變頻器選型使用說明

1、變頻器選型變頻器選型電氣1011班張忠變頻器定義：轉(zhuǎn)換電能并能改變頻率的交流電能驅(qū)動器選型基本要素1、功能控制方法，輸入輸出控制端子功能，頻率給定方式等2、性能電壓級別，過流能力，響應(yīng)速度，頻率精度，線路長度要求等3、動靜態(tài)指標(biāo)安裝方式，防護(hù)等級等變頻器選型時要確定以下幾點：1）采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。2）變頻器的負(fù)載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時的方式方法。3）變頻器與負(fù)載的匹配問題；.電壓匹配；變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。.電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。對于特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)性能

2、參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。.轉(zhuǎn)矩匹配；這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時有可能發(fā)生。4）在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。5）變頻器如果要長電纜運(yùn)行時，此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器6）對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。變頻器選型的容量應(yīng)作如下考慮：對連續(xù)運(yùn)行時所需變頻器容量Po（kVA）必須滿足如下幾點：（1）變

3、頻器容量必須大于負(fù)載所要求的輸出，即（2）變頻器容量不能低于電機(jī)容量，即：（3）變頻器電流I0應(yīng)大于電機(jī)電流，即I0kIM（4）起動時變頻器容量應(yīng)滿足下式：以上各式中：Io為變頻器電流；GD2ftj電機(jī)軸端換算；tA為加速時間，根據(jù)負(fù)載要求確定：k為電流波形補(bǔ)償系數(shù)（PWM$制方式時取1.051.10）;TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩；”為電動機(jī)效率（通常取0.85）;COS）為電機(jī)功率因數(shù)（通常取0.75）;PM為負(fù)載所要求的電機(jī)軸輸出；IM為電機(jī)額定電流；UM句電機(jī)額定電壓；nM為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速。對于容量明顯偏小變頻器的解決措施，可-L采取增加變頻器容量，減小電機(jī)容量或負(fù)載等改造措施來適應(yīng)變頻器的輸出功率。

4、另外，用戶在提供實際工況原始參數(shù)時，要保證其準(zhǔn)確性，未使用過變頻器的用戶可請有經(jīng)驗的單位或變頻器設(shè)計制造廠家做方案設(shè)計，提出具有建設(shè)性或指導(dǎo)性的意見，以保證變頻器設(shè)計選型正確。3變頻器與電動機(jī)配套問題變頻器在實際應(yīng)用中，要考慮與電動機(jī)相匹配的問題，如低速時的冷卻問題，電動機(jī)的穩(wěn)定性和頻繁起動問題。對于調(diào)速范圍比較寬，特別是具有恒轉(zhuǎn)矩和包功率調(diào)速兩個運(yùn)行范圍的電動機(jī)，由于在低速時的電流和磁通基本保持不變的包轉(zhuǎn)矩特性，使它散熱困難，因此不能采用自帶風(fēng)扇冷卻。這種方式對高速和低速運(yùn)行的工況不利，低速時冷卻效果差，高速時電動機(jī)效率嚴(yán)重下降。通常情況下，如果采用自帶風(fēng)機(jī)冷卻或管道通風(fēng)時，冷卻風(fēng)量的選擇原

5、則是每20kW的電動機(jī)損耗需要1ms的風(fēng)量。除了盡可能減少各種損耗外，還要對空氣的流場和溫度進(jìn)行認(rèn)真地分析，減少溫度分布的不均勻系數(shù)，提高電動機(jī)線圈端部的傳熱性能，加強(qiáng)電動機(jī)機(jī)座本身的散熱能-r力。由于電動機(jī)動態(tài)穩(wěn)定性與系統(tǒng)的狀態(tài)有關(guān)，它在電源容量大的工頻電源系統(tǒng)中可以穩(wěn)定運(yùn)行，在采用變頻器供電時，系統(tǒng)運(yùn)行則可能發(fā)生不穩(wěn)定性。在用戶實際使用中，當(dāng)一臺電動機(jī)專用一個變頻電源時，運(yùn)行穩(wěn)定。而多臺電動機(jī)共用一個變頻電源組合傳動時，就變得不穩(wěn)定了。通過對這些現(xiàn)象的分析，發(fā)現(xiàn)有以下兩個原因：即電動機(jī)固有的低頻不穩(wěn)定性和電動機(jī)與變頻器相互影響造成的不穩(wěn)定性。在低頻時的這種不穩(wěn)定性表現(xiàn)為持續(xù)地振蕩，也就是轉(zhuǎn)

