項目3任務二：變頻器選擇

1、任務二任務二 變頻器選擇變頻器選擇知識與能力目標知識與能力目標不同類型負載變頻器選擇不同類型負載變頻器選擇 1變頻器容量選擇變頻器容量選擇 2345特點特點 根據(jù)負載類型選擇變頻器根據(jù)負載類型選擇變頻器二次方律負載的變頻器類型選擇二次方律負載的變頻器類型選擇 風機和泵類負載屬于二次方律負載。這類負載在過載能力方面要求較風機和泵類負載屬于二次方律負載。這類負載在過載能力方面要求較低。低。 由于負載轉矩與速度的平方成正比，低速運行時負載較輕。由于負載轉矩與速度的平方成正比，低速運行時負載較輕。 這類負載對轉速精度沒有什么要求。這類負載對轉速精度沒有什么要求。選型選型 選型時通常以選型時通常以價廉為

2、主要原則價廉為主要原則，選擇，選擇普通功能型通用變頻器。普通功能型通用變頻器。特點特點 根據(jù)負載類型選擇變頻器根據(jù)負載類型選擇變頻器恒轉矩負載的變頻器類型選擇恒轉矩負載的變頻器類型選擇 多數(shù)負載具有多數(shù)負載具有恒轉矩特性恒轉矩特性。 在轉速精度及動態(tài)性能等方面在轉速精度及動態(tài)性能等方面要求一般不高要求一般不高，例如擠壓機、攪拌機、傳，例如擠壓機、攪拌機、傳送帶、廠內(nèi)運輸電車、吊車的平移機構、吊車的提升機構和提升機等。送帶、廠內(nèi)運輸電車、吊車的平移機構、吊車的提升機構和提升機等。選型選型 p 可選可選U/f控制方式、控制方式、但但具有恒轉矩控制功能具有恒轉矩控制功能的變頻器。的變頻器。p 如果用

3、如果用變頻器實現(xiàn)恒轉矩調速變頻器實現(xiàn)恒轉矩調速，必須，必須加大電動機和變頻器加大電動機和變頻器的容量，以提高的容量，以提高低速轉矩。低速轉矩。 特點特點 根據(jù)負載類型選擇變頻器根據(jù)負載類型選擇變頻器恒功率負載的變頻器類型選擇恒功率負載的變頻器類型選擇 要求要求轉矩與轉速轉矩與轉速成反比成反比，這就是所謂的，這就是所謂的恒功率負載恒功率負載。 機床主軸機床主軸和和軋機軋機、造紙機造紙機、塑料薄膜生產(chǎn)線中的、塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機、開卷機卷取機、開卷機等等 都是都是恒功率負載恒功率負載。選型選型 由于由于沒有沒有恒功率特性的變頻器恒功率特性的變頻器，一般，一般依靠依靠U/f控制方式控制方式來實現(xiàn)

4、恒功率。來實現(xiàn)恒功率。要求和選型要求和選型 根據(jù)負載類型選擇變頻器根據(jù)負載類型選擇變頻器被控對象具有較高的動態(tài)、靜態(tài)指標要求的負載變頻器類型選擇被控對象具有較高的動態(tài)、靜態(tài)指標要求的負載變頻器類型選擇 調速精度調速精度和和動態(tài)性能指標動態(tài)性能指標都有較高要求，以及要求都有較高要求，以及要求高精度同步運行高精度同步運行等場等場合，可采用合，可采用帶速度反饋的矢量控制方式帶速度反饋的矢量控制方式的的變頻器變頻器。 如果控制系統(tǒng)如果控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制采用閉環(huán)控制，可選用可選用能夠能夠四象限運行、四象限運行、U/f控制方式、具控制方式、具有恒轉矩有恒轉矩功能型功能型變頻器變頻器。例如軋鋼、造紙、塑料

5、薄膜加工生產(chǎn)線這一類對。例如軋鋼、造紙、塑料薄膜加工生產(chǎn)線這一類對動動態(tài)性能要求較高態(tài)性能要求較高的生產(chǎn)機械。的生產(chǎn)機械。 選擇通用變頻器選擇通用變頻器 選擇變頻器容量的基本原則選擇變頻器容量的基本原則n 選擇通用變頻器選擇通用變頻器時，應以電動機的額定電流和時，應以電動機的額定電流和負載特性負載特性為依據(jù)選擇通用變?yōu)橐罁?jù)選擇通用變頻頻器的額定容量。器的額定容量。n 通用變頻器的通用變頻器的額定容量額定容量通常以不同的過載能力，如通常以不同的過載能力，如125%、持續(xù)、持續(xù)1min為標準為標準確定額定允許輸出電流確定額定允許輸出電流或以或以150%、持續(xù)、持續(xù)1min為為標準確定標準確定額定允

