变频器应该如何选型?如何给电机选择合适变频器?

 行业资讯     |      2019-12-27 09:25:35

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,获得比较好的性价比。

变频器应该如何选型

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***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,估算出电机的工作电流随时间变化的关系,才能确定相应的变频器的型号。

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 经常短时过载运行的电机,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***大输出电流I***大于电机峰值电流,且变频器的I2t在自身允许范围内,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。能对于重载变频器的选型,往往有一些经验数据可以参考。

变频器过载能力西门子产品比较好,一般允许1.6倍短时过载。不同***变频器过载能力可参考该变频器选型样本。

2、变频器选型应充分考虑环境对变频器的影响

2.1 温度变频器的影响

变频器的使用环境温度一般在-10~40℃,环境温度若高于40℃,每升高1℃,变频器应降额5%使用;环境温度每升10℃,则变频器寿命减半,所以周围环境及变频器散热的问题一定要解决好。

2.2 湿度对变频器的影响

变频器在湿度低于90%的环境中工作,空气的相对湿度小于或等于90%,无结露。湿度太高且湿度变化较大时,变频器内部容易出现结露现象,其绝缘性能就会大大降低,甚至可能引发短路。必要时,必须在箱中增加干燥剂或加热器。

2.3 海拔高度对变频器的影响

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

2.4 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。导电性粉尘侵入变频器内部,会使变频器内部线路短路,严重时会烧毁变频器。

3、变频器进线电源选择

常用的电压为单相220VAC、三相220VAC、三相380VAC和三相690VAC。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。

电压等级也决定了电机接线盒的接线方式。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较高的承受能力,变频器二极管整流桥对频率不敏感。

4、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。

通用低压变频器选型步骤

在选择变频器时,可以按以下六个步骤进行:

1、明确设备的工作方式、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。

给电机选择合适变频器

变频器的英文译名是VFD(Variable Frequency Drive),这可能是现代科技由中文反向翻译为英文的为数不多实例之一。变频器是应用在变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。

而为整个电机运动系统选择合适的变频器,已是让工程师一个头痛的问题。

总的来说,变频器的选用,应按照被控对象的类型、调速范围、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。

一般性的经验是:

多大的电机就选择多大的变频器,有时也可大一个规格。

大功率的变频器功率因数较低***在变频器的进线端加装交流电抗器。这样一是提高功率因数,二是抑制高频谐波。如果经常频繁启动,制动,要安装制动单元和制动电阻。

如果需要降低噪音,可用选择水冷型变频器;

如果需要制动,需选配制动斩波器以及制动电阻。或可用选择四象限产品,可以向电网回馈能量,节省电能 ;

如果现场仅有直流电源的话,可以选择单纯的逆变产品(使用直流电源)用以驱动电动机。

变频器选型的***终依据,是变频器的电流曲线包罗机械负载的电流曲线。

这里罗列了一些选择变频器时,我们需要关注的实际问题。

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;

电压匹配;变频器的额定电压与负载的额定电压相符。

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***大电流确定变频器电流和过载能力。

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。

对一些电机运动控制系统要求严格的场合,需要准确检测变频器的选配效果如何,直接方法就是通过电机测试系统进行测试。但要想完成变频器与电机系统的整体测试,对电机测试系统也就提出了更高的要求,比如高带宽、高精度的电参数测量,多通道同步测试等。

变频器使用过程中注意事项

变频器使用不当,不但不能很好的发挥其***的功能,而且还可能损坏变频器及其设备,或造成干扰影响等,因此在使用过程中应该注意以下的事项:

1、必须正确选用变频器。

2、认真阅读产品说明书,并按照说明书的要求接线、安装和使用。

3、变频器装置应可靠接地,一抑制射频干扰,防止变频器因漏电而引起电击。

4、用变频器控制电动机转速时,电动机的温升及噪声会比用网电(工频)时高;在低速运转时,因电动机风叶转速低,应注意通风冷却以及适当减轻负载,以免电动机温升超过允许值。

