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SIEMENS内蒙古包头市(授权)西门子代理商——西门子华北总代理

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2024-11-26 07:00:00
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详细介绍


在选用变频器时,用户通常都要查看该型号变频器的产品资料,每一个品牌的变频器都有多种规格型号供选择,一般通用变频器的技术数据分为型号及定货号、额定输入/输出参数、控制方式等,其中包括一些控制精度、控制参数、显示模式参数、保护特性参数及环境参数等五大类。这里介绍一下在实际工程应用中会涉及到的有关参数的一些知识,供选型时参考。

1.容量:

通用变频器的容量用所适用的电动机功率(kW)、输出容量(kVA)、额定输出电流(A)表示。其中Zui重要的是额定电流,它是指变频器连续运行时输出的Zui大交流电流的有效值。输出容量决定于额定输出电流与额定输出电压下的三相视在输出功率。日本产的通用变频器的额定输入电压往往是200V与220V、400V与440V共用不细分,变频器的输入电源电压常允许在一定范围内波动,因此,输出容量一般用作衡量变频器容量的一种辅助手段。

日本的各变频器生产厂家在1993年达成了一个行业协议:变频器的型号规格中均标以所适用的电动机Zui大功率数(kW)。例如,富士公司的FRN30G11S-4表示产品型号为FRENIC5000,标准适配电动机容量为30kW,系列名称为G11S,电源电压为400V。

变频器所适用的电机功率(kW)是以标准的2或4极电机为对象,在变频器的输出额定电流以内可以传动的电机功率。

380V、160W以下单台电动机与变频器间容量的匹配关系参考表



2.输入、输出参数

额定输入参数包括电源输入相数、电压、频率、允许电压频率波动范围、瞬时低电压允许值(相当于标准适配电动机85%负载下的试验值)、额定输入电流和需要的电源容量。

额定输出参数包括通用变频器的额定输出电压(不能输出比电源电压高的电压)、额定输出电流(在驱动低阻抗的高频电动机等场合,允许输出电流可能比额定值小)、额定过载电流倍数、额定输出频率等。变频器的Zui高输出频率因型号的不同而差别很大,通常有50Hz/60Hz、120Hz、240Hz、400Hz或更高,通用变频器中大容量的大都属于50/60Hz这一类,而Zui高输出频率超过工频的变频器多为小容量。

关于输出频率的调节范围同样因通用变频器型号的不同而不同,较常见的有0.5~400Hz。400Hz以上属中频。

输出频率的精度通常给出两种指标:模拟设定(如Zui高频率的+0.2%)和数字设定(如Zui高频率的+0.01%)。输出频率的设定分辨率通常给出三种指标:模拟设定(如Zui高频率的1/3000,例如60Hz时为0.02Hz等)、数字设定(如小于99.99Hz时为0.01Hz,大于100.0Hz时为0.1Hz等)和串行通信接口链接设定(如Zui高频率的1/20000,小于60Hz时为0.003Hz,120Hz时为0.006Hz等)。

控制参数:

选用变频器时可根据控制参数及其说明选择所需要的参数,并核对与自己的需要是否相符,有些参数可能用不上,可以不予考虑。

频率上下限。通常预设的频率上限值和下限值。

跳越频率控制。通常设定跳越点的个数、跳越频率设定范围等,主要用于避免机械共振。

瞬时过载能力。根据主回路半导体器件的过载能力,通用变频器的电流瞬时过载能力常常设计成150%额定电流、1min,或120%额定电流、1min。与标准异步电动机(过载能力通常为200%左右)相比较,变频器的过载能力较小。

变频器类型的选择:

变频器类型选择的基本原则是根据负载的要求进行选择。选择方法如下:

(1)风机和泵类负载

因为这类负载对转速精度没有什么要求,故选型时通常以价廉为主要原则,选择普通功能型通用变频器。

(2)恒转矩负载

多数负载具有恒转矩特性,但在转速精度及动态性能等方面要求一般不高,例如挤压机、搅拌机、传送带、厂内运输电车、吊车的平移机构、吊车的提升机构和提升机等。选型时可选V/f控制方式的变频器。

(3)被控对象具有一定的动态、静态指标要求

这类负载一般要求低速时有较硬的机械特性,才能满足生产工艺对控制系统的动态、静态指标要求。如果控制系统采用开环控制,可选用具有无转速反馈矢量控制功能的变频器。

(4)被控对象具有较高的动态、静态指标要求

对于调速精度和动态性能指标都有较高要求以及要求高精度同步运行等场合,可采用带速度反馈的矢量控制方式的变频器。如果控制系统采用闭环控制,可选用能够四象限运行、V/f控制方式、具有恒转矩功能型变频器。例如轧钢、造纸、塑料薄膜加工生产线这一类对动态性能要求较高的生产机械,采用矢量控制的高性能通用变频器,不但能很好地满足生产工艺要求,还能降低调节器控制算法的难度。

