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4.2 变频器的选型与容量的选择方法

4.2.1 变频器的选型方法

选型涉及到选厂家、选功率、类型与外围设备等。现在市场上的变频器类型、型号较多,既有进口产品,又有国产品牌,选型时,应根据实际使用情况进行合理的选择。

1.流水线上使用的变频器

如果是大型石化、钢铁联合企业关键流水线上的调速变频器选型,建议选用国外名牌产品,如日本富士、欧美ABB和西门子等品牌。这些品牌产品质量稳定,没有特殊情况,一般使用6~9年基本上是无问题的。

2.单个设备

如果不是流水线的单个设备,则可以选用国产品牌。国产品牌价格相对便宜,质量基本可以满足生产要求。

4.2.2 变频器容量的选择方法

1.选择通用变频器容量的基本原则

变频器的容量通常用额定输出电流(A),输出容量(kVA),适用电动机功率(kW)表示。变频器和异步电动机配套进行使用时,变频器的容量一定要与异步电动机相匹配。一般要根据负载特点,运行曲线来定。总的原则是变频器容量大于电动机容量。

2.在对现有设备进行改造时,选择变频器功率的方法

选择变频器的功率之前,先应预测要改造设备的负载率,然后根据负载率选用合适的变频器功率。

(1)不是满负荷、且不容易过载的设备

如果不是满负荷、且不容易过载的设备,例如风机、水泵等,可以选择变频器与电动机同一等级功率容量的变频器。

(2)频繁正、反转与重载启动的设备

如果属于频繁正、反转与重载启动的设备,则要选择变频器功率大于电动机一个功率等级的变频器。

(3)低频、重载情况下的设备

对于长期工作在低频、重载情况下的设备,则应选用变频器功率为电动机功率两倍的变频器。

(4)大功率级别的设备

如果属于大功率级别的设备,则应更换减速器,使变频器长期最低工作频率不低于8Hz。

(5)负载要求正、反转,且有制动过程的设备

如果负载要求正、反转,且有制动过程的设备,则应考虑选用四象限带制动单元的变频器。

(6)属于要求转速控制精度高的设备

如果负载属于要求转速控制精度高的设备,则可以考虑选用带速度负反馈的变频器,例如高炉上料卷扬机等。在电动机非负载端同轴安装光电编码器,编码器脉冲信号经微电脑处理后,再提供给变频器的数字接口电路。

3.根据应用场合选择变频器容量的方法

(1)风机、水泵类负载

对于风机、水泵类负载的变频器的容量,要大于电动机容量的一个等级。例如:电动机的容量为37kW,则变频器容量应选择在45kW左右的。

(2)行车、卷扬机

对于经常过载启动转矩大的电动机行车或卷扬机等,选择的变频器的容量最小要大于电动机容量两个等级。例如:电动机的容量为37kW,则变频器的容量应选择30kW左右的。

(3)低速负载小容量电动机

对于长期工作于低速负载的小容量电动机,在不方便更换机械减速器来降低减速比的情况下,变频器的容量最好是电动机容量的两倍。其目的是为了提高变频器对负载的驱动能力。因为异步电动机电磁转矩M的大小与每极磁通量Фm与转子电流有功分量成正比。由于变频器的U/ƒ=常数,变频器的ƒ低时,输出电压也成比例下降。低频状态下提供大电流困难。若对定子电压进行补偿又容易造成变频器过电流保护。唯一解决的方法就是增大变频器的容量。

4.根据电动机的极数选择变频器容量的方法

(1)标准4极电动机

对于标准4极电动机拖动的连续恒定负载,变频器的容量可根据适用电动机的功率选择。

(2)其他极数的电动机

对于其他极数的电动机拖动的负载、变动负载、断续负载和短时负载,因其额定电流比标准电动机大,不能根据适用电动机的功率选择变频器的容量。这类电动机变频器的容量应按电动机运行过程中,可能出现的最大工作电流来选择。即

INIMmax

式中IN——变频器的额定电流,单位A;

IMmax——电动机的最大工作电流,单位A。

(3)必须注意的问题

无论选择的变频器作什么用途,均不允许变频器连续输出超过额定值的电流。

5.要使原有输送带的速度,以80Hz运转,选择变频器容量的方法

设基准速度为50Hz,50Hz以上为恒功率输出特性。对于如输送带这样的恒转矩负载增速时,容量需要增大为

80/50=1.6倍

电动机的容量也和变频器一样增大1.6倍。

6.要想使两台2.2kW、4极电动机顺序启动,用一台变频器传动时选择变频器容量的方法

(1)同时启动

如果两台2.2kW的电动机同时启动、同时停止,设2.2kW的额定电流为10A,那么以两倍的20A计算,采用5.5kW(额定电流24A)的变频器就足够了。

(2)顺序启动

当两台电动机采用顺序启动时,第2台电动机启动所需要的电流,相当于全压启动,以额定值的6倍计算,则需要能承受的过电流为

(10+6×10)A=70A

也就是说,所选择的变频器过电流要达到70A,即变频器的容量在15kW以上。因此,用一台变频器顺序启动两台电动机,在价格、大小方面没有优势,还是采用两台单独的变频器为佳。

4.2.3 变频器配套电动机功率的选择方法

GY系列高压变频器的基本参数如表4-2中所列,该表中也列出了可以与其配套使用的电动机的功率对照,供选用时参考。

表4-2 GY系列高压变频器与适应电动机的功率对照表