具體來說,低壓通用變頻器的選擇包括選型和容量選擇兩個方面。選擇變頻器有兩個基本原則:變頻器的功能特性可以保證工藝要求的可靠實現(xiàn),獲得更好的性價比。
變頻器應該如何選擇
為了確保變頻器的功能特性能夠可靠地滿足工藝要求,在選擇變頻器時應密切注意以下技術參數(shù):
1.根據(jù)電機的實際工作電流選擇變頻器
電機的實際工作電流是選擇變頻器最關鍵的因素。變頻器長時間工作時,變頻器的輸出電流必須大于電機的實際工作電流。記?。。?!
在項目中,通常先選擇電機,然后根據(jù)電機選擇變頻器。電機的實際工作電流不是電機銘牌上標明的額定電流。在選擇逆變器時,您應該熟悉工作條件,估計電機的工作電流與時間的關系,然后才能確定相應的逆變器型號。
1.1正常情況下,變頻器以恒轉(zhuǎn)矩負載驅(qū)動電機,根據(jù)電機額定電流選擇變頻器。
1.2正常情況下,變頻器驅(qū)動風機和泵類負載的電機,根據(jù)電機的額定電流選擇變頻器。
1.3對于經(jīng)常短時間過載的電機,需要計算過載周期和過載電流。
變頻器在驅(qū)動這類負載的電機時,要求變頻器的最大輸出電流Imax大于電機的峰值電流,變頻器的I2t在其允許范圍內(nèi),因此在選擇變頻器時可以放大一檔或幾檔,以滿足現(xiàn)場要求?,F(xiàn)在以10kW和20A額定電流電機為例:如果電機間歇工作,在一秒鐘內(nèi)過載運行時峰值電流為40A(兩倍額定電流),然后停止運行20秒鐘。此時應使用變頻器過載曲線進行選擇:首先要畫出電機電流隨時間變化的曲線,其次要考慮變頻器的輸出電流曲線能否覆蓋電機電流曲線(即變頻器的輸出電流是否超過電機的實際工作電流)。只有輸出電流曲線覆蓋電機電流曲線的變頻器型號適用于重型電機。對于重型變頻器的選擇,往往有一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)可以參考。
變頻器西門子產(chǎn)品過載能力更好,一般允許1.6倍短期過載。不同品牌逆變器的過載能力可以參考所選逆變器的樣本。
2.變頻器的選擇應充分考慮環(huán)境對變頻器的影響
2.1溫度對變頻器的影響
變頻器的環(huán)境溫度一般為-10 ~ 40℃。如果環(huán)境溫度高于40℃,變頻器每1℃降額5%。如果環(huán)境溫度為每升10℃,變頻器的壽命將減半,因此必須解決好變頻器的周邊環(huán)境和散熱問題。
2.2濕度對變頻器的影響
變頻器在濕度低于90%的環(huán)境下工作,空氣體相對濕度小于等于90%,無冷凝。當濕度過高,濕度變化較大時,變頻器內(nèi)容易發(fā)生結(jié)露,其絕緣性能會大大降低,甚至可能造成短路。如有必要,必須向儲罐中添加干燥劑或加熱器。
2.3海拔對變頻器的影響
安裝在海拔1000米以下的變頻器可以輸出額定功率。如果海拔超過1000米,它的輸出功率就會降低。
2.4粉塵對變頻器的影響
當有金屬導電粉塵時,不適合安裝變頻器。導電粉塵侵入變頻器,會使變頻器內(nèi)部電路短路,嚴重時會燒壞變頻器。
3.變頻器輸入電源的選擇
常見電壓有單相220伏交流電、三相220伏交流電、三相380伏交流電和三相690伏交流電。輸入電源由現(xiàn)有上游變壓器的電壓水平?jīng)Q定,這應在逆變器選擇的初始階段指定。
電壓等級也決定了電機接線盒的連接方式。星形連接比三角形連接耐壓高,工作電流小。
進線電源頻率一般為50Hz,變頻器對進線頻率波動的容忍度較高,而變頻器的二極管整流橋?qū)︻l率不敏感。
4.變頻器冷卻模式的正確選擇
1000VAC以下的普通低壓變頻器多為內(nèi)部風冷。大功率變頻器成組驅(qū)動時,變頻器冷卻風扇的工作噪音非常大。如有必要,可選擇水冷式系列變頻器。
通用低壓變頻器的選擇步驟
選擇變頻器時,可以采取以下六個步驟:
1.指定設備的工作模式、容量和負載類型