6、許輸出電流額定允許輸出電流。n 通用變頻器的通用變頻器的容量容量多數(shù)是以多數(shù)是以KW數(shù)數(shù)及相應的及相應的額定電流額定電流標注標注的，對于三相通的，對于三相通用用變頻器，該變頻器，該KW數(shù)是數(shù)是指該通用變頻器指該通用變頻器可以可以適配的適配的4 4極三相異步電動機極三相異步電動機滿載連續(xù)運滿載連續(xù)運行行的的電動機功率電動機功率。一般情況下，可以據(jù)此確定需要的通用變頻器的容量。一般情況下，可以據(jù)此確定需要的通用變頻器的容量。 選擇通用變頻器選擇通用變頻器 選擇變頻器容量的基本原則選擇變頻器容量的基本原則n 一般一般風機、泵類風機、泵類負載不宜在負載不宜在低于低于15Hz以下運行，如果確實需要在以下

7、運行，如果確實需要在15Hz以以下下長期運行，長期運行，應采用外置強迫風冷措施應采用外置強迫風冷措施 。 n 要特別注意要特別注意50Hz以上高速運行以上高速運行的情況，若超速過多，會使負載電流迅速增的情況，若超速過多，會使負載電流迅速增大，導致燒毀設備，使用時大，導致燒毀設備，使用時應設定上限頻率應設定上限頻率，限制最高運行頻率。，限制最高運行頻率。 選擇通用變頻器選擇通用變頻器 選擇變頻器容量的基本原則選擇變頻器容量的基本原則n 對于對于恒轉矩負載恒轉矩負載，轉矩基本上與轉速無功，當負載調速運行到，轉矩基本上與轉速無功，當負載調速運行到15Hz以下以下時，電動機的輸出轉矩會下降，電動機溫升

8、會增高。時，電動機的輸出轉矩會下降，電動機溫升會增高。n 在在恒功率負載恒功率負載的設備上采用的設備上采用通用變頻器通用變頻器時，則在異步電動機的額定轉速、時，則在異步電動機的額定轉速、機械強度和輸出轉矩選擇上應慎重考慮。一般盡量采用機械強度和輸出轉矩選擇上應慎重考慮。一般盡量采用變頻專業(yè)電動機或變頻專業(yè)電動機或6 6、8 8極極電動機電動機。這樣，在低轉速時，電動機的輸出轉矩較高。這樣，在低轉速時，電動機的輸出轉矩較高。通用變頻器的接線通用變頻器的接線 選擇變頻器容量的基本原則選擇變頻器容量的基本原則n 通用變頻器輸出端允許連接的通用變頻器輸出端允許連接的電纜長度是有限制的電纜長度是有限制的

9、。n 若要若要長電纜運行長電纜運行或或控制幾臺電動機控制幾臺電動機時，應采取措施抑制對地耦合電容的影時，應采取措施抑制對地耦合電容的影響，并應響，并應放大一兩檔放大一兩檔選擇變頻器容量或在變頻器的輸出端安裝選擇變頻器容量或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。輸出電抗器。n 在此種情況下變頻器的控制方式只能為在此種情況下變頻器的控制方式只能為U/f控制方式控制方式，并且變頻器無法實現(xiàn)，并且變頻器無法實現(xiàn)對對電動機的保護，需要在每臺電動機上電動機的保護，需要在每臺電動機上加裝熱繼電器加裝熱繼電器實現(xiàn)保護。實現(xiàn)保護。通用變頻器在特殊場合容量選擇通用變頻器在特殊場合容量選擇 選擇變頻器容量的基本原則選擇變

10、頻器容量的基本原則n 對于一些特殊的應用場合，如環(huán)境溫度高、海拔高度高于對于一些特殊的應用場合，如環(huán)境溫度高、海拔高度高于1000m等，會引起等，會引起通通用變頻器過電流，選擇的變頻器容量需放大一檔。用變頻器過電流，選擇的變頻器容量需放大一檔。 n 通用變頻器用于驅動通用變頻器用于驅動繞線轉子異步電動機繞線轉子異步電動機時，由于繞線轉子異步電動機比異時，由于繞線轉子異步電動機比異步電動機繞組的阻抗小，因此容易發(fā)生由于步電動機繞組的阻抗小，因此容易發(fā)生由于諧波電流諧波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象，而引起的過電流跳閘現(xiàn)象，應選擇比應選擇比通常容量稍大的變頻器通常容量稍大的變頻器。n 通用變頻器不適用

