變頻器的正確選擇對(duì)于控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。選擇成都變頻器時(shí)必須要充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載特性。人們?cè)趯?shí)踐中常將生產(chǎn)機(jī)械分為三種類型:恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率負(fù)載和風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載。
恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載:
負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n無關(guān),任何轉(zhuǎn)速下TL總保持恒定或基本恒定。例如傳送帶、攪拌機(jī),擠壓機(jī)等摩擦類負(fù)載以及吊車、提升機(jī)等位能負(fù)載都屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。
變頻器拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時(shí),低速下的轉(zhuǎn)矩要足夠大,并且有足夠的過載能力。如果需要在低速下穩(wěn)速運(yùn)行,應(yīng)該考慮標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)的散熱能力,避免電動(dòng)機(jī)的溫升過高。
恒功率負(fù)載:
機(jī)床主軸和軋機(jī)、造紙機(jī)、塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機(jī)、開卷機(jī)等要求的轉(zhuǎn)矩,大體與轉(zhuǎn)速成反比,這就是所謂的恒功率負(fù)載。負(fù)載的恒功率性質(zhì)應(yīng)該是就一定的速度變化范圍而言的。當(dāng)速度很低時(shí),受機(jī)械強(qiáng)度的限制,TL不可能無限增大,在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。負(fù)載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對(duì)傳動(dòng)方案的選擇有很大的影響。電動(dòng)機(jī)在恒磁通調(diào)速時(shí),******容許輸出轉(zhuǎn)矩不變,屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速;而在弱磁調(diào)速時(shí),******容許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比,屬于恒功率調(diào)速。如果電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負(fù)載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致時(shí),即所謂“匹配”的情況下,電動(dòng)機(jī)的容量和變頻器的容量均***小。
風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載:
在各種風(fēng)機(jī)、水泵、油泵中,隨葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng),空氣或液體在一定的速度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的阻力大致與速度n的2次方成正比。隨著轉(zhuǎn)速的減小,轉(zhuǎn)速按轉(zhuǎn)速的2次方減小。這種負(fù)載所需的功率與速度的3次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量、流量減小時(shí),利用變頻器通過調(diào)速的
方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量,可以大幅度地節(jié)約電能。由于高速時(shí)所需功率隨轉(zhuǎn)速增長(zhǎng)過快,與速度的三次方成正比,所以通常不應(yīng)使風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載超工頻運(yùn)行。
西門子公司可以提供不同類型的變頻器,用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際工藝要求和運(yùn)用場(chǎng)合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時(shí)因注意以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng):
1. 根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器,如負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載需選擇siemens MMV/MDV 變頻器,如負(fù)載為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載應(yīng)選擇siemens ECO變頻器。
2.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。另外應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波,會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率都會(huì)變壞。因此,用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較,電動(dòng)機(jī)的電流增加10%而溫升增加20%左右。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變頻器時(shí),應(yīng)考慮到這中情況,適當(dāng)留有裕量,以防止溫升過高,影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。
3. 變頻器若要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí),此時(shí)應(yīng)該采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響,避免變頻器出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
4.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)。如果超過規(guī)定值,要放大一檔或兩檔來選擇變頻器。另外在此種情況下,變頻器的控制方式只能為V/F控制方式,并且變頻器無法保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過流、過載保護(hù),此時(shí)需在每臺(tái)電動(dòng)機(jī)上加熔斷器來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
5. 對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合,如高環(huán)境溫度、高開關(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。
6. 使用變頻器控制高速電機(jī)時(shí),由于高速電動(dòng)機(jī)的電抗小,高次諧波亦增加輸出電流值。因此,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。
7. 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******額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外,在運(yùn)行中進(jìn)行極數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí),應(yīng)先停止電動(dòng)機(jī)工作,否則會(huì)造成電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn),惡劣時(shí)會(huì)造成變頻器損壞。
8. 驅(qū)動(dòng)防爆電動(dòng)機(jī)時(shí),變頻器沒有防爆構(gòu)造,應(yīng)將變頻器設(shè)置在危險(xiǎn)場(chǎng)所之外。
9. 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。潤(rùn)滑油潤(rùn)滑時(shí),在低速范圍內(nèi)沒有限制;在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi),有可能發(fā)生潤(rùn)滑油用光的危險(xiǎn)。因此,不要超過******轉(zhuǎn)速容許值。
10.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)。
繞線電動(dòng)機(jī)與普通的鼠籠電動(dòng)機(jī)相比,繞線電動(dòng)機(jī)繞組的阻抗小。因此,容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象,所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動(dòng)機(jī)多用于飛輪力矩GD2較大的場(chǎng)合,在設(shè)定加減速時(shí)間時(shí)應(yīng)多注意。
11.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%,變頻器的連續(xù)輸出電流要大于同步電動(dòng)機(jī)額定電流與同步牽入電流的標(biāo)幺值的乘積。
12.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,如果按照電動(dòng)機(jī)的額定電流或功率值選擇變頻器的話,有可能發(fā)生因峰值電流使過電流保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)象。因此,應(yīng)了解工頻運(yùn)行情況,選擇比其******電流更大的額定輸出電流的變頻器。變頻器驅(qū)動(dòng)潛水泵電動(dòng)機(jī)時(shí),因?yàn)闈撍秒妱?dòng)機(jī)的額定電流比通常電動(dòng)機(jī)的額定電流大,所以選擇變頻器時(shí),其額定電流要大于潛水泵電動(dòng)機(jī)的額定電流。
13.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。
14.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。否則現(xiàn)場(chǎng)的灰塵、水汽會(huì)影響變頻器的長(zhǎng)久運(yùn)行。
15.單相電動(dòng)機(jī)不適用變頻器驅(qū)動(dòng)。