2.確定設備的工藝、性能指標和控制要求
3.確定系統(tǒng)的組織模式、輸入輸出接口和通信接口
4.總結(jié)各種性能指標和要求
5.對匯總結(jié)果進行技術咨詢或直接投標
6.綜合比較變頻器的性能、使用壽命、價格、服務。
為電機選擇合適的變頻器
變頻器的英文譯名是VFD(變頻驅(qū)動),可能是現(xiàn)代科技從中文到英文逆向翻譯的為數(shù)不多的例子。變頻器應用于變頻技術和微電子技術中,通過改變電機工作電源的頻率和幅值來控制交流電機的功率傳輸元件。
為整個電機運動系統(tǒng)選擇合適的變頻器是工程師們頭疼的問題。
一般來說,變頻器的選擇應根據(jù)被控對象的類型、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、起動轉(zhuǎn)矩等來考慮。,使其既能滿足工藝和生產(chǎn)的要求,又易于使用,經(jīng)濟實惠。
一般的經(jīng)驗是:
選擇和電機一樣大的逆變器,有時候可以大一點。
大功率變頻器功率因數(shù)低,最好在變頻器輸入端安裝交流電抗器。這樣一是提高功率因數(shù),二是抑制高頻諧波。如果頻繁起動和制動,安裝制動裝置和制動電阻器。
如果需要降低噪音,可以選擇水冷變頻器;
如果需要制動,應選擇制動斬波器和制動電阻器?;蛘呖梢赃x擇四象限產(chǎn)品,向電網(wǎng)反饋能量,節(jié)約電能;
如果現(xiàn)場只有DC電源,可以選擇簡單的逆變產(chǎn)品(使用DC電源)驅(qū)動電機。
變頻器選擇的最終依據(jù)是變頻器的電流曲線包含機械負載的電流曲線。
下面是我們在選擇變頻器時需要注意的一些實際問題。
1.變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等。
2.變頻器的負載類型;比如葉片泵或容積泵,特別注意負載的性能曲線,這就決定了應用的方法。
3.變頻器與負載的匹配;
電壓匹配;逆變器的額定電壓與負載的額定電壓一致。
電流匹配;普通離心泵和變頻器的額定電流與電機的額定電流一致。對于特殊負載,如深井泵,需要參考電機性能參數(shù)來確定逆變器在最大電流下的電流和過載能力。
扭矩匹配;這種情況可能發(fā)生在恒定扭矩負載或減速裝置的情況下。
4.使用變頻器驅(qū)動高速電機時,由于高速電機電抗小,高次諧波增加,輸出電流值增大。因此,用于高速電機的變頻器容量略大于普通電機。
5.如果變頻器需要長電纜運行,應采取措施抑制長電纜對接地耦合電容的影響,避免變頻器輸出不足。因此,在這種情況下,變頻器的容量應該增加一個檔位,或者在變頻器的輸出端安裝一個輸出電抗器。
6.對于一些特殊的應用,比如高溫、高海拔,變頻器的容量會有所降低,變頻器的容量要加大一檔。
對于一些對電機運動控制系統(tǒng)要求嚴格的場合,需要準確檢測變頻器的匹配效果。直接方法是通過電機測試系統(tǒng)進行測試。然而,為了完成逆變器和電機系統(tǒng)的整體測試,對電機測試系統(tǒng)提出了更高的要求,如高帶寬、高精度電參數(shù)測量、多通道同步測試等。
使用變頻器的注意事項
變頻器使用不當不僅不能充分發(fā)揮其優(yōu)異的功能,還可能損壞變頻器及其設備,或造成干擾等。因此,在使用過程中應注意以下事項:
1、必須選擇正確的變頻器。
2.仔細閱讀產(chǎn)品手冊,按照手冊要求進行連接、安裝和使用。
3.逆變器裝置應可靠接地。第一,抑制射頻干擾,防止變頻器因漏電造成觸電。
4.用變頻器控制電機轉(zhuǎn)速時,電機的溫升和噪聲會高于電網(wǎng)的溫升和噪聲(工頻);低速運行時,由于電機葉片轉(zhuǎn)速較低,應注意通風冷卻和適當減負荷,以避免電機溫升超過允許值。
