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[分享] 变频器选型原则与步骤详解

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一粒金砂(高级)

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发表于 2018-3-29 14:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
     变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。


  变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。


  衡量一个通用变频器性能好坏的主要指标有:起动转矩、控制方式、转矩控制精度、速度控制精度、速度控制方式、控制信号种类、频率跳跃功能、载波频率、多段速度设定、通信接口等。变频器选型的是否正确对于机械设备的电控系统正常运行起着至关重要的作用。


  建议大家变频器选型的时候首先要弄清楚机械设备的类型、负载转矩特性、起动转矩、调速范围、静态速度精度和使用环境的要求等现场所需条件,然后才决定选择使用何种控制方式和防护结构的变频器是最合适的。所谓合适,是在满足机械设备中实际工艺生产的要求和使用场合前提下所说的一个说法,实现变频器的应用最佳性价比。
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  变频器怎么选择_变频器选型原则与步骤详解


  一、变频器选型原则
  具体来讲,低压通用变频器的选择包括低压通用变频器的型式选择和容量选择两个方面,选择变频器的基本原则有两方面:变频器功能特性能保证可靠地实现工艺要求,能获得相对较好的性价比。


  为使变频器功能特性能保证可靠地实现工艺要求,在变频器选型时应密切关注以下技术参数:


  1、根据电机实际工作电流选择变频器


  电机实际工作电流是变频器选型最关键的因素,变频器在长时间工作时必须满足变频器输出电流大于电机实际工作电流。切记!!!


  项目中通常先选电机,再根据电机选变频器。电机实际工作电流并不是电机铭牌上标注的额定电流,变频器选型时应先熟悉工况,初步估算出电机的工作电流与随时间变化的关系,然后才确定相对应变频器的型号。


  1.1、一般情况下,变频器拖动恒转矩负载电机,以电机额定电流为依据选择变频器。


  1.2、一般情况下,变频器拖动风机、泵类负载的电机,以电机额定电流为依据选择变频器。


  1.3、时常短时间过载运行的电机,需要计算过载周期及过载电流。


  变频器拖动这类型负载的电机,要求变频器最大输出电流Imax大于电机峰值电流,且变频器的参数I2t在自身所允许的范围之内,变频器选型时有可能放大一档或几档来才能满足现场需求。现以10kW、20A额定电流电机举例:假如电机间歇性工作,1秒内过载运行时峰值电流为40A(额定电流2倍),之后停止运行20秒。此时选型就要用到变频器过载曲线:首先将电机电流随时间变化的曲线出来,其次看变频器的输出电流曲线能否覆盖电机电流曲线(即变频器输出电流超过电机实是否际工作电流),只有变频器输出电流曲线覆盖电机电流曲线的变频器型号才适用于重载负荷的电机。能对于重载变频器选型,往往有一些经验数据可以参考。


  变频器过载能力德力西产品比较好,一般允许1.6倍短时过载。不同品牌变频器过载能力可参考该变频器选型样本。


  变频器怎么选择_变频器选型原则与步骤详解
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  二、变频器选型应充分考虑环境对变频器的影响
  1、温度变频器的影响


  变频器选型时要考虑到使用环境温度一般在-10~40℃,工作环境的温度如果高于40℃的情况下,每升高1℃,变频器应降额5%使用;工作环境的温度每升10℃,那么变频器的寿命就会减半,所以周围环境及变频器散热的问题一定要解决好。


  2、湿度对变频器的影响


        给变频器选型时,若在湿度低于90%的环境中工作,空气的相对湿度小于或等于90%,无结露。湿度若太高且湿度变化比较大的时候,变频器的内部比较容易出现结露现象,那么绝缘性能就会大幅度降低,甚至会引发短路。必要时,必须在箱中增加干燥剂或加热器。


  3、海拔高度对变频器的影响


  变频器安装在海拔高度在1000m以下可以输出额定功率。当海拔高度超过了1000m,其输出功率会呈下降。


  4、粉尘对变频器的影响


  在有金属导电性粉尘的场合,不宜安装变频器。因为导电性粉尘会侵入变频器的内部,容易导致变频器的内部线路短路,严重情况下会烧毁变频器。在变频器选型时一定要想到这一点。


