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如何选用合适的变频器

发布时间:2024-05-10 10:34:05人气:

变频器的选用

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选用变频器的类型,按照生产机械的类型、调速范围、静态速度精度、起动转矩的要求,决定选用那种控制方式的变频器最合适。所谓合适是既要好用,又要经济,以满足工艺和生产的基本条件和要求 

需要控制的电机及变频器自身

1)电机的极数。一般电机极数以不多于(极为宜,否则变频器容量就要适当加大。
2)转矩特性、临界转矩、加速转矩。在同等电机功率情况下,相对于高过载转矩模式,变频器规格可以降额选取。3)电磁兼容性。为减少主电源干扰,使用时可在中间电路或变频器输入电路中增加电抗器,或安装前置隔离变压器。一般当电机与变频器距离超过50m时,应在它们中间串入电抗器、滤波器或采用屏蔽防护电缆 

变频器功率的选用

系统效率等于变频器效率电动机效率的乘积,只有两者都处在较高的效率下工作时,则系统效率才较高。从效率角度出发,在选用变频器功率时,要注意以下几点: 
1)变频器功率值与电动机功率值相当时最合适,以利变频器在高的效率值下运转。 
2)在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时,则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率,但应略大于电动机的功率。 
3)当电动机属频繁起动、制动工作或处于重载起动且较频繁工作时,可选取大一级的变频器,以利用变频器长期、安全地运行。 
4)经测试,电动机实际功率确实有富余,可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器,但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。 
5)当变频器与电动机功率不相同时,则必须相应调整节能程序的设置,以利达到较高的节能效果 

变频器箱体结构的选用

变频器的箱体结构要与环境条件相适应,即必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。常见有下列几种结构类型可供用户选用: 
1)敞开型IPOO型本身无机箱,适用装在电控箱内或电气室内的屏、盘、架上,尤其是多台变频器集中使用时,选用这种型式较好,但环境条件要求较高; 
2)封闭型IP20型适用一般用途,可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合; 
3)密封型IP45型适用工业现场条件较差的环境; 
4)密闭型IP65型适用环境条件差,有水、尘及一定腐蚀性气体的场合 

变频器容量的确定

合理的容量选择本身就是一种节能降耗措施。根据现有资料和经验,比较简便的方法有三种: 
1)电机实际功率确定发。首先测定电机的实际功率,以此来选用变频器的容量。 
2)公式法。当一台变频器用于多台电机时,应满足:至少要考虑一台电动机启动电流的影响,以避免变频器过流跳闸。 
3)电机额定电流法变频器。 
变频器容量选定过程,实际上是一个变频器与电机的最佳匹配过程,最常见、也较安全的是使变频器的容量大于或等于电机的额定功率,但实际匹配中要考虑电机的实际功率与额定功率相差多少,通常都是设备所选能力偏大,而实际需要的能力小,因此按电机的实际功率选择变频器是合理的,避免选用的变频器过大,使投资增大。对于轻负载类,变频器电流一般应按1.1N(N为电动机额定电流)来选择,或按厂家在产品中标明的与变频器的输出功率额定值相配套的最大电机功率来选择 

主电源

1)电源电压及波动。应特别注意与变频器低电压保护整定值相适应,因为在实际使用中,电网电压偏低的可能性较大。 
2)主电源频率波动和谐波干扰。这方面的干扰会增加变频器系统的热损耗,导致噪声增加,输出降低。 
3)变频器和电机在工作时,自身的功率消耗。在进行系统主电源供电设计时,两者的功率消耗因素都应考虑进去 

发展方向

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电力电子器件的基片已从Si()变换为SiC(碳化硅),使电力电子新元件具有耐高压、低功耗、耐高温的优点;并制造出体积小、容量大的驱动装置永久磁铁电动机也正在开发研制之中。随着IT技术的迅速普及,变频器相关技术发展迅速,未来主要向以下几个方面发展: 

网络智能化

智能化的变频器使用时不必进行很多参数设定,本身具备故障自诊断功能,具有高稳定性、高可靠性及实用性。
目前市场上新型变频器都内置了接口,同时提供多种相互兼容的通信接口,支持多种通信协议,同时可以通过连接计算机,由计算机键盘来控制和操作变频器,并且可与多种现场总线进行联网通信, 可以实现多台变频器联动,甚至是以工厂为单位的变频器综合管理控制系统。 

专门化和一体化

变频器的制造专门化,可以使变频器在某一领域的性能更强,如风机、水泵用变频器、电梯专用变频器、起重机械专用变频器、张力控制专用变频器等。除此以外,变频器有与电动机一体化的趋势,使变频器成为电动机的一部分,可以使体积更小,控制更方便。 

高性能化

随着矢量控制、转矩控制等控制理论的发展和高速数字信号处理器的应用,变频器的性能将越来越高。无速度传感器矢量控制技术的发展成熟,使变频系统摆脱了硬件检测电机转速的束缚,系统体积更小。 

数字化程度提高

受益计算机技术的进步,变频控制系统将实现交流调速系统和信息系统的紧密结合,同时还可以提高系统的整体性能。另外,随着交流电机控制理论的日益丰富,相关的控制策略控制算法也越来越复杂,需要更多的计算和存储空间,目前全数字化的高性能交流调速系统中都广泛的应用DSP芯片 

节能环保无公害

变频器的电磁兼容、谐波抑制、电机噪声抑制等技术都是目前人们关注的重点,变频器的环保问题显得越来越重要。很多国家都已经制定了限制谐波的有关规定和标准。寻找解决好变频器的噪声和电磁污染的方法,也成为了很多研宄人员工作的重心。 

适应新能源

现在以太阳能和风力为能源的燃料电池以其低廉的价格崭露头角,有后来居上之势。这些发电设备的最大特点是容量小而分散,将来的变频器就要适应这样的新能源,既要高效,又要低耗。现在电力电子技术、微电子技术和现代控制技术以惊人的速度向前发展,变频调速传动技术也随之取得了日新月异的进步,这种进步集中体现在交流调速装置的大容量化、变频器的高性能化和多功能化、结构的小型化等方面。 


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