5.3 变频器配用电动机的选择方法

5.3.1 根据变频器容量配用电动机功率的方法

变频器容量与所配用电动机功率之间的对应关系如表5-1中所列，供选用时参考。

表5-1 变频器容量与配用电动机功率对应关系

5.3.2 选择配套变频器齿轮电动机使用频率的方法

1.齿轮电动机在基本构成上的特点

齿轮电动机主要由作为动力源的电动机部分和用于将轴的旋转减速、传递给负载的齿轮两大部分构成。因此，齿轮电动机采用变频器驱动时，要分别考虑电动机（与一般电动机的情况基本相同）与齿轮两个部分。

一般的齿轮电动机是以工频电源的定速运转方式制成的。因此，齿轮电动机采用变频器增速或减速可以使用的频率范围通常有一定的限制。

2.确定变频调速系统齿轮电动机容许最高频率的方法

齿轮电动机采用变频器增速或减速时，可以使用的容许最高频率取决于电动机与齿轮两部分中最低的一个值。电动机部分的容许值与标准电动机情况基本相同，但齿轮部分主要受以下一些因素的限制。

（1）润滑性能降低

第1与第2齿轮的容许转速过高，使齿面温度上升；润滑脂和润滑油的润滑性能降低，或者由于离心率润滑剂飞散、润滑能力消失等，这些均可能导致齿轮烧毁。

（2）油密封方面

油密封的容许转速过高，就会使用于齿轮箱漏油的密封圈与轴间的摩擦就会引起过热而使齿轮烧毁。

上述这些齿轮部分限制的容许最高频率，通常比电动机部分的限制低，一般总是低于电动机的容许值。

3.确定变频调速系统齿轮电动机容许最低频率的方法

齿轮电动机采用变频器增速或减速时，可以使用的容许最低频率取决于齿轮部分的润滑方式。

（1）润滑脂润滑正常

润滑脂润滑正常时，齿轮电动机采用变频器增速或减速即使在较低的转速情况下也可以使用。

（2）润滑不良

对于油润滑，如果转速低于一定值时，齿轮部分就不能得到充分的润滑，由于这种结构上原因，通常在低速下不能连续运转。

4.选用变频调速系统电动机可能使用频率范围的方法

不同电动机生产厂家生产的电动机可以使用的频率范围不尽相同，选用电动机时，应根据实际需要仔细阅读电动机的使用说明书，搞清所选电动机的频率使用范围。

表5-2中列出了常见齿轮电动机使用的频率范围，供使用时参考。

表5-2 常见齿轮电动机使用的频率范围

5.3.3 选择线绕转子异步电动机配套变频器的方法

选择与使用线绕转子异步电动机配套的变频器时，通常应注意以下几个方面的问题。

1.选择要点

线绕转子异步电动机和笼型电动机相比，绕线转子的阻抗小，故容易发生谐波电流引起的过电流跳闸，所以应选择比通常容量稍大的变频器。

2.使用方法

线绕转子异步电动机采用变频器进行驱动时，大多是利用原有的电动机。当采用变频器对其进行调速时，可以把线绕转子异步电动机的转子短路，去掉电刷与启动器。由于这类电动机输出时的温度上升问题，故要降低10%左右的容量使用。

3.加减速时间的设定

由于线绕转子异步电动机变速的负载、飞轮力矩（GD2）多数都比较大，故在设定电动机的加速与减速时间时，应注意到这一情况。

5.3.4 选择与罗茨鼓风机配套变频器的方法

1.应用方式

罗茨鼓风机是一种容积式鼓风机，具有输出风压高等特点，大多应用于污水处理场的排气槽，其实际应用方式如图5-3所示。图中的B为泵，M为罗茨鼓风机。

2.选择要点

根据图5-3所示安装位置，泵的输出压力基本一定，输出的风量与转速成正比例关系。因此，从电动机的角度来看，其转矩特性近似为恒转矩特性。在风量增大时，配管的压力损失、水中空气吹出部分的压力损失增大，有20%左右与转速有关，不是保持横定的。在20%额定转速范围内，如图5-4所示，转矩特性转速不可调节。

因此，在选择与罗茨鼓风机配套的变频器时，所选变频器的额定容量应比电动机的额定容量大20%，且转速调节在额定转速20%以上进行。

5.3.5 选择与单相电动机配套变频器的方法

一般的单相电容式电动机不适合通用变频器驱动，通常应选择与之配套的专用单相电容式电动机变频器使用。

5.3.6 选择与变极电动机配套变频器的方法

对于采用2～4极的变极电动机，对其进行变速时，一般是通过连接不同的引线来实现的。采用变频器驱动变极电动机工作时，调速范围更广泛。选择变极电动机的配套变频器时，通常应注意以下几个方面。

1.变频器的容量方面

变极电动机的机座号要比一般电动机大，电流也大，故选择的配套变频器要采用容量大数级的。

2.传动部分的强度、轴承的寿命方面

对于使用频率在工频电源下应用的变极电动机，当将其改由变频器驱动时，对传动部分的强度、轴承的寿命有一定的限制。尤其是要注意在高速极数下的工频以上的运转。

3.切换方式

变极电动机采用配套变频器驱动时，切换极数一定要在电动机停止后进行，如果在旋转中切换，切换时电动机中就会有很大的电流通过，致使变频器中的过电流保护电路动作而进入保护状态，由此就会使电动机处于自由停车状态，不能继续运行。

5.3.7 选择与防爆电动机配套变频器的方法

为了保证安全，在有爆炸性气体等危险场所，都采用防爆型电动机驱动相关的机械系统。对于这类防爆电动机，在选择配套的变频器时，对工频电源传动的防爆电动机进行改造或新设防爆电动机时，严禁随意使用变频器的传动方式。一定要与变频器组合运转，并经过严格的检验合格以后，才能投入使用。变频器也要安装在防爆场所之外。

5.3.8 选择用于转矩波动较大负载配套变频器的方法

1.选择不当的后果

对于压缩机、振动机等具有转矩波动的负载，以及类似油压泵等具有峰值负载的负载，如果按照电动机的额定电流或输出值选择确定变频器的话，就有可能出现因峰值电流而导致过电流保护电路动作等异常现象。

2.选择方法

在选择用于转矩波动较大负载配套的变频器时，应根据工频运行时的电流波形（典型的负载电流波形如图5-5所示），选择比其最大电流更大的配套变频器，也就是变频器的输出电流必须满足以下关系式

式中IOW——变频器额定输出电流，单位A。Imax——负载最大峰值电流，单位A。

5.3.9 选择与深井水泵配套变频器的方法

1.选择原则

常见的深井水泵结构大都比较特殊，和相同的通用电动机相比，额定电流比较大。故与之配套的变频器的容量，也就是变频器的额定输出电流一定要大于深井水泵电动机的额定容量。

2.必须注意的问题

深井水泵电动机的冷却是通过水泵的流水进行冷却的。故需要深井水泵的水流要有一定的流量，深井水泵等扬程较高的水泵，转速也相应较高，在采用变频器对水泵的转速进行设定时，要设定下限限制。

5.3.10选择与离心机配套变频器的方法

由于离心机的转动惯性较大，需要较大的加速转矩。而且加速时间也长，需要数分钟。故在选择与离心机配套的变频器时，为了保证在离心机加速过程中变频器内的过载保护电路不会出现误动作，所选择的变频器，要保证在加速时，电动机的电流在变频器的额定电流以下。