变频器选型

P=3×U×I×COSФ×η
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2012
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电动机的主要技术数据
110 kW 电动机典型技术数据
ne 电动机 (rpm) FLC (A) LRC LRT (%FLC) (%FLT) % FL Eff, Torque (%LRT) @3xFLC A 1470 191 600 263 93 65.8 电动机的启动性能可以从名牌标示中得知： 额定转速 ne (RPM) 满载电流 FLC (A) 堵转电流 LRC (A) = (6~10) x FLC
191
190 182 190
670
780 850 670
150
200 220 120
93
94 93.5 94
30.1
29.6 27.4 24
FLT =
9550 x P ( kW )
ne ( rpm )
( Nm )
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2012
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根据电机负载情况确定变频器容量
PCC1. 中间电压变压器的初级. 这一级的电源质量主要由供电局负责，可以要求他们提供好的谐波性能的电 源。 IEEE519-1992是 例子. PCC2.电源质量和电网的实际布局规划相关. 如果 THvD 过高, 电网同一侧的其它用户会受到干扰。这和供电局没什么 关系!如果THID过高, 则需要更大的变压器，更粗的电缆，等等。 PCC3. 仅和运行设备有关! 无相关性. 仅需要检查某个THvD值是否符合设备的运行条件。
2012 | 18
IP66 测试 测试后照片：
变频器电缆进线处
变频器前端盖. 未发现有水
控制部分，LCP
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2012 | 19
印刷线路板带涂层
针对恶劣环境 例如： 腐蚀气体
抵御环境污染，潮湿和灰尘

FC300全系列的产品都是带涂层的， 适合应用于IEC721-3-3规定的3C2 类环境标准。
非屏蔽线300米，屏蔽线150米
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变频器温度降容 开关频率5Khz 开关频率3Khz
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2012 | 11
开关频率降容
决定开关频率的 因素
负载
环境温度 电源电压 电缆长度
U = R * I 系统阻抗
电流失真
由电流畸变引起的问题:
• 增加变压器中涡流损耗 •增加变压器中杂散负载损耗 • 断路器跳闸 • 不利于 PF补偿电容，更糟糕的是可能引起振荡 • 设备的误操作和跳闸 • 导体的集肤效应 • 中性线过载 (单相) • 电缆和变压器的过载
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S
f (t ) ah sin( h1t )
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2012 | 24
非线性负载引起的畸变
电流畸变影响的是设备级性能
I*R=U 电压畸变影响的是系统性能

3~
M
M 3~
计算失真需要知道非线性负载 的谐波电流值以及系统短路阻 抗值 仅仅知道变频器的性能是不可 能预知电压失真的
2012 | 26
谐波源
传统非线性设备：变压器、电抗器、旋转电机、电弧炉、电弧焊、日光灯 现代电力电子非线性设备 ：变频器、直流调速器、UPS、EPS、机车电源、开关电 源、软启动器、调压调速器、节电器
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2012 | 27
标准与推荐标准
最大电压失真值:
标准/ 推荐标准 国家 IEEE 519-1992 敏感系统 一般系统 专用系统
IEEE 519-1992 *
North America
THvD
3%
5%
10 %
EN 61000-3-12 (..-2) GB/T14549-1993
Europe China PR GB/T14549-1993 380v 6.6kv 10kv
• 适于清洗。 • 结构坚固
• 安装在支架或墙面
• 防腐蚀涂层，无需增加昂贵的不锈钢盖板
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2012 | 17
IP66 测试
1. 在丹麦工厂测试现场
FC- IP6X 防尘测试.
FC- IPX6 防水喷测试.
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怎样选择变频器
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2012
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初选变频器须考虑因素
电源电压


电机功率/额定电流
过载能力 160%或110%
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2012
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电流是选择变频器的主要指标
根据电机功率选变频器有时可能不正确 功率相同，由于功率因素和效率不同导 致电流各不相同

