变频器的正确选择,不仅对满足工艺要求至关重要,而且对实现电动机拖动系统节能也是至关重要的。比如,对于二次方转矩类型的负载,应选择U/F控制方式的通用型变频器;对于恒转矩型负载(电梯或起重机)应选择恒转矩型变频器。如果选择不当节能效果会大打折扣,或者起不到节能的作用,甚至烧毁变频器或电动机。另外不同类型的变频器价格也不相同。
1.变频器类型的选择
变频器类型的选择,要根据负载特性的要求来进行。对于风机、泵、木工加工机械、传送带、搅拌机、普通机床、挤出机等,只需要简单调速的一般负载,选用通用U/F控制方式的通用型变频器即可。对于高精度机床主轴驱动、电梯、起重机、升降机、钢铁行业、高速造纸、包装、印刷机械等需要高速度、高精度控制的场合,需要选用高性能矢量控制型(或直接转矩控制型)变频器。
2.变频器电源的选择
根据各国的工业标准或用途不同,其电压级别也各不相同。在选择变频器时,首先应该注意其电压级别、电源频率、电源电压范围等是否与输入电源和所驱动的电动机的电压级别相适应。在我国,低压通用变频器的电压级别分为220V和380V两种,用于矿用的还有690V级,用于中高压电动机调速的有6000V、10000V等。变频器对电源的要求主要有电压、频率和电源相数,以及电压和频率的变化范围。电源相数指的是单相还是三相。通常电压范围:单相为200~230V,三相为380~460V。频率有两种,即50Hz和60Hz。
3.变频器频率特性的选择
根据生产工艺要求,对变频器的输出频率范围、输出频率分辨率、输出频率精度、频率设定方式(模拟、数字、通信)、频率设定分辨率、U/F特性等提出技术要求,对于矢量控制变频器,还必须对速度控制精度、转矩和速度控制动态响应时间提出要求,作为选择变频器的基本技术要求。
4.变频器功能的选择
根据生产工艺要求对变频器的功能提出要求。通用变频器主要有U/F曲线设定、加减速时间设定、面板操作运行、外部端子操作运行、通信控制功能等。除此之外,变频器中还内置有多段速度控制、简易PLC、过程PID、用于纺织的摆频功能,以及用于恒张力控制系统的转矩控制等许多专用功能。
5.变频器容量的选定
变频器容量的选定由很多因素决定,如电动机容量、额定电流、加减速时间、过载倍数等。
对于一台变频器驱动一台电动机的情况。首要的问题是电动机的额定容量(即视在功率)要小于变频器的额定输出容量。电动机的额定容量有两种算法,即
同时还要满足下面的电流要求:
kicIN≤Iin (5-27)(www.daowen.com)
式中 Sin——变频器额定输出容量(kVA);
Iin——变频器额定输出电流(A);
PN——电动机额定功率(kW);
UN——电动机额定电压(V);
IN——电动机额定电流(A);
ηN——电动机额定效率;
cosφN——额定运行时电动机的功率因数;
kic——电流波形补偿系数,由于变频器的输出电流波形含有谐波分量,kic取1.05~1.1。
另外,同功率的电动机极数不同,电流也不同。极数越多,电流越大。两种方法计算的电动机额定容量都要小于变频器的额定输出容量。
对于一台变频器驱动多台电动机的情况,请查阅其他相关资料。
6.其他配件的选择
经过以上选型后,对于变频器已经提出了比较明确的要求,其他还必须根据工况,决定是否需要选用如制动或者回馈单元、输入电抗器、输出电抗器、直流电抗器等附件。例如在龙门刨床和龙门铣床的变频改造中,由于需要快速地往返动作,除选用高性能矢量控制变频器外,还必须选择直流制动单元或者回馈单元。对于医院电梯用变频器,为了减少变频器对电网的干扰,防止对医用设备产生干扰,一般需要加入输入电抗器或者直流电抗器。
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