通用變頻器選型

變頻器的正確選擇對于控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。選擇變頻器時必須要充分了解變頻器所驅(qū)動的負(fù)載特性。人們在實(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。

變頻器拖動恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時，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)異步電動機(jī)的散熱能力，避免電動機(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，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)對傳動方案的選擇有很大的影響。電動機(jī)在恒磁通調(diào)速時，最大容許輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；而在弱磁調(diào)速時，最大容許輸出轉(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，即所謂“匹配”的情況下，電動機(jī)的容量和變頻器的容量均最小。

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，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，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。由于高速時所需功率隨轉(zhuǎn)速增長過快，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)用場合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時因注意以下幾點(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，會造成電動機(jī)的功率因數(shù)和效率都會變壞。因此，用變頻器給電動機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動機(jī)的電流增加10%而溫升增加20%左右。所以在選擇電動機(jī)和變頻器時，應(yīng)考慮到這中情況，適當(dāng)留有裕量，以防止溫升過高，影響電動機(jī)的使用壽命。

3.變頻器若要長電纜運(yùn)行時，此時應(yīng)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(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)的幾臺電機(jī)時，一定要考慮變頻器到電動機(jī)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(hù)電動機(jī)的過流、過載保護(hù)，此時需在每臺電動機(jī)上加熔斷器來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

5．對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高環(huán)境溫度、高開關(guān)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。

6.使用變頻器控制高速電機(jī)時，由于高速電動機(jī)的電抗小，高次諧波亦增加輸出電流值。因此，選擇用于高速電動機(jī)的變頻器時，應(yīng)比普通電動機(jī)的變頻器稍大一些。

7．變頻器用于變極電動機(jī)時，應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量，使其最大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，應(yīng)先停止電動機(jī)工作，否則會造成電動機(jī)空轉(zhuǎn)，惡劣時會造成變頻器損壞。

本書介紹的對象是通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)原理、功能特性、電磁兼容性、選型、運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)，通用變頻器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、通信原理及現(xiàn)場總線技術(shù)的基礎(chǔ)知識。在介紹的過程中，作者還根據(jù)自己的目的選擇了幾種具有代表性的品牌產(chǎn)品給予介紹，如西門子、ABB、富士、三菱、施耐德等品牌的產(chǎn)品。全書密切聯(lián)系實(shí)際，較系統(tǒng)地論述了通用變頻器在一些行業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)。

緒論

0.1通用變頻器的發(fā)展

O.2通用變頻器相關(guān)技術(shù)的發(fā)展

0.3國外交流變頻調(diào)速技術(shù)現(xiàn)狀

0.4關(guān)于本書的一些思考

第1章 通用變頻器原理

1.1交流電動機(jī)變頻調(diào)速時的基本理論

1.1.1生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動方程

1.1.2異步電動機(jī)的機(jī)械特性

1.1.3生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性

1.2變頻調(diào)速時的機(jī)械負(fù)載特性

1.2.1變頻調(diào)速時電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性

1.2.2通用變頻器驅(qū)動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

1.2.3通用變頻器驅(qū)動降轉(zhuǎn)矩負(fù)載

1.2.4通用變頻器驅(qū)動恒功率負(fù)載

1.2.5通用變頻器驅(qū)動四象限運(yùn)行的負(fù)載

1.2.6通用變頻器驅(qū)動張力控制類負(fù)載

1.2.7通用變頻器驅(qū)動高速運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)載

1.2.8通用變頻器驅(qū)動大起動轉(zhuǎn)矩負(fù)載

1.2.9通用變頻器驅(qū)動多分部(單元)速度協(xié)調(diào)類負(fù)載

1.2.10通用變頻器驅(qū)動寬調(diào)速類負(fù)載

1.2.11通用變頻器驅(qū)動大慣性負(fù)載

1.2.12通用變頻器驅(qū)動脈動轉(zhuǎn)矩負(fù)載

1.2.13變頻器專用電動機(jī)

1.3通用變頻器的控制方式

1.3.1通用變頻器的基本控制原理

l.3.2U/f控制方式與轉(zhuǎn)差頻率控制方式

1.3.3矢量控制方式

1.3.4直接轉(zhuǎn)矩控制方式

1.3.5PAM、PWM、SPWM和高頻載波控制方式

1.3.6通用變頻器的分類

1.4通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)原理

1.4.1通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)原理

1.4.2通用變頻器主電路的基本功能

……

第2章 通用變頻器應(yīng)用設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

第3章 通用變頻器網(wǎng)絡(luò)通信與現(xiàn)場總線

第4章 通用變頻器產(chǎn)品簡介

第5章 通用變頻器的故障分析與維護(hù)

參考文獻(xiàn)2100433B