衡量通用變頻器性能的主要指標(biāo)有控制方式、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩控制精度、速度控制精度、控制信號(hào)種類、速度控制方式、多段速度設(shè)定、載波頻率、頻率跳躍功能、通信接口等。變頻器的正確選用對(duì)于機(jī)械設(shè)備電控系統(tǒng)的正常運(yùn)行是至關(guān)重要的。選擇變頻器時(shí)首先弄清機(jī)械設(shè)備的類型、負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和使用環(huán)境要求等現(xiàn)場(chǎng)要求,然后決定選用何種控制方式和防護(hù)結(jié)構(gòu)的變頻器最合適。所謂合適是在滿足機(jī)械設(shè)備的實(shí)際工藝生產(chǎn)要求和使用場(chǎng)合前提下,實(shí)現(xiàn)變頻器應(yīng)用的最佳性價(jià)比。
變頻器選型原則
為使變頻器功能特性能保證可靠地實(shí)現(xiàn)工藝要求,在變頻器選型時(shí)應(yīng)密切關(guān)注以下技術(shù)參數(shù):
1、根據(jù)電機(jī)實(shí)際工作電流選擇變頻器
電機(jī)實(shí)際工作電流是變頻器選型最關(guān)鍵的因素,變頻器在長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)必須滿足變頻器輸出電流大于電機(jī)實(shí)際工作電流。電機(jī)的額定功率只能作為參考!切記!!!
電機(jī)實(shí)際工作電流并不是電機(jī)銘牌上標(biāo)注的額定電流,變頻器選型時(shí)應(yīng)先熟悉工況,估算出電機(jī)的工作電流隨時(shí)間變化的關(guān)系,才能確定相應(yīng)的變頻器的型號(hào)。
1.1 一般情況下,變頻器拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載電機(jī),以電機(jī)額定電流為依據(jù)選擇變頻器。
1.2 一般情況下,變頻器拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的電機(jī),以電機(jī)額定電流為依據(jù)選擇變頻器。
1.3 經(jīng)常短時(shí)過(guò)載運(yùn)行的電機(jī),需要計(jì)算過(guò)載周期及過(guò)載電流。 變頻器拖動(dòng)這類型負(fù)載的電機(jī),要求變頻器最大輸出電流Imax大于電機(jī)峰值電流,且變頻器的I2t在自身允許范圍內(nèi),變頻器選型時(shí)有可能放大一檔或幾檔來(lái)才能滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。現(xiàn)以10kW、20A額定電流電機(jī)舉例:假如電機(jī)間歇性工作,1秒內(nèi)過(guò)載運(yùn)行時(shí)峰值電流為40A(額定電流2倍),之后停止運(yùn)行20秒。此時(shí)選型就要用到變頻器過(guò)載曲線:首先將電機(jī)電流隨時(shí)間變化的曲線出來(lái),其次看變頻器的輸出電流曲線能否覆蓋電機(jī)電流曲線(即變頻器輸出電流超過(guò)電機(jī)實(shí)是否際工作電流),只有變頻器輸出電流曲線覆蓋電機(jī)電流曲線的變頻器型號(hào)才適用于重載負(fù)荷的電機(jī)。能對(duì)于重載變頻器的選型,往往有一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以參考。
2、變頻器選型應(yīng)充分考慮環(huán)境對(duì)變頻器的影響
2.1 溫度變頻器的影響 變頻器的使用環(huán)境溫度一般在-10~40℃,環(huán)境溫度若高于40℃,每升高1℃,變頻器應(yīng)降額5%使用;環(huán)境溫度每升10℃,則變頻器壽命減半,所以周圍環(huán)境及變頻器散熱的問(wèn)題一定要解決好。
2.2 濕度對(duì)變頻器的影響 變頻器在濕度低于90%的環(huán)境中工作,空氣的相對(duì)濕度小于或等于90%,無(wú)結(jié)露。濕度太高且濕度變化較大時(shí),變頻器內(nèi)部容易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,其絕緣性能就會(huì)大大降低,甚至可能引發(fā)短路。必要時(shí),必須在箱中增加干燥劑或加熱器。 2.3 海拔高度對(duì)變頻器的影響 變頻器安裝在海拔高度1000m以下可以輸出額定功率。海拔高度超過(guò)1000m,其輸出功率會(huì)下降。
2.4 粉塵對(duì)變頻器的影響 在有金屬導(dǎo)電性粉塵的場(chǎng)合,不宜安裝變頻器。導(dǎo)電性粉塵侵入變頻器內(nèi)部,會(huì)使變頻器內(nèi)部線路短路,嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀變頻器。
3、變頻器進(jìn)線電源選擇
常用的電壓為單相220VAC、三相220VAC、三相380VAC和三相690VAC。進(jìn)線電源由既有的上游變壓器電壓等級(jí)決定,在變頻器選型初期就應(yīng)明確。
