變頻器的選型技巧解析
發(fā)布日期：2018/9/4點擊次數(shù)：3138
變頻器的正確選擇對于控制系統(tǒng)的正常運行是非常關鍵的。選擇變頻器時必須要充分了解變頻器所驅動的負載特性。人們在實踐中常將生產(chǎn)機械分為三種類型恒轉矩負載、恒功率負載和風機、水泵負載。
以下本文介紹有關變頻器的選型技巧：
1.恒轉矩負載：
負載轉矩TL與轉速n無關，任何轉速下TL總保持恒定或基本恒定。例如傳送帶、攪拌機，擠壓機等摩擦類負載以及吊車、提升機等位能負載都屬于恒轉矩負載。
變頻器拖動恒轉矩性質的負載時，低速下的轉矩要足夠大，并且有足夠的過載能力。如果需要在低速下穩(wěn)速運行，應該考慮標準異步電動機的散熱能力，避免電動機的溫升過高。
2.恒功率負載：
機床主軸和軋機、造紙機、塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機、開卷機等要求的轉矩，大體與轉速成反比，這就是所謂的恒功率負載。負載的恒功率性質應該是就一定的速度變化范圍而言的。當速度很低時，受機械強度的限制，TL不可能無限增大，在低速下轉變?yōu)楹戕D矩性質。負載的恒功率區(qū)和恒轉矩區(qū)對傳動方案的選擇有很大的影響。電動機在恒磁通調(diào)速時，****容許輸出轉矩不變，屬于恒轉矩調(diào)速；而在弱磁調(diào)速時，****容許輸出轉矩與速度成反比，屬于恒功率調(diào)速。如果電動機的恒轉矩和恒功率調(diào)速的范圍與負載的恒轉矩和恒功率范圍相一致時，即所謂匹配的情況下，電動機的容量和變頻器的容量均最小。
3.風機、泵類負載：
在各種風機、水泵、油泵中，隨葉輪的轉動，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。隨著轉速的減小，轉速按轉速的2次方減小。這種負載所需的功率與速度的3次方成正比。當所需風量、流量減小時，利用變頻器通過調(diào)速的
方式來調(diào)節(jié)風量、流量，可以大幅度地節(jié)約電能。由于高速時所需功率隨轉速增長過快，與速度的三次方成正比，所以通常不應使風機、泵類負載超工頻運行。
變頻器一般分為四種：迷你型、通用型、矢量型、專用型。
迷你型變頻器：比較適合做小型設備的客戶，迷你型變頻器以外觀精致、操作方便、輕巧。緊湊設計、性能優(yōu)良為特色。顯然，適合一些做小設備的客戶。
通用型變頻器：功能齊全、強大且穩(wěn)定，適合驅動常規(guī)負載：如機械加工設備，羅氏風機也需要用通用性變頻器。
矢量型變頻器：性能優(yōu)于通用型變頻器，適合一些負載慣性大、需要低頻率高轉矩啟動（就是說保證低頻率的時候也能負載運轉起來）負載的情況。
專用型變頻器：專用型變頻器針對指定行業(yè)。
安弗森（AFSEN）可以提供不同類型的變頻器，用戶可以根據(jù)自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。安弗森變頻器主要分為3大系列：AFSV50迷你型、AFSV60標準型、AFSV80矢量型。
。1）、AFSV50迷你型變頻器：
AFSV50系列技術指標
額定電壓/頻率：1PH/3PHAC220V50/60HZ；3PH380V50/60HZ
輸出頻率范圍：0.1~400HZ
輸出頻率精度：0.1HZ
控制方式：空間矢量、V/F控制
AFSV50系列產(chǎn)品特色
機型外觀尺寸超小，迷你精巧，輕巧緊湊設計，操作方便。
AFSV50系列適用范圍：
食品機械送料機、攪拌機、包餡機、糕餅成形機……
木工機械拋光機、研磨機、雕刻機
紡織機械卷繞機、驗布機
包裝機械液體充填機、制藥充填機……
送料設備工具機、卷繞機械、編織機設備
橡膠塑料業(yè)封口機、各式小型機械
風機、水泵屋頂/給排氣用風扇、小型給水、噴水用泵
印刷設備六開、八開膠印機
一般商業(yè)普通家用空調(diào)、自動門
（2）AFSV60通用型變頻器：
AFSV60系列技術指標
額定電壓/頻率：1PH/3PHAC220V50/60HZ；3PH380V50/60HZ
輸出頻率范圍：0.10~400.00HZ
輸出頻率精度：0.01HZ
控制方式：空間矢量、V/F控制
AFSV60系列產(chǎn)品特色：高性能通用變頻器，功能強大。
AFSV60系列適用范圍：
空調(diào)、溫室、冷藏室、風機、水泵、空壓機類負載傳送帶、輸送帶、冷儲設備、工業(yè)洗衣機、干洗設備數(shù)控車床、磨床、鉆床、立式機加工中心、鋸床、銑床、雕刻機……
編織/針織機械、漂/染色機械、驗布機、定型機、印花機、卷布機……
塑膠/橡膠處理機（注塑機、破碎機、擠出機……）
制袋機、燙金機、織袋機……印刷設備。包裝機、充填/封口機等等。
。3）AFSV80矢量型變頻器
AFSV80系列技術指標
額定電壓/頻率：1PH/3PHAC220V47~63HZ；3PH380V47~63HZ
輸出頻率范圍：0~600HZ
輸出頻率精度：無PG矢量控制：±0.5%最高速度（如設定轉速1000r/min，速度控制精度就在±0.5%*1000r/min）。
控制方式：無PG矢量控制（意為無編碼器速度反饋）、V/F控制
AFSV80系列產(chǎn)品特色：精雕細琢的品質，完美的性能表現(xiàn)。當電網(wǎng)電壓變化時，能自動保持輸出電壓恒定。
AFSV80系列適用范圍：
造紙設備、拉絲設備、注塑設備、機床設備；
化纖設備、紡織設備；
螺桿輸出裝置、染整裝置、空調(diào)系統(tǒng)；
鍋爐系統(tǒng)、供水、輸油裝置等等。
在選擇變頻器時因注意以下幾點注意事項：
1.根據(jù)負載特性選擇變頻器，如負載為恒轉矩負載需選擇AFSV60A變頻器，如負載為風機、泵類負載應選擇AFSV60P頻器。
