变频器选型

变频器选型

电气1011班忠

变频器定义：转换电能并能改变频率的交流电能驱动器

选型基本要素

1、功能

控制方法，输入输出控制端子功能，频率给定方式等

2、性能

电压级别，过流能力，响应速度，频率精度，线路长度要求等

3、动静态指标

安装方式，防护等级等

变频器选型时要确定以下几点：

1) 采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。

2) 变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。

3) 变频器与负载的匹配问题；

I.电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。

II. 电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。

III.转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。

4) 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。

5) 变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器

6) 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。

变频器选型的容量应作如下考虑：对连续运行时所需变频器容量Po(kVA)必须满足如下几点：

(1) 变频器容量必须大于负载所要求的输出，即 (2) 变频器容量不能低于电机容量，即：（3）变频器电流I0应大于电机电流，即I0≥kIM (4)起动时变频器容量应满足下式：以上各式中：Io为变频器电流；GD2为电机轴端换算；tA为加速时间，根据负载要求确定：k为电流波形补偿系数(PWM控制方式时取1.05～1.10)；TL为负载转矩；η为电动机效率(通常取0.85)；COSφ为电机功率因数(通常取0.75)；PM为负载所要求的电机轴输出；IM为电机额定电流；UM为电机额定电压；nM为电机额定转速。对于容量明显偏小变频器的解决措施，可采取增加变频器容量，减小电机容量或负载等改造措施来适应变频器的输出功率。另外，用户在提供实际工况原始参数时，要保证其准确性，未使用过变频器的用户可请有经验的单位或变频器设计制造厂家做方案设计，提出具有建设性或指导性的意见，以保证变频器设计选型正确。 3 变频器与电动机配套问题

变频器在实际应用中，要考虑与电动机相匹配的问题，如低速时的冷却问题，电动机的稳定性和频繁起动问题。对于调速围比较宽，特别是具有恒转矩和恒功率调速两个运行围的电动机，由于在低速时的电流和磁通基本保持不变的恒转矩特性，使它散热困难，因此不能采用自带风扇冷却。这种方式对高速和低速运行的工况不利，低速时冷却效果差，高速时电动机效率严重下降。通常情况下，如果采用自带风机冷却或管道通风时，冷却风量的选择原则是每20kW的电动机损耗需要1m2／s的风量。除了尽可能减少各种损耗外，还要对空气的流场和温度进行认真地分析，减少温度分布的不均匀系数，提高电动机线圈端部的传热性能，加强电动机机座本身的散热能力。由于电动机动态稳定性与系统的状态有关，它在电源容量大的工频电源系统中可以稳定运行，在采用变频器供电时，系统运行则可能发生不稳定性。在用户实际使用中，当一台电动机专用一个变频电源时，运行稳定。而多台电动机共用一个变频电源组合传动时，就变得不稳定了。通过对这些现象的分析，发现有以下两个原因：即电动机固有的低频不稳定性和电动机与变频器相互影响造成的不稳定性。在低频时的这种不稳定性表现为持续地振荡，也就是转子转速在同步转速附近的摆动，另一方面，也可能超出变频器的换向能力而使其保护动作，导致不能正常工作。电动机和变频器之间相互

影响造成的不稳定性，主要是由于电动机机械系统的惯性或变频器直流环节中滤波电感及电容之间发生能量交换造成的。由于变频器电源可以在很低的频率下起动电动机，对于一些大容量的调速系统，不仅可以频繁起动，还可以频繁正反转，使交流电动机在四象限运行。为了达到节能的效果，风机可以每天起动几十次，泵类可以起动几百次，对于可逆轧机的主传动和辅助传动电动机，则起动和正反转的次数会更多。因此使电动机经常处于循环交变应力的作用下，对电动机的机械部分和绝缘会带来疲劳和加速老化等问题。目前国外电动机生产厂商均有与变频器配套的各种变频电动机，用户可采用配套的电动机，从而使调速系统性能更加完善，上述问题均是变频器在实际应用中值得认真的考虑。

变频器的选用,应按照被控对象的类型、调速围、静态速度精度、启动转矩等来考虑,使之在满足工艺和生产要求的同时,既好用,又经济。

1.变频器及被控制的电机

(1)电机的极数。一般电机极数以不多于4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,变频器规格可以降格选龋。

(3)电磁兼容性。为减少主电源|稳压器干扰,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。

2.变频器箱体结构的选用

变频器的箱体结构要与条件相适应,必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。有下列几种常见结构:

(1)敞开型IP00型。本身无机箱,可装在电控箱或电气室的屏、盘、架上,尤其适于多台变频器集中使用时选用,但环境条件要求较高。

(2)封闭型IP20型。适于一般用途,可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合。

(3)密封型IP45型。适于工业现场条件较差的环境。

(4)密闭型IP65型。适于环境条件差,有水、灰尘及一定腐蚀性气体的场合。

3.变频器功率的选用