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淺談矢量變頻器選型需要注意哪些
點(diǎn)擊次數:1428 發(fā)布時(shí)間:2018/7/12 8:37:11

  摘要:隨著(zhù)科技的進(jìn)步,矢量變頻器應用的日益廣泛,節能降耗意識的提高,從而人們更加關(guān)注如何選擇矢量變頻器更經(jīng)濟,更節電。
  關(guān)鍵詞:矢量變頻器;節能降耗;廣泛
  一、矢量變頻器為什么能節能降耗
  典型的就是風(fēng)機泵類(lèi)負載。在過(guò)去,風(fēng)機、泵類(lèi)負載調節流量常采用的方法是用閥門(mén)或擋板來(lái)實(shí)現的,這樣做雖然也能達到調節流量的目的,但是缺點(diǎn)有兩點(diǎn):一是閥門(mén)或擋板容易損壞,另一個(gè)就是不能節能,因為在調節流量時(shí),電機的輸出功率根本沒(méi)有變化。如果采用矢量變頻器,它就采用調節電機轉速來(lái)調節流量的,因為轉速與流量為正比關(guān)系,輸出功率與流量的三次方是正比關(guān)系,所以這樣可以大大節約電能,又省去了閥門(mén)與擋板的復雜控制。
  二、矢量變頻器的選擇
  1.電壓選擇
  矢量變頻器的輸出電壓等于電機的工頻額定電壓。
  2.電流選擇
 ?。?)矢量變頻器與電動(dòng)機為一對一關(guān)系時(shí)
  電動(dòng)機在額定運行狀態(tài)下時(shí),電流要滿(mǎn)足如下關(guān)系
  IN≥1.1IMm (1)
  式中:IN變頻器的額定電流,單位為A;
  Im電動(dòng)機的最大運行電流,單位為A。
 ?。?)變頻器與電動(dòng)機為一對多時(shí)
  一臺矢量變頻器帶動(dòng)若干臺電動(dòng)機時(shí),一般情況下,小于7.5kW的電動(dòng)機采用直接起動(dòng),功率較大的則使用矢量變頻器功能實(shí)行軟起動(dòng)。此時(shí),變頻器輸出的額定電流按下式進(jìn)行計算:
  IN≥((m∑i=1)Imi+(n∑j=1)Inj/Kp (2)
  式中(m∑i=1)Imi所有直接起動(dòng)電動(dòng)機的堵轉電流之和;
 ?。╪∑j=1)Inj所有軟起動(dòng)電動(dòng)機的額定電流之和;
  Kp―變頻器允許過(guò)載倍數(1.3~1.5)。
  3.容量選擇
  矢量變頻器的容量要和電動(dòng)機的容量相匹配。
 ?。?)一臺矢量變頻器帶動(dòng)一臺電動(dòng)機時(shí)的容量選擇
  連續恒定負載運行時(shí)所需的矢量變頻器容量SN的計算如式(3)和式(4)所示,式(3)滿(mǎn)足負載的輸出要求,式(4)實(shí)現與電動(dòng)機容量的配合。電動(dòng)機運行時(shí)要同時(shí)滿(mǎn)足式(3)和式(4)。
  SN≥kPm/ηCOSφ (3)
  SN≥√3kUMIMX10-3 (4)
  式中:
  Pm電動(dòng)機軸上輸出的機械功率,單位為kW;
  η電動(dòng)機的效率;
  COSφ電動(dòng)機的功率因數;
  UM電動(dòng)機的電壓,單位V;
  IM電動(dòng)機的電流,單位為A;
  k電流波形的修正系數,PWM方式是通常取為1.0~1.5;
  SN矢量變頻器的額定容量,單位是kVA。
 ?。?)矢量變頻器同時(shí)驅動(dòng)多臺電動(dòng)機時(shí),需要考慮矢量變頻器的過(guò)載能力,要保證矢量變頻器的額定電流大于所有電動(dòng)機的運行電流之和。設矢量變頻器的過(guò)載能力為KP,允許過(guò)載的時(shí)間為1min,如果電動(dòng)機的加速時(shí)間在1min以下時(shí),則矢量變頻器的驅動(dòng)容量可按式(5)計算,如果電動(dòng)機的加速時(shí)間在1min以上時(shí),則矢量變頻器的驅動(dòng)容量可按式(6)計算。
  kPSN≥kPm/ηCOSφ [NT+NS(ks-1)] (5)
  SN≥kPm/ηCOSφ [NT+NS(ks-1)] (6)
  式中:
  NT電動(dòng)機并聯(lián)的臺數;
  NS電動(dòng)機同時(shí)起動(dòng)的臺數;
  ks電動(dòng)機起動(dòng)電流與電動(dòng)機額定電流的比值。
  其它各量同上。
 ?。?)大慣性負載起動(dòng)時(shí)矢量變頻器的容量計算如下:
  SN≥knN(TL+GD2nN/375tA)/9550ηCOSφ (7)