M 3 ~ M M M 3 ~ M
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2012 | 25
为什么焦虑？
开关型电源, Electronic lighting ballasts, UPS, VSD
非线性负载:
电压失真
由电压畸变引起的问题:
• 多零点穿越: • 电器设备故障 •电器设备刹车 • 瞬间发电 • 增加 EMI • 对其它设备的影响: •增加电机中涡流损耗 • 电机转矩波动 •振荡产生 • 设备的误操作
5.th
HARMONIC CURRENT ANALYSIS -----------------------------------------------Fund. Current 38.57 A THiD 104.52% RMS current 55.79 A (45%)
7.th 11.th
13.th
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2012
|7
变频器的双容量选择
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2012
|8
按照输出轴功率P选择变频器
不知道电机电流 也不知道视在功率S S=3×U×I 知道输出轴功率P
按cosФ低值选取 选取结果可能偏大
•公共耦合点定义为一个用户与其他用户在公共供电网络上的连接点。
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2012 | 28
标准与建议
IEEE 519-1992: 电流失真极限值 – 通常分布系统
Isc/IL <20 20<50 50<100 100<1000 >1000
h < 11 % 4 7 10 12 15
HK Code of Practice *
Hong Kong
THvD
5%
4%
4%
* Recommendations
IEEE 519-1992:
PCC1 MV LV Zxfr PCC2 Z1 PCC3 Rectifier 1 Z2 PCC3 Rectifier 2 Z3 PCC3 Other Loads Rectifier 3
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2012
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变频器降容
过高的环境温度 在海拔1000米以下1%/1C 过高的海拔高度
工作温度 海拔1000米以上每升高250米降低1C° 输出电流 海拔1000米以上每升高250米降低1%
过高的开关频率 过长的电缆长度
轻载
满载 重载
电机负载
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2012
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变频器功率和电流的关系
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2012
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根据电流选择变频器的原则
按电机最大负载电流选择变频器 变频器的额定电流IVLT,N必须大于等于电机最大负载电流
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2012 | 13
多个电机并联运行情况下变频器选择
变频器电流等于各 个电机电流之和 同时启动 分时启动
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2012 | 14
变频器机柜的选择
B
C
D
E
A
IP00 / Chassis
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2012 | 12
选择变频器的考虑因素
按电机最大负载电流选择变频器 按电机实际运行负载电流选择变频器 电机重载时，考虑动态情况要加大一档


参照技术参数表选，100%长期运行，160% 短时
根据环境，选择保护等级 根据环境温度考虑降容 根据海拔高度考虑降容
• C2及以下规格提供IP55 • 仅A5, B1, B2, C1能提供 IP66
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2012 | 15
IP防护等级
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2012 | 16
IP66 外形尺寸与 IP21和IP55相同
11h<17 2 3.5 4.5 5.5 7
Value
Danfoss PE-VLT Internal Use Only 2012 | 21
丹佛斯谐波干扰解决方案
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6二极管全波整流桥的谐波电流
IDC
Vab
Vac
Vbc
a b c
1
2
3

~ ~ ~
IDC
4
5
6
D3
F
IP20
A1 A2 A3 B3 B4 B5 C3 C4
D4 E2
A1*
A2*
A3*
源自文库B3*
B4*
B5*
C3*
C4*
IP21 / Nema1
B1 B2 C1 C2 D1 D2 E1 F1 F2
IP54 / IP55 / IP66 / Nema12
Not yet in the budget
A5
B1 B2 C1 C2 D1 D2 E1 F1 F2
B
C D E
1475
1475 1480 1470
184
191 187 185
600
570 660 550
190
150 190 120
93.5
92 94.5 92
47.5
41.6 39.2 36


堵转转矩 LRT (Nm)
满载效率 (%) 额定转矩 FLT (Nm)
F
G H I
1470
1480 1475 1480
3C1R 3C1L 指运行场所的环境处于非常严格的监控，如：洁净厂房。 除了3C1R规定的场所，此类别还包括处于一般监控下的环境
3C1 除了3C1L规定的场所，此类别还包括没有工业和现代交通废气污染的乡村 环境，以及在冬天时城市集中供热产生的污染环境和沿海地区碱性潮湿的环境。 3C2 除了3C1规定的场所，此类别还包括一般污染级别的场所，主要指工业活动 集中的城市环境，或具有很严重的现代交通污染环境 3C3 除了3C2规定的场所, 此类别还包括非常接近含有化学腐蚀物质的工业现场， 具有中度污染的环境 3C4 除了3C3规定的场所, 此类别还包括处于时常含有高浓度化学腐蚀物质的工业 现场内，具有高度污染的环境
5’th Harmonic 30.41 A 7’th Harmonic 23.64 A 11’th Harmonic 10.01 A 13’th Harmonic 5.07 A -----------------------------------------------5th -0,79% 7th 0,61% 11th -0,26% 13th 0,13%
对于更恶劣的应用场合，FC300提供 增强型的涂层，适合应用于IEC7213-3规定的3C3类环境标准

Reliable
Keeps you rocking and rocking … …and
rocking
Value
Internal Use Only 2012 | 20
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IEC60721-3-3 A.3.3 C. 规定具有化学物质的环境包括以下6个类别：
Ia Ib
从电源处汲取的是非正弦波形的电流 从电源处获得是脉冲型功率
Ic
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2012 | 23
何谓谐波？
凡是可用基波分量的整数倍周期正弦函数之和表示的周期信号称为谐波。 这样有机会可用交流电路理论处理所有的信号。
1’st (fundamental)