2.選擇變頻器時應以實際電機電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機的額定功率只能作為參考。另外應充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波，會造成電動機的功率因數(shù)和效率都會變壞。因此，用變頻器給電動機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動機的電流增加10%而溫升增加20%左右。所以在選擇電動機和變頻器時，應考慮到這中情況，適當留有裕量，以防止溫升過高，影響電動機的使用壽命。
3.變頻器若要長電纜運行時，此時應該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
4.當變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電機時，一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長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電動機的過流、過載保護，此時需在每臺電動機上加熔斷器來實現(xiàn)保護。
5.對于一些特殊的應用場合，如高環(huán)境溫度、高開關頻率、高海拔高度等，此時會引起變頻器的降容，變頻器需放大一檔選擇。
3.使用變頻器控制高速電機時，由于高速電動機的電抗小，高次諧波亦增加輸出電流值。因此，選擇用于高速電動機的變頻器時，應比普通電動機的變頻器稍大一些。
7.變頻器用于變極電動機時，應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，在運行中進行極數(shù)轉換時，應先停止電動機工作，否則會造成電動機空轉，惡劣時會造成變頻器損壞。
8.驅動防爆電動機時，變頻器沒有防爆構造，應將變頻器設置在危險場所之外。
9.使用變頻器驅動齒輪減速電動機時，使用范圍受到齒輪轉動部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時，在低速范圍內(nèi)沒有限制；在超過額定轉速以上的高速范圍內(nèi)，有可能發(fā)生潤滑油用光的危險。因此，不要超過最高轉速容許值。
10.變頻器驅動繞線轉子異步電動機時，大多是利用已有的電動機。
繞線電動機與普通的鼠籠電動機相比，繞線電動機繞組的阻抗小。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，所以應選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動機多用于飛輪力矩GD2較大的場合，在設定加減速時間時應多注意。
11.變頻器驅動同步電動機時，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機額定電流與同步牽入電流的標幺值的乘積。
12.對于壓縮機、振動機等轉矩波動大的負載和油壓泵等有峰值負載情況下，如果按照電動機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動作現(xiàn)象。因此，應了解工頻運行情況，選擇比其****電流更大的額定輸出電流的變頻器。變頻器驅動潛水泵電動機時，因為潛水泵電動機的額定電流比通常電動機的額定電流大，所以選擇變頻器時，其額定電流要大于潛水泵電動機的額定電流。
13.當變頻器控制羅茨風機時，由于其起動電流很大，所以選擇變頻器時一定要注意變頻器的容量是否足夠大。
14.選擇變頻器時，一定要注意其防護等級是否與現(xiàn)場的情況相匹配。否則現(xiàn)場的灰塵、水汽會影響變頻器的長久運行。
15.單相電動機不適用伺服電機、步進電機、單相電容電機。
如何合理選擇變頻器：
變頻器的選用，應按照被控對象的類型、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、啟動轉矩等來考慮，使之在滿足工藝和生產(chǎn)要求的同時，既好用，又經(jīng)濟。由于變頻器價格較貴，選用時一定要做詳細的技術經(jīng)濟分析論證，對那些負荷較高且非變工況運行的設備不宜采用變頻器。
。1）按安裝形式不同可分為四種，可根據(jù)受控電機功率及現(xiàn)場安裝條件選用合適類型。一種是固定式（壁掛式），功率多在37kW以下。第二種是書本型，功率從0.2～37kW，占用空間相對較小，安裝時可緊密排列。第三種是裝機/裝柜型，功率為45～200kW，需要附加電路及整體固定殼體，體積較為龐大，占用空間相對較大。第四種為柜型，控制功率為45～1500kW，除具備裝機/裝柜型特點外，與之比較占用空間更大。
。2）從變頻器的電壓等級來看，有1AC230V，也有3AC208～230V、380～460V、500～575V、660～690V等級，應根據(jù)要求做出正確的選擇。
。3）從變頻器的防護等級來看，有IP00的，也有IP54的，要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境情況作出相應的選擇。
變頻器具有較多的品牌和種類，價格相差很大。要根據(jù)工藝環(huán)節(jié)的具體要求選擇性能較好、價格相對較低的品牌和種類，為此必須了解變頻器的技術特性。變頻器可以從不同的方面進行分類。
。4）按控制方式不同可分為通用型和工程型。通用型變頻器一般采用給定閉環(huán)控制方式，動態(tài)響應速度相對較慢，在電機高速運轉時也可滿足設備恒功率的運行特性，但在低速時難以滿足恒功率要求。工程型變頻器在其內(nèi)部通過檢測設有自動補償、自動限制的環(huán)節(jié)，在設備低速運轉時也可保持較好的特性實現(xiàn)閉環(huán)控制。在水泥廠喂料、卸料、窯轉速等工藝環(huán)節(jié)，由于控制相對簡單，要求不高，為降低價格、便于維護，選擇通用性變頻器即可。
