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　　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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