变频器的选型与功率匹配原则

2017-06-04 77 0

我国将 50 Hz 以下区间作为变频器“恒力矩区”,即频率与转速成比例下降时电动机为恒力矩特性;50 Hz 以上区间为“恒功率区”,即频率与转速越高电动机力矩越小。变频器输出频率与拖动电动机转速成正比,其输入功率(机械功率)=转速×转矩。选择变频器时应根据以下原则:

(1)电动机功率在 280 kW 以上应选择电流型变频器(多重化波形),75 kW 以下应选择电压型变频器(PWM 波形),75~280 kW 可据实际情况决定。

(2)根据拖动设备特性决定:机床类设备需尽可能满足恒功率硬特性,可选用专用电动机和配足变频器功率、尽可能选矢量型变频器,并要求带制动电阻单元;风机、水泵等减力矩负载要选专用变频器便于节能运行;只需恒力矩的传动系统可选用通用变频器,矢量型或 U/f 型均可。

选用变频器时除考虑技术性与可靠性外还应考虑经济性,一般不要留太大功率余量。变频器与电动机功率应相匹配,不仅经济性好、输出波形也更好。表9-1 为常见几类设备的负载特性与负载转矩特性,可供选型时参考。

表9-1 常见几类设备的负载特性和负载转矩特性

鼓风机与泵类负载为变力矩负载,过载能力要求较低、低速运行负载较轻(罗茨风机除外)、对转速精度无特殊要求,故常以价廉为主要选型原则,也有为此配套的专用变频器。恒力矩负载(如挤出机、搅拌机、传送带、厂内运输电车、吊车平移与提升机构等),负载在转速精度与动态性能方面要求不高时,可选普通功能变频器。

对低速运行时要求较硬机械特性与一定调速精度、但动态性能无较高要求时,可选具有转矩控制功能的高功能型变频器实现恒转矩负载调速。对恒转矩负载驱动电动机,若采用通用标准电动机,应考虑低速下强迫通风冷却,避免低速运行时发热。

对调速精度与动态性能都有较高要求、并要求高精度同步运行的生产机械(如轧钢、造纸、塑料薄膜加工线),可选带速度反馈的矢量控制变频器。对以下几种负载选变频器需注意:①搅拌机负载——必须据实际情况功率高选(甚至 2 挡);②离心机负载——注意负载发电回馈,选择具能量回馈型变频器最好;③同步电机负载——根据电流、电压进行选择,而非功率。

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