在危險場(chǎng)所之外。

9.使用變頻器驅動(dòng)齒輪減速電動(dòng)機時(shí)，使用范圍受到齒輪轉動(dòng)部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時(shí)，在低速范圍內沒(méi)有限制；在超過(guò)額定轉速以上的高速范圍內，有可能發(fā)生潤滑油用光的危險。因此，不要超過(guò)轉速容許值。

10.變頻器驅動(dòng)繞線(xiàn)轉子異步電動(dòng)機時(shí)，大多是利用已有的電動(dòng)機。繞線(xiàn)電動(dòng)機與普通的鼠籠電動(dòng)機相比，繞線(xiàn)電動(dòng)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(guò)電流跳閘現象，所以應選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線(xiàn)電動(dòng)機多用于飛輪力矩GD2較大的場(chǎng)合，在設定加減速時(shí)間時(shí)應多注意。

11.變頻器驅動(dòng)同步電動(dòng)機時(shí)，與工頻電源相比，降低輸出容量10％～20％，變頻器的連續輸出電流要大于同步電動(dòng)機額定電流與同步牽入電流的標值的乘積。

12.對于壓縮機、振動(dòng)機等轉矩波動(dòng)大的負載和油壓泵等有峰值負載情況下，如果按照電動(dòng)機的額定電流或功率值選擇變頻器的話(huà)，有可能發(fā)生因峰值電流使過(guò)電流保護動(dòng)作現象。因此，應了解工頻運行情況，選擇比其大電流更大的額定輸出電流的變頻器。變頻器驅動(dòng)潛水泵電動(dòng)機時(shí)，因為潛水泵電動(dòng)機的額定電流比通常電動(dòng)機的額定電流大，所以選擇變頻器時(shí)，其額定電流要大于潛水泵電動(dòng)機的額定電流。

13.當變頻器控制羅茨風(fēng)機時(shí)，由于其起動(dòng)電流很大，所以選擇變頻器時(shí)要注意變頻器的容量是否足夠大。

14.選擇變頻器時(shí)，要注意其防護等級是否與現場(chǎng)的情況相匹配。否則現場(chǎng)的灰塵、水汽會(huì )影響變頻器的長(cháng)久運行。

15.單相電動(dòng)機不適用變頻器驅動(dòng)。

16.電機負載非常輕時(shí)，即使電機負載電流在變頻器額定電流之內，亦不能使用比電機容量小很多的變頻器。這是因為電機的電抗隨電機的容量而不同，即使電機負載相同，電機容量越大其脈動(dòng)電流值也越大，因而有可能超過(guò)變頻器的電流容許值。

17.如果變頻器的供電電源是自備電源，加上進(jìn)線(xiàn)電抗器比較好。

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