6、子轉(zhuǎn)速在同步轉(zhuǎn)速附近的擺動，另一方面，也可能超出變頻器的換向能力而使其保護(hù)動作，導(dǎo)致不能正常工作。電動機(jī)和變頻器之間相互影響造成的不穩(wěn)定性，主要是由于電動機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的慣性或變頻器直流環(huán)節(jié)中濾波電感及電容之間發(fā)生能量交換造成的。由于變頻器電源可以在很低的頻率下起動電動機(jī)，對于一些大容量的調(diào)速系統(tǒng)，不僅可以頻繁起動，還可以頻繁正反轉(zhuǎn)，使交流電動機(jī)在四象限內(nèi)運(yùn)行。為了達(dá)到節(jié)能的效果，風(fēng)機(jī)可以每天起動幾十次，泵類可以起動幾百次，對于可逆軋機(jī)的主傳動和輔助傳動電動機(jī)，則起動和正反轉(zhuǎn)的次數(shù)會更多。因此使電動機(jī)經(jīng)常處于循環(huán)交變應(yīng)力的作用下，對電動機(jī)的機(jī)械部分和絕緣會帶來疲勞和加速老化等問題。目前國內(nèi)外電動機(jī)

7、生產(chǎn)廠商均有與變頻器配套的各種變頻電動機(jī)，用戶可采用配套的電動機(jī)，從而使調(diào)速系統(tǒng)性能更加完善，上述問題均是變頻器在實際應(yīng)用中值得認(rèn)真的考慮。變頻器的選用，應(yīng)按照被控對象的類型、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、啟動轉(zhuǎn)矩等來考慮，使之在滿足工藝和生產(chǎn)要求的同時，既好用，又經(jīng)濟(jì)。.變頻器及被控制的電機(jī)(1)電機(jī)的極數(shù)。一般電機(jī)極數(shù)以不多于4極為宜，否則變頻器容量就要適當(dāng)加大。(2)轉(zhuǎn)矩特性、臨界轉(zhuǎn)矩、加速轉(zhuǎn)矩。在同等電機(jī)功率情況下，相對于高過載轉(zhuǎn)矩模式，變頻器規(guī)格可以降格選幽。(3)電磁兼容性。為減少主電源|穩(wěn)壓器干擾，在中間電路或變頻器輸入電路中增加電抗器，或安裝前置隔離變壓器。一般當(dāng)電機(jī)與變頻器距離超過

8、50m時，應(yīng)在它們中間用入電抗器、濾波器或采用屏蔽防護(hù)電纜。.變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選用變頻器的箱體結(jié)構(gòu)要與條件相適應(yīng)，必須考慮溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素。有下列幾種常見結(jié)構(gòu)：(1)敞開型IP00型。本身無機(jī)箱，可裝在電控箱內(nèi)或電氣室內(nèi)的屏、盤、架上,尤其適于多臺變頻器集中使用時選用，但環(huán)境條件要求較高。(2)封閉型IP20型。適于一般用途,可有少量粉塵或少許溫度、濕度的場合。(3)密封型IP45型。適于工業(yè)現(xiàn)場條件較差的環(huán)境。(4)密閉型IP65型。適于環(huán)境條件差，有水、灰塵及一定腐蝕性氣體的場合。.變頻器功率的選用變頻器負(fù)載率B與效率”的關(guān)系曲線見圖1。由圖1可見：當(dāng)6=50%時

9、，4=94%當(dāng)0=100%寸，4=96%雖然B增一倍，“變化僅2%,但對中大功率(幾百千瓦至幾千千瓦)電動機(jī)而言亦是可觀的。系統(tǒng)效率等于變頻器效率與電動機(jī)效率的乘積。從效率角度出發(fā)，在選用變頻器功率時，要注意以下幾點。(1)變頻器功率與電動機(jī)功率相當(dāng)時為最合適，以利于變頻器在高效率狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)在變頻器的功率分級與電動機(jī)功率分級不相同時，則變頻器的功率要盡可能接近電動機(jī)的功率，并且應(yīng)略大于電動機(jī)的功率。(3)當(dāng)電動機(jī)屬頻繁啟動、制動工作或處于重載啟動且較頻繁時，可選取大一級的變頻器，以利于變頻器長期、安全地運(yùn)行。(4)經(jīng)測試，電動機(jī)實際功率確實有富余，可以考慮選用功率小于電動機(jī)功率的變頻器

