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工控秘籍|變頻器如何正確選型?

2020-08-21下載文件:暫時沒有下載文件

變頻器的正確選擇對于控制系統(tǒng)的正常運行來說也是起著重要作用的。變頻器學(xué)院工控小課堂就跟大家客觀的簡單分享一下有關(guān)變頻器的選型誤區(qū)和技巧分析吧!


選型誤區(qū):


? ? ? ?誤區(qū)1:為了省電而選用變頻器?


使用變頻器后能否省電,是由其驅(qū)動的負(fù)載類型決定的。對于風(fēng)機、泵類負(fù)載,選用變頻器后節(jié)能效果顯著;

而對于恒功率負(fù)載和恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,節(jié)能效果較為一般。但是針對某些特殊的場合,也還是有一定的節(jié)能空間,但是需要和其他元器件配合。比如某些工況在運行過程中,它可以開一段時間再停一段時間,電機卻是在長期運行狀態(tài),那么就可以通過其他第二元器件&PLC等控制方式來起到節(jié)能省電的效果。

誤區(qū)2:通過電機銘牌額定功率來決定變頻器選型


以電動機的額定功率來選擇變頻器是有一定的理論依據(jù)的,但很多現(xiàn)場實際情況下,電機運行富裕量太大,或者電機超負(fù)荷運行,這樣變頻器選型要么太大,造成經(jīng)濟浪費,要么變頻器選型過小,造成電機損壞或變頻器炸機。

最簡便的預(yù)估方法是,變頻器選型以電機穩(wěn)定運行時最大的工作電流的1.1倍為依據(jù),如果機械設(shè)備是重載類型,變頻器還需要放大一檔使用。

變頻器的類型劃分


? ? ? ?變頻器一般可分為:精巧通用型、磁通矢量型、行業(yè)專用型這幾大類種。

精巧通用型:功能齊全、強大且穩(wěn)定,適合驅(qū)動常規(guī)負(fù)載:如機械加工設(shè)備,羅氏風(fēng)機也需要用通用性變頻器。



? ? ? 磁通矢量型:
性能優(yōu)于通用型變頻器,適合一些負(fù)載慣性大、需要低頻率高轉(zhuǎn)矩啟動(就是說通常低頻率的時候也能負(fù)載運轉(zhuǎn)起來)負(fù)載的情況。



? ? ? 專用型變頻器:
專門為特定設(shè)備提供的變頻器。如水泵專用變頻器、紡織專用變頻器、水冷全密封變頻器等等。



變頻器的選型技巧分析

變頻系統(tǒng)帶動的負(fù)載設(shè)備大致可分為三種類型:

1.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

2.恒功率負(fù)載

3.風(fēng)機、泵類負(fù)載



恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)別:恒功率在負(fù)載比較輕的場合為多用,恒轉(zhuǎn)矩則多用在重負(fù)載。所以不同負(fù)載類型選擇變頻器的型號不同。

【恒功率負(fù)載】

機床主軸和軋機、造紙機、切割機、塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機、開卷機等要求的轉(zhuǎn)矩,大體與轉(zhuǎn)速成反比,這就是恒功率負(fù)載。

恒功率調(diào)速是指電機低速時輸出轉(zhuǎn)矩大,高速時輸出轉(zhuǎn)矩小,即輸出功率是恒定的。例如:機床變頻器系統(tǒng),是恒功率負(fù)載,負(fù)載慣性特大,變頻器選型應(yīng)配置同功率的機型,外加制動單元和制動電阻。

【恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載】

其特點是負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無關(guān),任何轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)矩總保持恒定或基本恒定。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載設(shè)備要求變頻器低頻轉(zhuǎn)矩大,動態(tài)響應(yīng)速度快。比如傳送帶、攪拌機,擠壓機等摩擦類負(fù)載以及吊車、提升機等位能負(fù)載。

例如:某挖沙船主挖斗變頻器系統(tǒng),是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,雙電機,且負(fù)載過載時間長,因此變頻器選型配置應(yīng)放大兩檔的機型,同時該設(shè)備的電源多為發(fā)電機供電,變頻器需配置輸入交流電抗器。

【風(fēng)機、泵類負(fù)載】

這是最適合用變頻調(diào)速的現(xiàn)場環(huán)境,對變頻器功能技術(shù)沒有過高的要求,使用變頻器后節(jié)能效果顯著。

例如:某東北一大型集中供暖設(shè)備變頻系統(tǒng),其中鼓風(fēng)機、引風(fēng)機(離心風(fēng)機)變頻器選型配置同功率機型;

補水泵(離心泵)、循環(huán)泵變頻器選型配置同功率的機型;

除渣機、皮帶機(輸煤機)變頻器選型配置放大一檔的機型;

破碎機(煤炭破碎機)變頻器選型配置放大一檔或兩檔的機型。

變頻器選型注意事項:


變頻器選型主要是由驅(qū)動的負(fù)載特性及電機實際工作電流來定,除此之外,還有以下注意事項:

