变频节能改造中变频器与电动机的匹配

2017-06-04 67 0

变频器节能改造中要注意变频器与电动机匹配问题。因变频调速情况下电动机可变损耗与不变损耗构成发生变化(如变频条件下铁耗随频率变化为可变损耗),最大效率运行条件不一定是不变损耗等于可变损耗。电动机铁耗等效电阻大小在变频调速下不是恒定不变、而是随端电压幅值与频率大小变化。对给定转速 n,转差率 s 不随负载转矩变化而变化,磁通与负载转矩和转速有关。

图8-2(a)(b)(c) 分别给出变频器、电动机及系统效率在同一固定开关频率下随转矩与控制频率变化的关系。

图8-2 固定开关频率不同控制频率下各效率与转矩及频率的关系

由图8-2(a) 表明:电动机额定转矩时变频器效率最大,变频器效率随电动机转矩减小而减小、且转矩越小下降越快;同样输出转矩下控制频率越高变频器效率越高。图8-2(b) 表明电动机效率与转速无关、与转矩成正比。图8-2(c) 表明系统效率与转速有关,50% 转矩时系统效率变化不大,转矩小于 40% 时系统效率随转矩降低下降很快。另外电动机效率与变频器效率还与转速有关、转速越低二者效率越低,故控制频率、开关频率、电动机转矩及转速对效率的影响很复杂,分析时应综合全面考虑。

选择合适电动机与变频器,对系统运行经济性、稳定性与可靠性起关键作用。

(1)电流电压额定值的选用

变频器与电动机额定电流由变频器中功率半导体器件最大结温决定(因功率半导体热时间常数比电动机小得多),功率半导体额定电流由电动机所需最大尖峰电流与方均根值决定。变频器额定电压取决于电动机最大速度与恒定气隙磁链。电动机电感值选择与变频器开关频率总是一种矛盾的选择:一方面需大电感减小电流波动、另一方面又需小电感加快动态响应与减小损耗;开关频率选择上既需高开关频率减小输出谐波、又需小开关频率减小损耗,故存在折中。

(2)变频器选择

①变频器功率值与电动机功率值相当时最合适,以利高效运转。②变频器功率分级与电动机功率分级不同时,变频器功率要尽可能接近电动机功率、但应略大于电动机功率。③电动机频繁启动、制动或重载启动较频繁时,可选取大一级变频器使其长期、安全运行。④经测试电动机实际功率确实有富余,可考虑选用功率小于电动机功率的变频器,但要注意瞬时峰值电流是否造成过电流保护动作。⑤变频器与电动机功率不同时,须相应调整变频器参数设置以达到较高节能效果。⑥变频器额定容量及参数针对一定海拔与环境温度标出(一般指海拔 1000 m 以下、温度 40 ℃ 或 25 ℃ 以下),若使用环境超出规定,确定型号前要考虑降容因素。⑦电动机有瞬停再启动要求时,要确认所选变频器具有此功能,因变频器停电停止运行、瞬时来电再开启时频率不适当会引起过电压过电流动作。⑧用流量计等传感器作变频器调速控制时,应注意传感器输出信号类型与变频器是否匹配。

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