  变频器怎么选择_变频器选型原则与步骤详解
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  三、变频器进线电源选择
  常用的电压为单相交流电220V、三相交流电220V、三相交流电380V和三相交流电690V。进线电源由既有的上游变压器电压等级决定,在变频器选型初期就应明确。 电压等级大小决定着电机接线盒的接线方式的不同。星形接法比三角接法有更高的耐压能力和更小的工作电流。 进线电源频率一般在50Hz,变频器对进线频率的波动有比较高的承受能力,变频器二极管整流桥对频率不敏感。


  四、正确选用变频器冷却方式
  常见的1000VAC以下低压变频器,多为内部风冷。在大功率变频器的成组传动时,变频器散热风机的工作噪音很大。在必要的情况下,可以选用水冷系列变频器。


  五、变频器选型的外部配置要求
  1、凡内部整流电路前没有保护硅器件的快速熔断器的变频器,都应该在变频器与电源之间配置合适的熔断器和隔离开关(不能够使用空气断路器来代替熔断器和隔离开关),以避免因内部短路造成变频器整流器件损坏。


  2、根据变频器功率选择变频器引入和引出电缆,变频器到电机若经济条件许可最好选用屏蔽力电缆,且要尽可能短,有利于降低容性漏电流和电磁辐射。若现场实际动力电缆使用长度超过变频器所允许的输出电缆长度时,变频器应配置输出电抗器,避免过长电缆的杂散电容影响变频器正常工作。


  变频控制信号和变频器反馈信号应该使用屏蔽电缆,并良好接地,这样可减少变频器对其他仪表和控制系统的干扰。


  3、如在变频器输入端配置EMC滤波器或交流电抗器,可有效抑制变频器功率器件通断引起的电磁干扰,以满足变频器所在工况的其它设备对电网品质的要求。注意:在电网的变压器中性点没接地工况,变频器输入端不能使用EMC滤波器。


  变频器怎么选择_变频器选型原则与步骤详解
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  六、变频器选型步骤详解
  在变频器选型时候,可以按照以下的六个步骤进行:


  1、明确设备的工作运行方式、容量及负载类型


  2、明确设备的工艺、性能指标及控制要求


  3、确定内部系统的组建方式、I/O接口、通信接口等 4、对各项性能指标和要求进行归纳


  5、对归纳后的结果进行技术咨询或直接进行招标


  6、对变频器性能、变频器使用寿命、变频器价格、变频器服务进行综合对比


  七、变频器的选型注意事项
  1、注意电压


  国内电压分为低压、中压和高压三种,一般来说低压包含单相220v、三相220v(一般适用国外和港澳台地区)和三相380v,一般情况下用的三相380v与单相220v,座椅在选择的时候一定要说清楚电压,选错的话是不能使用的。


  变频器怎么选择_变频器选型原则与步骤详解
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  2、注意电机是否安装电容


  如果电机是一个电容式的单相电机,这种电机的原理本身就是利用电容的相位超前的特性对电机的启动绕组电压进行移相,从而在电机定子产生旋转磁场而带动电机。一旦变频器直接接在上面,高频脉冲对于这个电容来说是个通路,而不能起到移相的作用,相当于主绕组和启动绕组同时接上电压,但是不能产生旋转磁场。电机电流就会因为堵转而猛增,从而烧毁变频器IGBT模块和电机


  3、功率是否一致


  在选择变频器的时候,变频器的功率必须大于等于电机额定功率,如果电机运行负载比较大,那就要使用负载变频器或者放大变频器档位,这样才能保证设备电机的正常运行 总而言之,在选择变频器的时候一定要注意用电和电机本身的情况,毕竟我们做这一行要考虑的主要还是安全、效益,所以在不确定电机情况的时候适当买大一档或者是性能较好的变频器,还要多询问一下技术员一些这方面的问题。

此帖出自电源技术论坛


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