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纯干货!低压变频器选型的基本思路

纯干货!低压变频器选型的基本思路

2015/9/30 9:36:52

  低压变频器如何选型是我们技术人员和商务报价人员经常遇到的问题。本文总结了低压变频器选型的一些方法和思路,如有不妥和不足的地方,请大家指正。

  首先要考虑的因素包括:品牌,功率,电流,电压,负载(就是电机拖动的设备),应用场合另外还有一些选配件要在选择的时候注意比如控制面板是否单独采购,需要不需要用滤波器,电抗器,制动电阻制动单元等。一些专业设备要选择专用变频器。比如注塑机,电梯纺织一些场合选择专用变频器更好用。

一、无论考虑商业还是技术角度品牌选择的是非常重要的。

  市场上可以说有上百种品牌,ABB,西门子,施耐德是市场占有量比较大的进口品牌。我大致给大家介绍下变频器的品牌,

欧美品牌

ABB,西门子,施耐德,伟垦,SEW,AB,丹佛斯,艾默生,伊顿,伦茨等

日韩品牌

富士,安川,三菱,欧姆龙,东芝,三垦,日立,东芝,松下等

台湾

台达,东元等

国产品牌

汇川,英威腾,利德华福,普传,三晶,欧瑞,新时达,康沃,蓝海华腾,派尼尔,森兰,正弦等

二、功率的选择

  变频器常用功率0.75KW,1.5 KW,2.2 KW,3.7 KW,5.5 KW,7.5 KW,11 KW,15 KW,18.5 KW,22 KW,37 KW,45 KW,55 KW,75 KW,90 KW,110 KW,132 KW,160 KW,185 KW,200 KW,220 KW,250 KW,285 KW,312 KW,355 KW

  一般变频器型号都是按功率大小进行定义型号的,如西门子6SE6430-2UD33-0DB0 为30KW变频器,但是ABB型号是按电流定义的ACS510-01-046A-4是46A 22KW,值得注意的是进口品牌的控制面板都需要单独采购,变频器价格不含控制面板,而国产变频器一般都包含控制面板。

  一般来说电机的功率是变频器选择变频器功率的基础。但是值得注意的是变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据,电机的额定功率只能作为参考。

  风机水泵应用场合负载较小,一般变频器厂家都有专门的系列变频器。国产一般是P系列,进口如ABB一般使用ACS510,西门子430,施耐德ATV61等等,而一些特殊场合负载大一般都要适当的放大档使用。

三、根据负载特性选择变频器

(1)恒转矩负载:可以分为摩擦类负载和位能式负载。摩擦类服装的起动转矩通常要求额定转矩的150%左右,制动转矩通常要求额定转矩的100%左右,因此变频器应该选择具有恒定转矩特性,而且起动和制动转矩都比较大,过载时间过载能力大的变频器。位能负载通常要求大的起动转矩和能量回馈功能,能够快速实现正反转,变频器应该选择具有四象限运行能力的变频器。可以以额定电流为依据,选择变频器。比如10KW电机,20A额定电流。变频器样本上10KW的变频器,21A输出电流。可以选这个变频器。   (2)风机泵类负载:负机泵类风载是典型的平方转矩负载,低速下负载非常小,并且与转速平方成正比,通用变频器与标准电动机的组合最合适。这类负载对变频器的性能要求并不高,只要求经济性和可靠性,因此要选择具有U/f=const控制模式的变频器就可以了。一般情况下,拖动风机泵类负载的电机,也可以以额定电流为依据,选择变频器。   (3)恒功率负载:恒功率负载指转矩与转速成反比,但功率保持恒定的负载,比如卷取机、机床等。对恒功率特性的服装配用变频器的丝毫,应该要注意的问题:在工频以上频率范围内变频器输出电压为定值控制,因此电动机产生的转矩和负载转矩有相反倾向,标准电动机和通用变频器的组合难以适应,因此要专门设计。