1、環(huán)境:對于一些高溫度(高于50度)、高海拔(高于1000米)的應(yīng)用場合,變頻器選型應(yīng)適當(dāng)留有一定余量,以保證變頻器和電機使用壽命。

2、距離:變頻器安裝的地點與驅(qū)動電機之間的距離超過50米,變頻器選型時就要配合電抗器以降低載波頻率。

3、一拖多:一臺變頻器拖動多臺電機時,如果中間連接的電纜過長,通用變頻器選型時就要放大一檔使用,且每臺電機后面都要加裝熔斷器。

4、高速電機:運行過程中會產(chǎn)生大量諧波,增強變頻器的輸出電流,產(chǎn)生大量熱量。因此,變頻器選型時也要比普通電機大一檔。

5、 防爆電機:在某些礦井、石油開采環(huán)境下,變頻系統(tǒng)中是防爆電機時,變頻器的選擇應(yīng)選用具備防爆功能的變頻器,且將變頻器放置在較安全的場所。

6、 防護等級:對于灰塵多,潮濕的應(yīng)用場合,變頻器選型時要注意其防護等級。

7、單相電機:當(dāng)現(xiàn)場使用單相電動機時,用專用的單相輸入,單相輸出的變頻器,常規(guī)變頻器是不能用的。

8、變極電機:當(dāng)現(xiàn)場使用變極電動機時,變頻器選型應(yīng)保證最大工作電流不要超過變頻器的額定電流,且在轉(zhuǎn)換電機極數(shù)時要防止空轉(zhuǎn)損壞變頻器。

變頻器選型原則及步驟:



? ? ? ?變頻器選型是個技術(shù)活,如果選擇不當(dāng),可能會使變頻器炸機損壞,嚴(yán)重則會影響工廠的正常生產(chǎn),所以科學(xué)合理地選擇變頻器是至關(guān)重要的。下面羅列了變頻器造型的幾大原則,供終端用戶參考。

1、專業(yè)人做專業(yè)事

變頻器選型最好由廠家的技術(shù)工程師根據(jù)現(xiàn)場的實際情況來定,不僅選型準(zhǔn)確,而且有利于后期的調(diào)試、安裝及售后服務(wù)。

2、負(fù)載設(shè)備功能要求

根據(jù)現(xiàn)場實際的工況需求(啟動轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)速度、調(diào)速精度等),考慮是選擇通用變頻器、矢量變頻器還是專用變頻器,是選擇重載還是輕載。

3、交流電機工作電流

變頻器選型要以電機的實際工作電流來確定功率。一般情況下,對于風(fēng)機、泵類負(fù)載,電機的額定電流也可作為變頻器選型的依據(jù)。對于電機有可能超負(fù)荷運行的情況,變頻器選型通常需要放大一檔使用。

4、現(xiàn)場安裝環(huán)境

對于現(xiàn)場有金屬導(dǎo)電性粉塵,或者工作環(huán)境溫度過高時,變頻器選型需要慎重。這時需要有專門的空間放置變頻器,而且風(fēng)扇散熱功能要好,以此確定變頻器選型是掛機、柜機還是工變頻一體機。

變頻器選型之外圍設(shè)備:



變頻器選型完成后,還要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況考慮是否需要配置其它外圍設(shè)備。變頻器選型的外圍設(shè)備主要有斷路器、電抗器、接觸器、制動電阻等。

?1、 斷路器

斷路器可方便地控制電路的斷電和閉合。主要用于當(dāng)變頻系統(tǒng)出再逆電流、過流、短路和欠壓時自動斷開電源,起到隔離作用,保護電源。

?2、 電擾器

電抗器是變頻選型時常用的外圍設(shè)備。當(dāng)變頻器與電機距離太長,或者變頻器與電源距離太近時,為改善功率因數(shù),使輸入中的浪涌電流降到最低,在變頻器選型過程中必須添加直流電抗器或交流電抗器。

?3、 接觸器

接觸器分為輸入接觸器和輸出接觸器。當(dāng)變頻系統(tǒng)某一部件發(fā)生故障時,自動切斷電源,防止遠(yuǎn)距離接通燒壞設(shè)備。

?4、 制動電阻

當(dāng)通用變頻器應(yīng)用于數(shù)控機床、升降機等慣性負(fù)載,變頻器選型需要使用制動電阻,將變頻系統(tǒng)中產(chǎn)生的多余能量消耗掉。

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今天關(guān)于如何進(jìn)行變頻器正確選型的話題暫時討論到這里,簡單概況就是變頻器在各個領(lǐng)域的優(yōu)勢不一樣,具體要看使用工況和負(fù)載的選型。啟動平穩(wěn)、節(jié)能省電、多重保護,這只是常規(guī)的要求,當(dāng)然眾多品牌之中還要多角度對比,希望這次分享對您有所幫助,也歡迎大家一起來交流探討。

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