11、于驅動通用變頻器不適用于驅動單相異步電動機。單相異步電動機。 按標稱功率選擇變頻器容量按標稱功率選擇變頻器容量 變頻器容量的計算變頻器容量的計算 一般情況下，一般情況下，按照標稱功率選擇變頻器按照標稱功率選擇變頻器只適合作為只適合作為初步估算初步估算依據(jù)，在依據(jù)，在恒轉矩恒轉矩負載負載應用時可以應用時可以放大一級放大一級估算，例如，估算，例如，90KW電動機電動機可以選擇可以選擇110KW變頻器變頻器。在需要在需要按照過載能力選擇按照過載能力選擇時可以時可以放大一倍放大一倍來估算，例如，來估算，例如，90KW電動機電動機可以可以選選擇擇185KW變頻器變頻器。 對于對于二次方轉矩負載二次方轉矩

12、負載，可以直接，可以直接按照標稱功率按照標稱功率作為作為最終選擇依據(jù)最終選擇依據(jù)，并且，并且不必不必放大放大，例如，例如，75KW風機電動機風機電動機就選擇就選擇75KW的變頻器。的變頻器。 按電動機額定電流選擇變頻器容量按電動機額定電流選擇變頻器容量 變頻器容量的計算變頻器容量的計算 對于多數(shù)對于多數(shù)恒轉矩負載恒轉矩負載，可以按照這個方式選擇變頻器規(guī)格：，可以按照這個方式選擇變頻器規(guī)格： 式中，式中，ICN是變頻器額定電流；是變頻器額定電流； IM是電動機額定電流；是電動機額定電流； K1是電流裕量系數(shù)是電流裕量系數(shù)。一般可取為一般可取為1.051.15。 按電動機實際運行電流選擇容量按電動

13、機實際運行電流選擇容量 變頻器容量的計算變頻器容量的計算 這個方式特別適用于技術改造工程，其計算公式為：這個方式特別適用于技術改造工程，其計算公式為： 式中，式中，K2是裕量系數(shù)，考慮到測量誤差，可取是裕量系數(shù)，考慮到測量誤差，可取1.11.2，在，在頻繁起動停止頻繁起動停止時應時應該該取大值取大值； Id是電動機是電動機實測運行電流實測運行電流，實測時應該針對不同工況作多次測量，取其實測時應該針對不同工況作多次測量，取其中中最大值最大值。多臺電動機并聯(lián)起動且部分直接起動時變頻器容量選擇多臺電動機并聯(lián)起動且部分直接起動時變頻器容量選擇變頻器容量的計算變頻器容量的計算 所以所以電動機由變頻器供電

14、電動機由變頻器供電且且同時起動同時起動，但一部分，但一部分功率較小功率較小的電動機（一般小的電動機（一般小于于7.5KW）直接起動直接起動，功率較大的則使用變頻器，功率較大的則使用變頻器實行軟起動實行軟起動。此時，。此時，變頻器變頻器的額定輸出電流按下式計算的額定輸出電流按下式計算： 式中，式中，N1為電動機為電動機總臺數(shù)總臺數(shù)；N2為為直接起動直接起動的電動機臺數(shù)；的電動機臺數(shù)；IK為電動機直接起為電動機直接起動時的動時的堵轉電流堵轉電流（A）；）；In為最大額定電流；為最大額定電流；Kg為變頻器容許為變頻器容許過載倍數(shù)過載倍數(shù)（?。ㄈ?.31.5）。）。并聯(lián)運行中追加投入起動時變頻器容量選

15、擇并聯(lián)運行中追加投入起動時變頻器容量選擇 變頻器容量的計算變頻器容量的計算 用用一臺變頻器一臺變頻器拖動拖動多臺電動機多臺電動機并聯(lián)運轉時，對于一小部分電動機開始起動并聯(lián)運轉時，對于一小部分電動機開始起動后，再追加投入其他電動機起動的場合，如下圖所示。后，再追加投入其他電動機起動的場合，如下圖所示。 并聯(lián)運行中追加投入起動時變頻器容量選擇并聯(lián)運行中追加投入起動時變頻器容量選擇 變頻器容量的計算變頻器容量的計算 此時，變頻器的此時，變頻器的電壓、頻率已經(jīng)上升電壓、頻率已經(jīng)上升，追加投入的電動機將產(chǎn)生，追加投入的電動機將產(chǎn)生較大的起動較大的起動電流電流。因此，變頻器容量與同時起動時相比需要增大一些

