通用变频器选型

前期管理 2018-05-04 11:19:05
  一、通过变频器的控制方式选择变频器类型 
  通用变频器根据其性能、控制方式和用途的不同,习惯上可分为通用型、矢量型、多功能高性能型和专用型等。 
  (一)风机、水泵、空调专用型通用变频器是一种以节能为主要目的的通用变频器,多采用U/f控制方式(电压频率控制),主要在转矩控制性能方面是按降转矩负载特性设计,零速时的起动转矩相比其他控制方式要小一些。 
  (二)高性能矢量控制型通用变频器采用矢量控制方式(将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量和产生转矩的电流分量分别加以控制)或直接转矩控制方式(把磁通和转矩直接作为被控量直接控制转矩),并充分考虑了通用变频器应用过程中可能出现的各种需要,其中重要的一个功能特性是零速时的起动转矩和过载能力,通常起动转矩在150%-200%范围内,甚至更高,过载能力可达150%以上,一般持续时间为60S。这类通用变频器的特征是具较硬的机械特性和动态性能,广泛应用于各类生产机械装置,如机床、塑料机械、生产线、传送带、升降机械以及电动车辆等对调速系统性能和功能有较高要求的场合。 
  (三)专用变频器是为了满足某些特定应用场合的需要而设计生产的,基本上采用矢量控制方式,主要应用于对异步电动机控制性能要求较高的专用机械或系统。例如,在机床主轴驱动专用的高性能变频器中,为了便于和数控装置配合完成各种工作,变频器的主电路、回馈制动电路和各种接口电路等被做成一体,。另外还有电梯专用变频器、中频专用变频器、伺服控制专用变频器、抽油机专用变频器、塑料专用变频器等。 
  (四)中、高压变频器也就是我们常说的高压变频器,对应的电压等级为1500V、3KV、6KV、10KV,这类变频器通常采用GTOPWM控制方式(变频器的输出频率与逆变器换流器件的开关频率不同),输出频率可达120 Hz,在风机、水泵、矿山机械、电力设备等领域中广泛应用。 
  (五)单相变频器是指单相进、三相出,是单相交流220V输入,三相交流200-230V输出,主要用于输入为单相电源的三相交流电动机场合。 
  二、根据通用变频器的选型依据确定变频器的容量 
  (一)根据变频器拖动的机械特性选择 
  1.用于控制高速电机时,由于高速电动机的电抗小,会产生较多的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。因此,选择用于高速电动机的变频器时,应比普通电动机的变频器稍大一些;2.用于变极电动机时,应充分注意选择变频器的容量,使其最大额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外,在运行中进行极数转换时,应先停止电动机工作,否则会造成电动机空转,恶劣时会造成变频器损坏;3.用于驱动防爆电机时,由于变频器没有防爆功能,应考虑是否将其安装于危险场所之外;4.用于驱动齿轮减速电动机时,使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时,在低速范围内没有限制;在超过额定转速以上的高速范围内,有可能发生润滑油用光的危险。因此,不要超过最高转速容许值;5.用于驱动绕线转子异步电动机由于绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比,绕线电动机绕组的阻抗小,因此,容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象,所以应选择比通常容量稍大的变频器;6.用于驱动同步电动机,与工频电源相比,会降低输出容量10%~20%,变频器的连续输出电流要大于同步电动机额定电流。 
  (二)变频器输出端允许连接的电缆长度是有要求的,或要长电缆运行或控制几台电动机时,应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。特殊场合,环境温度高、海拔高度高于1000m等,也要扩容。 
  (三)选择的通用变频器的防护等级要符合现场环境情况,否则现场环境会影响变频器的运行。 
  (四)对加速时间有特殊要求时,应核算通用变频器的额定容量,变频器产品目录中所列的通用变频器容量一般以标准条件为准,在过载能力以内进行加减速,若加速时间有特殊要求,应加大一档选择变频器的容量。 
  (五)对减速时间有特殊要求时,如果内部制动功能不能满足要求时,应在外部加制动电阻制动,并要根据需要对制动电阻的大小进行计算。 
  (六)应考虑物理环境。如工作温度、环境温度、潮湿、腐蚀性气体及灰尘、振动冲击等。若不能满足要求,必须采用相应的附加防护措施。 
  (七)应考虑的电气环境。安装通用变频器应考虑的电气环境主要是中心控制室、通用变频器与电动机三者之间的距离以及电磁干扰和电气安全等方面的问题。 
  1.安装距离。由于通用变频器的输出电压中含有大量的谐波成分,其中高次谐波会使通用变频器输出电流增加,造成电动机发热、产生振动和噪声,加速绝缘老化,同时谐波还会向空间发射不同程序的无线电干扰,其次还会产生反射波电压,随着距离的增加,电动机端电压会升高,而且大于绝缘系统的额定耐压,因此变频器最好安放在电动机附近。距离较远时需要加装输出交流电抗器;2.接地。通用变频器应与电动机共地,具有相同的等电位;3.噪声与载波频率。早期的变频器电动机噪声比工频供电时大,现象采用IGBT逆变器使噪声的频率升到比人耳听觉高的范围内,即我们所说的静音式变频器,但这也使电动机产生高频尖峰脉冲电压,从而引起绝缘降低、透发故障。所以,采用的开关频率就是降低噪声的最小设定值,其范围为2-5kHz,应尽量避免8-10kHz;4.防雷。在通用变频器中,一般都设有雷电吸收电路,但在实际工作中,特别是电源架空进线的情况下,变频器本身的雷电吸收电路是不能满足要求的,雷电活跃地区宜考虑在架空进线处装设变频器专用避雷器或抑制器。 
  三、结束语 
  要让通用变频器在生产中充分发挥它的作用,首先应全面了解生产工艺过程,明确负载特性及所需的功能、技术指标,合理的选用变频器。
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