5.電源線的阻抗不能太小。變頻器連接到電壓電網(wǎng)。當配電變壓器的容量大于500KVA或者是變頻器容量的10倍時,或者變頻器靠近配電變壓器連接時,由于回路阻抗較小,會在瞬間對變頻器造成很大的浪涌,損壞變頻器的整流元件。當線路阻抗太小時,應在電網(wǎng)和變頻器之間安裝一個交流電抗器。
6.當電網(wǎng)中三相電壓的不平衡率大于3%時,變頻器的輸入電流峰值會很大,會導致變頻器及其連接過熱或損壞電子元件。這個時候也要裝交流電抗器。尤其是變壓器V接時更嚴重。除了在交流側(cè)安裝電抗器外,有必要在DC側(cè)安裝DC電抗器。
7.不允許因提高功率因數(shù)而在進線側(cè)安裝過大的電容器,也不允許在電機和變頻器之間安裝電容器,否則線路阻抗會下降,變頻器會因過流而損壞。
8.變頻器的出口側(cè)不能與補償電容并聯(lián),也不能與電容并聯(lián),以減少變頻器輸出電壓的高次諧波,否則可能會損壞變頻器。反應器可以串聯(lián)。
9.帶變頻器的電動機的啟動和停止不能由斷路器和接觸器直接操作,而是由變頻器的控制端子操作,否則會導致變頻器失控,并可能造成嚴重后果
10.變頻器和電機之間一般不要安裝交流接觸器,以免中斷造成過電壓,損壞變頻器。如果需要額外安裝,輸出接觸器應在變頻器運行前關閉。
11.變頻器驅(qū)動普通電機恒轉(zhuǎn)矩運行時,應盡量避免長期低速運行,否則電機散熱效果變差,發(fā)熱嚴重。如果需要長時間低速恒轉(zhuǎn)矩運行,必須選擇變頻電機。
12.當負載提升,頻繁啟停時,會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,需要選擇合適的制動電阻,否則變頻器往往會因過流或過壓故障跳閘。
13.當電機有另一個制動器時,變頻器應工作在自由停止模式,只有變頻器給出停止指令后,才會發(fā)出制動動作信號。
14.變頻器外部制動電阻的停止不得小于變頻器允許的制動電阻要求。在滿足制動要求的前提下,制動阻力要大一些。切勿將制動電阻應連接的端子直接短路;否則,在制動過程中,開關管會發(fā)生短路事故。
15.當變頻器與電機連接時,不允許用兆歐表測量電機的絕緣電阻。否則,兆歐表輸出的高電壓會損壞逆變器。
16、正確處理加減速問題。變頻器設定的加減速時間太短,容易遭受“電擊”,可能損壞變頻器。因此,使用變頻器時,應在負載設備允許的前提下,盡可能延長加減速時間。
(1)、如果負載較重,應增加加速和減速時間;相反,加速和減速時間可以適當減少。
②如果負載設備需要短時間加速和減速,需要增加變頻器的容量,避免過大的電流超過變頻器的額定電流。
③如果負載設備需要短的加減速時間(例如1S以內(nèi)),則應在變頻器上考慮制動系統(tǒng)。一般大容量逆變器都配有制動系統(tǒng)。
17.避免負載設備的機械共振點。由于電機在一定的頻率范圍內(nèi),可能會遇到設備的機械共振點,會產(chǎn)生機械共振,影響系統(tǒng)的運行。為此,需要為變頻器設置跳頻(或回避頻率),跳過(回避)以避開諧振點。
18.第一次使用或長時間放置后再連接變頻器前,必須測量電機的絕緣電阻(用500伏或1000伏兆歐表,測量值應不小于5歐姆)。如果絕緣電阻過低,將會損壞變頻器。
19.變頻器應與通風室垂直安裝空,環(huán)境溫度應控制在不超過40℃。
20.必須采取抗干擾措施,防止變頻器受到干擾而影響其正常工作,或者變頻器產(chǎn)生的高次諧波干擾其他電子設備的正常工作。
21、注意電機的熱保護。如果電機與變頻器的容量兼容,變頻器內(nèi)部的熱保護可以有效保護電機。如果兩個容量不匹配,需要調(diào)整保護值或采取其他保護措施,以確保電機的安全運行。
變頻器的電子熱保護值(電機過載檢測)可設定在變頻器額定電流的25%-105%范圍內(nèi)。
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