純干貨!低壓變頻器選型的基本思路
低壓變頻器如何選型是我們技術(shù)人員和商務(wù)報(bào)價(jià)人員經(jīng)常遇到的問(wèn)題。本文總結(jié)了低壓變頻器選型的一些方法和思路,如有不妥和不足的地方,請(qǐng)大家指正。
首先要考慮的因素包括:品牌,功率,電流,電壓,負(fù)載(就是電機(jī)拖動(dòng)的設(shè)備),應(yīng)用場(chǎng)合另外還有一些選配件要在選擇的時(shí)候注意比如控制面板是否單獨(dú)采購(gòu),需要不需要用濾波器,電抗器,制動(dòng)電阻制動(dòng)單元等。一些專(zhuān)業(yè)設(shè)備要選擇專(zhuān)用變頻器。比如注塑機(jī),電梯, 紡織一些場(chǎng)合選擇專(zhuān)用變頻器更好用。
一、無(wú)論考慮商業(yè)還是技術(shù)角度品牌選擇的是非常重要的。
市場(chǎng)上可以說(shuō)有上百種品牌,ABB,西門(mén)子,施耐德是市場(chǎng)占有量比較大的進(jìn)口品牌。我大致給大家介紹下變頻器的品牌,
歐美品牌
ABB,西門(mén)子,施耐德,偉墾,SEW,AB,丹佛斯,艾默生,伊頓,倫茨等
日韓品牌
富士,安川,三菱,歐姆龍,東芝,三墾,日立,東芝,松下等
臺(tái)灣
臺(tái)達(dá),東元等
國(guó)產(chǎn)品牌
匯川,英威騰,利德華福,普傳,三晶,歐瑞,新時(shí)達(dá),康沃,藍(lán)海華騰,派尼爾,森蘭,正弦等
二、功率的選擇
變頻器常用功率0.75KW,1.5 KW,2.2 KW,3.7 KW,5.5 KW,7.5 KW,11 KW,15 KW,18.5 KW,22 KW,37 KW,45 KW,55 KW,75 KW,90 KW,110 KW,132 KW,160 KW,185 KW,200 KW,220 KW,250 KW,285 KW,312 KW,355 KW
一般變頻器型號(hào)都是按功率大小進(jìn)行定義型號(hào)的,如西門(mén)子6SE6430-2UD33-0DB0 為30KW變頻器,但是ABB型號(hào)是按電流定義的ACS510-01-046A-4是46A 22KW,值得注意的是進(jìn)口品牌的控制面板都需要單獨(dú)采購(gòu),變頻器價(jià)格不含控制面板,而國(guó)產(chǎn)變頻器一般都包含控制面板。
一般來(lái)說(shuō)電機(jī)的功率是變頻器選擇變頻器功率的基礎(chǔ)。但是值得注意的是變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電機(jī)的額定功率只能作為參考。
風(fēng)機(jī)水泵應(yīng)用場(chǎng)合負(fù)載較小,一般變頻器廠家都有專(zhuān)門(mén)的系列變頻器。國(guó)產(chǎn)一般是P系列,進(jìn)口如ABB一般使用ACS510,西門(mén)子430,施耐德ATV61等等,而一些特殊場(chǎng)合負(fù)載大一般都要適當(dāng)?shù)姆糯髾n使用。
三、根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器
(1)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載:可以分為摩擦類(lèi)負(fù)載和位能式負(fù)載。摩擦類(lèi)服裝的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩通常要求額定轉(zhuǎn)矩的150%左右,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩通常要求額定轉(zhuǎn)矩的100%左右,因此變頻器應(yīng)該選擇具有恒定轉(zhuǎn)矩特性,而且起動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩都比較大,過(guò)載時(shí)間過(guò)載能力大的變頻器。位能負(fù)載通常要求大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能,能夠快速實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn),變頻器應(yīng)該選擇具有四象限運(yùn)行能力的變頻器??梢砸灶~定電流為依據(jù),選擇變頻器。比如10KW電機(jī),20A額定電流。變頻器樣本上10KW的變頻器,21A輸出電流。可以選這個(gè)變頻器?! ?(2)風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載:負(fù)機(jī)泵類(lèi)風(fēng)載是典型的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,低速下負(fù)載非常小,并且與轉(zhuǎn)速平方成正比,通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的組合最合適。這類(lèi)負(fù)載對(duì)變頻器的性能要求并不高,只要求經(jīng)濟(jì)性和可靠性,因此要選擇具有U/f=const控制模式的變頻器就可以了。一般情況下,拖動(dòng)風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載的電機(jī),也可以以額定電流為依據(jù),選擇變頻器?! ?(3)恒功率負(fù)載:恒功率負(fù)載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比,但功率保持恒定的負(fù)載,比如卷取機(jī)、機(jī)床等。對(duì)恒功率特性的服裝配用變頻器的絲毫,應(yīng)該要注意的問(wèn)題:在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制,因此電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩有相反傾向,標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)和通用變頻器的組合難以適應(yīng),因此要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。
四、選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電機(jī)的額定功率只能作為參考。根據(jù)工作電流來(lái)選變頻器,在整個(gè)選型流程當(dāng)中,是最后一步了。之所以把它提到最前面來(lái)講,是要強(qiáng)調(diào)一下。選型時(shí),要根據(jù)電機(jī)的實(shí)際工作電流(不是銘牌電流),來(lái)選型變頻器,而不是銘牌功率。原則上要求,在長(zhǎng)時(shí)工作時(shí):變頻器輸出電流>電機(jī)實(shí)際工作電流一般情況下,項(xiàng)目是先選電機(jī),后選變頻器。即變頻器的選型都是針對(duì)即有電機(jī)進(jìn)行的。電機(jī)的實(shí)際工作電流與實(shí)際工況有關(guān)。只有熟悉工況,估算出電機(jī)的工作電流隨時(shí)間變化的關(guān)系,才能確定相應(yīng)的變頻器的型號(hào)。
五、變頻器若要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí),變頻器應(yīng)放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
六、當(dāng)變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺(tái)電機(jī)時(shí),一定要考慮變頻器到電動(dòng)機(jī)的電纜的長(zhǎng)度總和在變頻器的容許范圍內(nèi)。
七、對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合,如高環(huán)境溫度、高開(kāi)關(guān)頻率、高海拔高度等,此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容,變頻器需放大一檔選擇.