16、。變頻器額定輸出。因此，變頻器容量與同時起動時相比需要增大一些。變頻器額定輸出電流可按下式計算：電流可按下式計算：式中，式中，N1為為先起動先起動的電動機臺數(shù)；的電動機臺數(shù)；N2為為追加投入追加投入起動的電動機臺數(shù)；起動的電動機臺數(shù)；IHn為為先先起起動動的電動機的的電動機的額定電流額定電流（A）；）；Isn為為追加投入追加投入電動機起動的電動機起動的額定電流額定電流（A）；）；K為修正系數(shù)（取為修正系數(shù)（取1.051.10）。）。1 1、某、某110KW電動機的額定電流為電動機的額定電流為212A，取電流裕量系數(shù)為，取電流裕量系數(shù)為1.05，按電動機，按電動機額定電流選擇變頻器容量。額定電流

17、選擇變頻器容量。 舉舉 例例解：解：按按計算可得計算可得變頻器額定電流變頻器額定電流要大于等于要大于等于222.6A，可選擇某型號，可選擇某型號110KW變頻器變頻器，其額定電流為其額定電流為224A。注意注意l 在本例中，在在本例中，在變頻器上設定電動機額定電流時應該是變頻器上設定電動機額定電流時應該是212A212A，而不是，而不是222.6A222.6A。l 多數(shù)情況下，按照上式計算的結果，多數(shù)情況下，按照上式計算的結果，變頻器的功率與電動機功率是匹配變頻器的功率與電動機功率是匹配的的，不需要放大，因此在選擇變頻器時盲目把功率放大一級是不可取的，不需要放大，因此在選擇變頻器時盲目把功率放

18、大一級是不可取的，這這樣樣會造成不必要的浪費會造成不必要的浪費。1 1、某風機電動機為、某風機電動機為160KW，額定電流為，額定電流為289A，實測穩(wěn)定運行電流在，實測穩(wěn)定運行電流在112148A之間變化，起動時間沒有特殊要求。取之間變化，起動時間沒有特殊要求。取Id=148A，k2=1.1，按電動機實，按電動機實際際運行電流選擇變頻器容量。運行電流選擇變頻器容量。舉舉 例例解：解：按按按上式計算，變頻器額定電流應不小于按上式計算，變頻器額定電流應不小于162.8A，可選擇某型號的，可選擇某型號的90KW變頻器，變頻器，額定電流為額定電流為180A。但。但90/160=56.25%，與二次方

19、轉矩負載的變頻器標稱功率不應與二次方轉矩負載的變頻器標稱功率不應小于電動機額定功率的小于電動機額定功率的65%不符。不符。因此，實際選擇該型號因此，實際選擇該型號110KW變頻器，變頻器，110/160=68.75%，符合要求。，符合要求。注意注意當當選擇的變頻器功率選擇的變頻器功率小于小于電動機額定功率電動機額定功率時，不能按照時，不能按照電動機額定電流進行保電動機額定電流進行保護護，這時可不更改變頻器內(nèi)的電動機額定電流，這時可不更改變頻器內(nèi)的電動機額定電流，直接使用默認值直接使用默認值，變頻器將會把，變頻器將會把電動機當做標稱功率電動機進行保護。電動機當做標稱功率電動機進行保護。本例中本例

20、中，變頻器會把那臺電動機，變頻器會把那臺電動機當作當作110KW電動機電動機來保護。來保護?？刂齐x心泵時變頻器容量的選擇控制離心泵時變頻器容量的選擇 對于對于控制離心泵的變頻器控制離心泵的變頻器，可用下式確定變頻器容量：，可用下式確定變頻器容量：式中，式中，PCN為變頻器測算容量（為變頻器測算容量（KW）；）；K1為考慮電機和泵調速后，效率變化系數(shù)，一般取為考慮電機和泵調速后，效率變化系數(shù)，一般取1.11.2；P1為節(jié)流運行時電機實測功率（為節(jié)流運行時電機實測功率（KW）；）；K2為換算系數(shù)，為換算系數(shù)， K2 =0.278 =0.278；H為泵出口壓力與干線壓力之差（為泵出口壓力與干線壓力之差（MPa）；）；Q為泵的實測流量（為泵的實測流量（m3/h）。）?？刂齐x心泵時變頻器容量的選擇控制離心泵時變頻器容量的選擇 對于對于控制離心泵的變頻器控制離心泵的變頻器，也可用也可用下式確定變頻器容量：下式確定變頻器容量：式中，式中，PCN為變頻器測算容量（為變頻器測算容量（KW）；）；K1為考慮電機和泵調速后