10、，但要注意瞬時峰值電流是否會造成過電流保護(hù)動作。(5)當(dāng)變頻器與電動機(jī)功率不相同時，則必須相應(yīng)調(diào)整節(jié)能程序的設(shè)置，以利于達(dá)到較高的節(jié)能效果。.變頻器容量的確定合理的容量選擇本身就是一種節(jié)能降耗措施。根據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗，比較簡便的方法有三種。(1)電機(jī)實際功率確定法。首先測定電機(jī)的實際功率，以此來選用變頻器的容量。(2)公式法。設(shè)安全系數(shù)取1.05,則變頻器的容量pb為：pb=1.05pm/hmcos小，kW式中pm電機(jī)負(fù)載，kWhm電機(jī)功率，kW計算出pb后，按變頻器產(chǎn)品目錄選具體規(guī)格。當(dāng)一臺變頻器用于多臺電機(jī)時，至少要考慮一臺電動機(jī)啟動電流的影響，以避免變頻器過流跳閘。電機(jī)額定電流法。變頻器

11、容量選定過程，實際上是一個變頻器與電機(jī)的最佳匹配過程，最常見、也較安全的是使變頻器的容量大于或等于電機(jī)的額定功率但實際匹配中要考慮電機(jī)的實際功率與額定功率相差多少，通常都是設(shè)備所選能力偏大，而實際需要的能力小，因此按電機(jī)的實際功率選擇變頻器是合理的避免選用的變頻器過大，使投資增大。對于輕負(fù)載類，變頻器電流一般應(yīng)按1.1In(In為電動機(jī)額定電流)來選擇，或按廠家在產(chǎn)品中標(biāo)明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的最大電機(jī)功率來選擇。5.主電源(1)電源電壓及波動。應(yīng)特別注意與變頻器低電壓保護(hù)整定值相適應(yīng)(出廠時一般設(shè)定為0.80.9Un),因為在實際使用中，電網(wǎng)電壓偏低的可能性較大。(2)主電源頻率

12、波動和諧波干擾。這方面的干擾會增加變頻器系統(tǒng)的熱損耗，導(dǎo)致噪聲增加，輸出降低。變頻器和電機(jī)在工作時，自身的功率消耗。在進(jìn)行系統(tǒng)主電源供電設(shè)計時，兩者的功率消耗因素都應(yīng)考慮進(jìn)去。二、變頻器應(yīng)用中的抗干擾措施變頻器在應(yīng)用中的干擾主要表現(xiàn)為：高次諧波、噪聲與振動、負(fù)載匹配、發(fā)熱等問題。這些干擾是不可避免的，因為變頻器的輸入部分為整流電路，輸出部分為逆變電路，它們都是由起開關(guān)作用的非線性元件組成的，而在開斷電路的過程中，都要產(chǎn)生高次諧波，從而使其輸入電源和輸出的電壓波形和電流波形產(chǎn)生畸變。下面針對諧波問題進(jìn)行分析并提出相應(yīng)措施。容量較小白變頻器，高次諧波的影響較校但容量較大或數(shù)量較多時，就必須處理由高

13、次諧波電流引起的高次諧波干擾，否則將影響到設(shè)備和檢測元件，嚴(yán)重時可能使這些設(shè)備誤動作。根據(jù)英國的ACE艮告,各種對象對高次諧波的敏感程度如下：電動機(jī)在10%-20犯下無影響；儀器|儀表電壓畸變10%電流H變10%,誤差在1%Z下；電子開關(guān)超過10必產(chǎn)生誤動作；計算機(jī)超過5添出錯。鑒于以上情況，在工業(yè)現(xiàn)場中，必須采取措施降低干擾，把干擾抑制在允許的范圍內(nèi)。1.切斷干擾傳播途徑(1)干擾的傳播常通過共用的接地線傳播。將動力線的接地與控制線的接地分開是切斷這一途徑的根本方法，即將動力裝置的接地端子接到地線上，將控制裝置的接地端子接到該裝置盤的金屬外殼上。(2)信號線靠近有干擾源的導(dǎo)線時，干擾會被誘導(dǎo)