  式中:GD2 換算到電動(dòng)機軸上的總GD2;
  TL 負載轉矩;
  tA 根據負載要求確定的電動(dòng)機加速時(shí)間,單位是S;
  nN 電動(dòng)機的額定轉速,單位是r/min;
  SN矢量變頻器的額定容量,單位是kVA;
  Ks電動(dòng)機起動(dòng)電流與電動(dòng)機額定電流的比值。
 ?。?)當電動(dòng)機運行時(shí)的實(shí)際功率小于額定功率時(shí),選用矢量變頻器時(shí)可以小于電動(dòng)機額定功率,但要注意瞬時(shí)峰值電流造成過(guò)負荷的影響。
  4.矢量變頻器型式的選擇
  對于調速精度沒(méi)有要求的設備,則選用普通U/f控制通用變頻器;對于低速時(shí)要求有較硬的機械特性,并要求有一定的調速精度,在動(dòng)態(tài)方面無(wú)較高要求的負載,可選用不帶速度反饋的矢量控制型通用變頻器;對于某些對調速精度及動(dòng)態(tài)性能方面都有較高要求,以及要求高精度同步運行的負載,可選用帶速度反饋的矢量控制型通用變頻器。軋鋼類(lèi)對動(dòng)態(tài)性能要求較高的生產(chǎn)機械,采用矢量控制高性能型變頻器是一種很好的選擇。對于恒轉矩類(lèi)負載,當采用普通功能型變頻器時(shí),常采用加大電動(dòng)機和變頻器的容量的方法,來(lái)提高低速轉矩,但這種方式要考慮低速下強迫風(fēng)冷及絕緣級別的提高;另一種就是采用具有轉矩控制功能的高功能型U/f控制通用變頻器。
  矢量控制方式只能一臺變頻器驅動(dòng)一臺電動(dòng)機,當一臺變頻器驅動(dòng)多臺電動(dòng)機時(shí),只能選擇U/f控制模式,不能用矢量控制模式。
  目前常用的產(chǎn)品是高功能型U/f控制通用變頻器;具備轉矩控制功能,有無(wú)跳閘能力,輸出靜態(tài)轉矩高,機械特性硬度高于工頻電網(wǎng)供電的異步電動(dòng)機,并且具有挖土機特性。但對于要求較高動(dòng)態(tài)性能的負載,則優(yōu)先選用高動(dòng)態(tài)性能型矢量控制通用變頻器;另外無(wú)速度傳感器矢量控制通用變頻器也正被廣泛應用。
  5.矢量變頻器的防護級別選擇
  因為設備工作環(huán)境復雜,變頻器在環(huán)境條件差的境況下工作,就會(huì )影響變頻器的使用壽命和出力,所以變頻器的箱體結構按使用環(huán)境分為以下四個(gè)防護級別:
 ?。?)敞開(kāi)式IP00 應用在環(huán)境條件較好的場(chǎng)所,如配電室的盤(pán)、箱、柜內;
 ?。?)封閉式IP20 不可以在有直徑小于12.5mm的粉塵環(huán)境中工作;
 ?。?)密封式IP54 適用在環(huán)境比較潮濕,沒(méi)有危險的灰塵環(huán)境中,有防濺水功能;
 ?。?)密封式IP65 適用在環(huán)境中有危險的灰塵,并有防噴水的功能。
  6.變頻器對溫濕度的要求
 ?。?)環(huán)境溫度要在合適的范圍內,否則電路元器件就會(huì )出現故障,另外溫度過(guò)高也會(huì )影響變頻器的輸出電流,如當環(huán)境溫度小于40度時(shí),變頻器輸出為額定電流;當環(huán)境溫度為45度時(shí),變頻器輸出電流為0.8倍額定電流;當環(huán)境溫度為50度時(shí),變頻器輸出電流為0.6倍額定電流。因此,安裝變頻器時(shí),一定要考慮通風(fēng)散熱。
 ?。?)為了不破壞線(xiàn)路及電路板,要求環(huán)境的相對濕度不結露,無(wú)冰凍。
 ?。?)海拔高度也會(huì )影響變頻器的電氣絕緣,據統計,海拔每升高100米,電氣絕緣就會(huì )降低1%。
  在選用矢量變頻器時(shí)需仔細閱讀變頻器的使用說(shuō)明書(shū),了解使用環(huán)境,進(jìn)行恰當的選擇矢量變頻器。
  7.在有爆炸危險氣體或粉塵環(huán)境下,必須將變頻器設置在危險場(chǎng)所之外
  綜上所述,為了達到節能降耗,還要安全適用,在選擇矢量變頻器時(shí)一定要做到應用環(huán)境恰當,電壓匹配,電流要相當,容量合適,型式還要滿(mǎn)足工藝要求。
  此文由上海碩吉電器有限公司發(fā)布,上海碩吉電器專(zhuān)業(yè)制造矢量變頻器,軟啟動(dòng)器,電動(dòng)機保護器,多功能儀表,等智能化、節能環(huán)保系列產(chǎn)品。 官方網(wǎng)站:http://www.hasanulislam.com。

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