四、选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据,电机的额定功率只能作为参考。根据工作电流来选变频器,在整个选型流程当中,是最后一步了。之所以把它提到最前面来讲,是要强调一下。选型时,要根据电机的实际工作电流(不是铭牌电流),来选型变频器,而不是铭牌功率。原则上要求,在长时工作时:变频器输出电流>电机实际工作电流一般情况下,项目是先选电机,后选变频器。即变频器的选型都是针对即有电机进行的。电机的实际工作电流与实际工况有关。只有熟悉工况,估算出电机的工作电流随时间变化的关系,才能确定相应的变频器的型号。

五、变频器若要长电缆运行时,变频器应放大一档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。

六、当变频器用于控制并联的几台电机时,一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。

七、对于一些特殊的应用场合,如高环境温度、高开关频率、高海拔高度等,此时会引起变频器的降容,变频器需放大一档选择.

八、选择用于高速电动机的变频器时,应比普通电动机的变频器稍大一些。

九、变频器用于变极电动机时,应充分注意选择变频器的容量,使其最大额定电流在变频器的额定输出电流以下。

十、使用变频器驱动齿轮减速电动机时,使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。不要超过最高转速容许值。

十一、变频器驱动绕线转子异步电动机时,大多是利用已有的电动机。容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象,所以应选择比通常容量稍大的变频器。   十二、变频器驱动同步电动机时,与工频电源相比,降低输出容量10%~20%。

十三、对于压缩机、振动机等转矩波动大的负载和油压泵等有峰值负载情况下,应了解工频运行情况,选择比其最大电流更大的额定输出电流的变频器。

十四、当变频器控制罗茨风机时,由于其起动电流很大,所以选择变频器时一定要注意变频器的容量是否足够大。

十五、选择变频器时,一定要注意其防护等级是否与现场的情况相匹配。

十六、单相电动机一般不适用变频器驱动。

十七、低压变频器选型的其他因素

海拔。

环境温度。运输和存储温度。保护等级。

进线电压等级。进线电源频率。变频器输出频率范围。

变频器本身的效率。过载能力。冷却方式。

尺寸。结构。安装方法。

其他选件。 

(1)海拔

海拔超过1000米以后,会造成电子器件性能下降,比如电容耐压能力下降,电流承受能力也会下降。所以在海拔超过1000米的地方使用变频器,注意它的降容系数。西门子变频器样本上,会给出一个降容曲线,随海拔升高,过压和过流能力都有所下降。

(2)环境温度

在运输过程中,变频器允许的温度范围大一些。比如MM4系列变频器允许的存储温度为-40~+70度。这满足世界上绝大多数场合。

在工作过程中,变频器允许的温度范围一般在-10~+50度(参考样本)。如果在北方寒冷的冬天使用变频器,可能会因为温度过低而起动不了。在提高环境温度到工作温度范围内以后,再起动变频器。起动以后,变频器自身发热,以保证温度不至过低。

变频器的性能数据,是在工作温度为40度时给出的。原则上,如果保证环境温度低于40度,那么变频器是可以增容使用的。在超过40度时,变频器要降容使用,这也是要注意的。

海拔和温度都会影响变频器的额定数据。

(3)进线电源

常用的电压为单相220VAC,三相220VAC,三相380VAC,三相690VAC。这是在选型初期就该确定下来的。这由既有的上游变压器电压等级决定。

电压等级也决定了电机接线盒的接线方式。星接比角接有更高的耐压能力和更小的工作电流。

进线电源频率,一般在50Hz。变频器对进线频率的波动有较高的承受能力,二极管整流桥对频率不敏感。MM440允许的频率范围是47Hz~63Hz。

(4)过载能力

在电机不在S1工作制时,即短时间歇过载运行时,其瞬间工作电流可以超过电机额定电流,以获得更高的轴功率输出。这要求变频器有很强的过流能力。西门子变频器的过载能力十分出色。以MM440为例,一个额定为10A输出的变频器,可以3秒内过载至20A。即200%过载!

(5)冷却方式

常见的低压(1000VAC以下)变频器,多为内部风冷。在大功率变频器成组传动时,风机的工作噪音很大。在必要的情况下,可以选用水冷系列产品。

审核编辑(
王静
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