八、選擇用于高速電動(dòng)機(jī)的變頻器時(shí),應(yīng)比普通電動(dòng)機(jī)的變頻器稍大一些。
九、變頻器用于變極電動(dòng)機(jī)時(shí),應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量,使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。
十、使用變頻器驅(qū)動(dòng)齒輪減速電動(dòng)機(jī)時(shí),使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分潤(rùn)滑方式的制約。不要超過(guò)最高轉(zhuǎn)速容許值。
十一、變頻器驅(qū)動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)時(shí),大多是利用已有的電動(dòng)機(jī)。容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過(guò)電流跳閘現(xiàn)象,所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。 十二、變頻器驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)時(shí),與工頻電源相比,降低輸出容量10%~20%。
十三、對(duì)于壓縮機(jī)、振動(dòng)機(jī)等轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大的負(fù)載和油壓泵等有峰值負(fù)載情況下,應(yīng)了解工頻運(yùn)行情況,選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器。
十四、當(dāng)變頻器控制羅茨風(fēng)機(jī)時(shí),由于其起動(dòng)電流很大,所以選擇變頻器時(shí)一定要注意變頻器的容量是否足夠大。
十五、選擇變頻器時(shí),一定要注意其防護(hù)等級(jí)是否與現(xiàn)場(chǎng)的情況相匹配。
十六、單相電動(dòng)機(jī)一般不適用變頻器驅(qū)動(dòng)。
十七、低壓變頻器選型的其他因素
海拔。
環(huán)境溫度。運(yùn)輸和存儲(chǔ)溫度。保護(hù)等級(jí)。
進(jìn)線電壓等級(jí)。進(jìn)線電源頻率。變頻器輸出頻率范圍。
變頻器本身的效率。過(guò)載能力。冷卻方式。
尺寸。結(jié)構(gòu)。安裝方法。
其他選件。
(1)海拔
海拔超過(guò)1000米以后,會(huì)造成電子器件性能下降,比如電容耐壓能力下降,電流承受能力也會(huì)下降。所以在海拔超過(guò)1000米的地方使用變頻器,注意它的降容系數(shù)。西門(mén)子變頻器樣本上,會(huì)給出一個(gè)降容曲線,隨海拔升高,過(guò)壓和過(guò)流能力都有所下降。
(2)環(huán)境溫度
在運(yùn)輸過(guò)程中,變頻器允許的溫度范圍大一些。比如MM4系列變頻器允許的存儲(chǔ)溫度為-40~+70度。這滿足世界上絕大多數(shù)場(chǎng)合。
在工作過(guò)程中,變頻器允許的溫度范圍一般在-10~+50度(參考樣本)。如果在北方寒冷的冬天使用變頻器,可能會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)低而起動(dòng)不了。在提高環(huán)境溫度到工作溫度范圍內(nèi)以后,再起動(dòng)變頻器。起動(dòng)以后,變頻器自身發(fā)熱,以保證溫度不至過(guò)低。
變頻器的性能數(shù)據(jù),是在工作溫度為40度時(shí)給出的。原則上,如果保證環(huán)境溫度低于40度,那么變頻器是可以增容使用的。在超過(guò)40度時(shí),變頻器要降容使用,這也是要注意的。
海拔和溫度都會(huì)影響變頻器的額定數(shù)據(jù)。
(3)進(jìn)線電源
常用的電壓為單相220VAC,三相220VAC,三相380VAC,三相690VAC。這是在選型初期就該確定下來(lái)的。這由既有的上游變壓器電壓等級(jí)決定。
電壓等級(jí)也決定了電機(jī)接線盒的接線方式。星接比角接有更高的耐壓能力和更小的工作電流。
進(jìn)線電源頻率,一般在50Hz。變頻器對(duì)進(jìn)線頻率的波動(dòng)有較高的承受能力,二極管整流橋?qū)︻l率不敏感。MM440允許的頻率范圍是47Hz~63Hz。
(4)過(guò)載能力
在電機(jī)不在S1工作制時(shí),即短時(shí)間歇過(guò)載運(yùn)行時(shí),其瞬間工作電流可以超過(guò)電機(jī)額定電流,以獲得更高的軸功率輸出。這要求變頻器有很強(qiáng)的過(guò)流能力。西門(mén)子變頻器的過(guò)載能力十分出色。以MM440為例,一個(gè)額定為10A輸出的變頻器,可以3秒內(nèi)過(guò)載至20A。即200%過(guò)載!
(5)冷卻方式
常見(jiàn)的低壓(1000VAC以下)變頻器,多為內(nèi)部風(fēng)冷。在大功率變頻器成組傳動(dòng)時(shí),風(fēng)機(jī)的工作噪音很大。在必要的情況下,可以選用水冷系列產(chǎn)品。

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