14、到信號線上，使信號受到干擾，布線分離對消除這種干擾行之有效。實際工程中需把高壓電纜、動力電纜、控制電纜常常與儀表電纜、計算機(jī)電纜分開布線，分走不同的橋架。變頻器的控制線也最好與其主回路線路以垂直的方式布線。2.抑制高次諧波在變頻器前側(cè)安裝線路電抗器，可抑制電源側(cè)過電壓，并降低變頻器產(chǎn)生的電流畸變，避免使主電源受到嚴(yán)重干擾。該方案價格便宜，但限制諧波的效率有限，且電抗太大時會產(chǎn)生無法接受的電壓降損失。在變頻器前加裝LC無源濾波器,濾掉高次諧波,通常濾掉5次和7次諧波，但該方法完全取決于電源和負(fù)載，靈活性。設(shè)置專用濾波器用來檢測變頻器和相位,并產(chǎn)生一個與諧波電流的幅值相同且相位正好相反的電流，通到

15、變頻器中，從而可以有效地吸收諧波電流。當(dāng)設(shè)備的附近環(huán)境受到電磁干擾時，應(yīng)裝設(shè)抗射頻干擾濾波器，可減少主電源的傳導(dǎo)發(fā)射，且要采取措施屏蔽電機(jī)電纜。(5)當(dāng)電機(jī)電纜長度大于50m或80m徘屏蔽)時，為了防止電機(jī)啟動時的瞬時過電壓，減少電機(jī)對地的泄漏電流和噪聲，保護(hù)電動機(jī)，在變頻器與電機(jī)之間安裝電抗器。增加變頻器供電電源內(nèi)阻抗。通常電源設(shè)備的內(nèi)阻抗可以起到緩沖變頻器直流濾波電容的無功功率的作用，內(nèi)阻抗越大，諧波含量越小，這種內(nèi)阻抗就是變壓器的短路阻抗。因此選擇變頻器供電電源時，最好選擇短路阻抗大的變壓器。采用變壓器多相運(yùn)行。通用變頻器為六脈波整流器，因此產(chǎn)生的諧波較大。如果采用變壓器多相運(yùn)行，使相位

16、角互差30,如Y-A、A-A組合的變壓器構(gòu)成12脈波的效果，可減小低次諧波電流，很好的抑制諧波。SAJS350高性能矢量變頻器1、低頻力矩大、輸出平穩(wěn)2、高性能矢量控制3、轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)速精度高4、減速停車速度快5、抗干擾能力強(qiáng)三晶S350系列是新一代高性能矢量變頻器，有如下特點：采用最新高速電機(jī)控制專用芯片DSP,確保矢量控制快速響應(yīng)硬件電路模塊化設(shè)計，確保電路穩(wěn)定高效運(yùn)行外觀設(shè)計結(jié)合歐洲汽車設(shè)計理念，線條流暢，外形美觀結(jié)構(gòu)采用獨立風(fēng)道設(shè)計，風(fēng)扇可自由拆卸，散熱性好無PG矢量控制、有PG矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制、V/F控制均可選擇強(qiáng)大的輸入輸出多功能可編程端子，調(diào)速脈沖輸入，兩路模擬量輸出獨特

17、的“挖土機(jī)”自適應(yīng)控制特性，對運(yùn)行期間電機(jī)轉(zhuǎn)矩上限自動限制，有效抑制過流頻繁跳閘寬電壓輸入，輸出電壓自動穩(wěn)壓（AVR）,瞬間掉電不停機(jī)，適應(yīng)能力更強(qiáng)內(nèi)置先進(jìn)的PID算法，響應(yīng)快、適應(yīng)性強(qiáng)、調(diào)試簡單；16段速控制，簡易PLC實現(xiàn)定時、定速、定向等多功能邏輯控制，多種靈活的控制方式以滿足各種不同復(fù)雜工況要求內(nèi)置國際標(biāo)準(zhǔn)的MODBUSRTUASCII通訊協(xié)議，用戶可通過PC/PLC控制上位機(jī)等實現(xiàn)變頻器485通訊組網(wǎng)集中控制。變頻器選型注意事項1、按負(fù)載電流變頻器容量的選擇要考慮變頻器容量與電動機(jī)容量的匹配,容量偏小會影響電動機(jī)有效力矩的輸出，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至損壞裝置，而容量偏大則電流的諧波分量會增大，也增加了設(shè)備投資。變頻器容量的選擇應(yīng)以負(fù)載在運(yùn)行出現(xiàn)的最大電流做為依據(jù)2、按負(fù)載類型如恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載需選擇通用型變頻器