5、供电线路的阻抗不能太小。变频器接入电压电网,当配电变压器的容量大于500KVA或配电变压器的容量大于变频器的容量的10倍时,或变频器的接在离配电变压器很近的地方时,由于回路阻抗小,投入瞬间对变频器产生很大的浪涌,会损坏变频器的整流元件等。当线路阻抗过小时,应在电网与变频器之间加装交流电抗器。

6、当电网三相电压不平衡率大于3%时,变频器输入电流的峰值就很大,会造成变频器及连接过热或损坏电子元件,这时也需加装交流电抗器。特别是变压器为V形接法时更为严重,除在交流侧加装电抗器外,还需要在直流侧加装直流电抗器。

7、不能因为提高功率因数而在进线侧装设过大的电容器,也不能再电动机与变频器之间装设电容器,否则会使线路阻抗下降,产生过流而损坏变频器

8、变频器出线侧不能并联补偿电容,也不能为了减少变频器输出电压的高次谐波而并联电容器,否则可能损坏变频器,为了减少谐波。可以串联电抗器。

9、用变频器调速的电动机的起动和停止,不能用断路器及接触器直接操作,而应用变频器的控制端子来操作,否则会造成变频器失控,并可能造成严重的后果

10、变频器与电动机之间一般不宜加装交流接触器,以免断流间产生过电压而损坏逆变器。若需要加装,在变频器运行前,输出接触器应先闭合。

11、对于变频器驱动普通电动机作恒转矩运行的场合,应尽量避免长期低速运行,否则电动机散热效果变差,发热严重。如果需要以低速恒转矩长期运行,就必须选用变频电动机。

12、对于提升负载、频繁起停的场合,会有夫转矩产生,需要选配适当的制动电阻,否则变频器将常因过电流或过电压故障而跳闸。

13、当电动机另有制动器时,变频器应工作于自由停机方式,且制动的动作信号在变频器发出停车指令后才发出。

14、变频器外接的制动电阻的阻止不能小于变频器允许所带制动电阻的要求。在满足制动要求的前提下,制动电阻宜取大些。切不可将应接制动电阻的端子直接短接,否则,在制动时会通过开关管发生短路事故。

15、变频器与电动机相连时,不允许用兆欧表去测量电动机的绝缘电阻,否则,兆欧表输出的高压会损坏逆变器。

16、正确处理好升速与减速问题。变频器设定的加、减速时间过短,容易受到“电冲击”而有可能损坏变频器。因此使用变频器时,在负载设备允许的前提下,应尽量延长加、减速时间。

①、如果负载重,则应增加加、减速时间;反之,可适当减少加、减速时间。

②、如果负载设备需要短时间内加、减速,则必须考虑增大变频器的容量,以免出现太大的电流,超过变频器的额定电流。

③、如果负载设备需要很短的加、减速时间(如1S以内),则应考虑在变频器上采用刹车系统。一般较大容量的变频器都配有刹车系统。

17、避开负载设备的机械共振点。因为电动机在一定的频率范围内,可能会遇到设备的机械共振点,产生机械的谐振,影响系统的运行。为此,需要对变频器设置跳跃频率(或称回避频率),把该频率跳过去(回避掉)以避开共振点。

18、电动机***使用或长时间放置后再接入变频器使用之前,必须对电动机进行绝缘电阻测量(用500V或1000V兆欧表,测量值应不小于5M欧)。如果绝缘电阻过低,则会损坏变频器。

19、变频器应垂直安装,留有通风空间,并控制环境温度不超过40℃。

20、必须采取抗干扰措施,以免变频器受干扰而影响其正常工作,或变频器产生的高次谐波干扰其他电子设备的正常工作。

21、注意电动机的热保护。如果电动机与变频器容量适配,则变频器内部的热保护能有效的保护电动机。如果两者容量不匹配,须调整其保护值或采取其他保护措施以保证电动机的安全运行。

变频器电子热保护值(电动机过载检测),可在变频器额定电流的25%-105%范围内设定。


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