变频器容量的计算:

选择变频器容量的基本原则:

1.应以电动机的额定电流和负载特性为依据选择通用变频器的额定容量。

2.通用变频器的容量多数是以kW数及相应的额定电流标注的,对于三相通用变频器而言,该kW数是指该通用变频器可以适配的4极三相异步电动机满载连续运行的电动机功率。一般情况下,可以据此确定需要的通用变频器容量。

3.由于通用变频器输出中包含谐波成分,其电流有所增加,应适当考虑加大容量。当电动机属频繁起动、制动工作或处于重载起动且较频繁工作时,可选取大1挡的通用变频器,以利于通用变频器长期、安全地运行。其次应考虑Zui小和Zui大运行速度极限,满载低速运行时电动机可能会过热,所选通用变频器应有可设定下限频率、可设定加速和减速时间的功能,以防止低于该频率下运行。

4.一般风机、泵类负载不宜在低于15Hz以下运行,如果确实需要在15Hz以下长期运行,需考虑电动机的容许温升,必要时应采用外置强迫风冷措施,即在电动机附近外加一个适当功率的风扇对电动机进行强制冷却,或拆除电动机本身的冷却扇叶,利用原扇罩固定安装一台小功率(如25W,三相)轴流风机对电动机进行冷却。如果电动机的起动转矩能满足要求,宜选用通用变频器的降转矩U/f模式,以获得较大的节能效果。若通用变频器用于离心式风机时,由于风机的转动惯量较大,加减速时间应适当加大,以避免在加减速过程中出现过电流保护动作或再生过电压保护动作。要特别注意50Hz以上高速运行的情况,若超速过多,会使负载电流迅速增大,导致烧毁设备,使用时应设定上限频率,限制Zui高运行频率。

一、按电动机额定电流选择

对于多数的恒转矩负载,可以按照这个方式选择变频器规格:

式中,ICN是变频器额定电流;IM是电动机额定电流;K1是电流裕量系数,根据应用情况,一般可取为1.05~1.15。对于K1,一般情况可取小值,在电动机持续负载率超过80%时则应该取大值,因为多数变频器的额定电流都是以持续负载率不超过80%来确定的。

另外,起动停止频繁的时候也应该考虑取大值,这是因为起动过程以及有制动电路的停止过程电流会短时超过额定电流,频繁起动停止则相当于增加了负载率。

【例1】某110kW电动机的额定电流为212A,取电流裕量系数为1.05,按照上式计算,可得变频器额定电流要大于等于222.6A,可选择某型号110kW变频器,其额定电流为224A。

这里的裕量系数主要是为防止电动机的功率选择偏低、实际运行时经常轻微超载而设置的,这种情况对于电动机而言是允许的,但若不设置裕量系数,则会造成变频器负担过重而影响其使用寿命。在变频器内部设定电动机额定电流时不应该考虑裕量系数,否则,变频器对电动机的保护就不会有效了。

多数情况下,按照上式计算的结果,变频器的功率与电动机功率都是匹配的,不需要放大,因此在选择变频器时盲目把功率放大一级是不可取的,这样会造成不必要的浪费。

二、按电动机实际运行电流选择

这个方式特别适用于技术改造工程,其计算公式为:。式中,K2是裕量系数,考虑到测量误差,K2可取1.1~1.2,在频繁起动停止时应该取大值;Id是电动机实测运行电流,指的是稳态运行电流,不包括起动、停止和负载突变时的动态电流,实测时应该针对不同工况作多次测量,取其中Zui大值。

按照上式计算后,实际选择时恒转矩负载的变频器标称功率不应小于电动机额定功率的80%,二次方转矩负载的变频器标称功率不应小于电动机额定功率的65%,如果应用时对起动时间有要求,则通常不应该降低变频器功率。

【例2】某风机电动机为160kW,额定电流为289A,实测稳定运行电流在112~148A之间变化,起动时间没有特殊要求。取Id=148A,K2=1.1,按照上式计算,变频器额定电流应不小于162.8A,可选择某型号的90kW变频器,额定电流为180A。但90/160=56.25%,因此,实际选择该型号110kW变频器,110/160=68.75%,符合要求。


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