電壓等級(jí)也決定了電機(jī)接線盒的接線方式。星形接法比三角接法有更高的耐壓能力和更小的工作電流。
進(jìn)線電源頻率一般在50Hz,變頻器對(duì)進(jìn)線頻率的波動(dòng)有較高的承受能力,變頻器二極管整流橋?qū)︻l率不敏感。
4、正確選用變頻器冷卻方式
常見的1000VAC以下低壓變頻器,多為內(nèi)部風(fēng)冷。在大功率變頻器成組傳動(dòng)時(shí),變頻器散熱風(fēng)機(jī)的工作噪音很大。在必要的情況下,可以選用水冷系列變頻器。
5、變頻器與電機(jī)距離較長(zhǎng)時(shí)
變頻器若要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí),此時(shí)應(yīng)該采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響,以避免變頻器出對(duì)電機(jī)絕緣的影響,所以應(yīng)在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。一般在電機(jī)電纜大于50m時(shí)應(yīng)考慮在變頻器輸出端加裝電抗器。
6、一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)電機(jī)時(shí)
當(dāng)變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺(tái)電機(jī)時(shí),變頻器容量=(1.2-1.5)*(電機(jī)1+電機(jī)2+電機(jī)3+…)。 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)法實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)流、過(guò)載保護(hù),此時(shí)需在每臺(tái)電動(dòng)機(jī)側(cè)加裝熱保護(hù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
7、變頻器控制羅茨風(fēng)機(jī)時(shí)
由于羅茨風(fēng)機(jī)屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,當(dāng)變頻器控制羅茨風(fēng)機(jī)或特種風(fēng)機(jī)時(shí),由于其起動(dòng)電流很大,所以選擇變頻器時(shí)一定要注意變頻器的容量是否足夠大。此時(shí),變頻器應(yīng)按照恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載方法來(lái)選擇 。
8、變頻器控制潛水泵時(shí)
變頻器驅(qū)動(dòng)潛水泵電動(dòng)機(jī)時(shí),因?yàn)闈撍秒妱?dòng)機(jī)的額定電流比通常電動(dòng)機(jī)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(jī)的額定電流。
9、變頻器控制空壓機(jī)等重負(fù)載時(shí)
對(duì)于壓縮機(jī)、球磨機(jī)、振動(dòng)機(jī)等轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大的負(fù)載和油壓泵等有峰值負(fù)載情況下,如果按照電動(dòng)機(jī)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(guò)電流保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)象。
因此,應(yīng)了解工頻運(yùn)行情況,選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器。
變頻器外部配置要求
1、凡內(nèi)部整流電路前沒(méi)有保護(hù)硅器件的快速熔斷器的變頻器,都應(yīng)該在變頻器與電源之間配置合適的熔斷器和隔離開關(guān)(不能用空氣斷路器代替熔斷器和隔離開關(guān)),以避免因內(nèi)部短路造成變頻器整流器件損壞。
2、根據(jù)變頻器功率選擇變頻器引入和引出電纜 變頻器到電機(jī)若經(jīng)濟(jì)條件許可最好選用屏蔽力電纜,且要盡可能短,有利于降低容性漏電流和電磁輻射。若現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際動(dòng)力電纜使用長(zhǎng)度超過(guò)變頻器所允許的輸出電纜長(zhǎng)度時(shí),變頻器應(yīng)配置輸出電抗器,避免過(guò)長(zhǎng)電纜的雜散電容影響變頻器正常工作。 變頻控制信號(hào)和變頻器反饋信號(hào)應(yīng)該使用屏蔽電纜,并良好接地,這樣可減少變頻器對(duì)其他儀表和控制系統(tǒng)的干擾。
3、如在變頻器輸入端配置EMC濾波器或交流電抗器,可有效抑制變頻器功率器件通斷引起的電磁干擾,以滿足變頻器所在工況的其它設(shè)備對(duì)電網(wǎng)品質(zhì)的要求。 注意:在電網(wǎng)的變壓器中性點(diǎn)沒(méi)接地工況,變頻器輸入端不能使用EMC濾波器。