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    技術(shù)專(zhuān)欄

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    變頻器選型注意事項

      隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進(jìn)步,工控設備的使用越來(lái)越廣泛。特別是涉及到大的控制系統時(shí),例如控制系統既有PLC、數控系統、變頻器又有儀表時(shí)。如果在系統設計和安裝時(shí),沒(méi)有充分考慮電磁兼容性問(wèn)題,小則造成設備不能穩定運行,大則造成設備的損壞。目前EMC已成為電氣系統設計時(shí)*須重視的問(wèn)題。

      變頻器選型注意事項

      一、確定變頻器是否適合我們的應用程序。

      變頻器的主要功能是改變三相交流感應電機的轉速。此外變頻器還提供了非緊急啟動(dòng)和停止控制,加速和減速以及過(guò)載保護。另外,變頻器可以逐步加速電機,減少電機啟動(dòng)沖擊電流。由于這些原因,變頻驅動(dòng)器適用于輸送機,風(fēng)機和泵,這些輸送機,風(fēng)機和泵都受益于電機運行速度的降低和控制。

      變頻器將輸入的交流電轉換成直流,然后再轉換回三相輸出電?;谵D速設定值,變頻器直接改變反向輸出功率的電壓和頻率來(lái)控制電機轉速。注意如果沒(méi)有使用變頻器,將交流電轉換成直流母線(xiàn),然后再回到模擬交流正弦波,可以使用直接提供給電機的功率的4%。出于這個(gè)原因,正常運行的電動(dòng)機全速運行時(shí),變頻器可能不具有成本效益。也就是說(shuō),如果電動(dòng)機*須在一定時(shí)間內輸出變速,而有時(shí)只能輸出全速,則與變頻器一起使用的旁路接觸器可以使效率化。

      變頻器選型時(shí)的注意事項

      二、考慮我們選擇變頻器的原因。

      考慮變頻器的選擇原因包括節能,受控啟動(dòng)電流,運行速度和扭矩可調,停止控制和反向運行。變頻器降低了能耗,特別是離心式風(fēng)機和泵的負載。使用變頻器將風(fēng)扇轉速降低一半,風(fēng)扇功率與風(fēng)扇速度的三次方成正比,將所需馬力降低八倍。在整條線(xiàn)路上啟動(dòng)交流電機需要啟動(dòng)電流超過(guò)電機滿(mǎn)載電流(FLA)的八倍。根據電機的大小,這可能會(huì )對配電系統造成嚴重的損耗,并且由此產(chǎn)生的電壓跌落可能會(huì )影響敏感設備。使用變頻器可以*除與電動(dòng)機啟動(dòng)相關(guān)的電壓暫降,并且降低電動(dòng)機啟動(dòng)電流以減少用電需求費用??刂破饎?dòng)電流也可延長(cháng)電機壽命,因為跨線(xiàn)路浪涌電流會(huì )縮短交流電機的使用壽命。在需要頻繁啟動(dòng)和停止的應用中,縮短的生命周期尤為突出。變頻器大大減少了啟動(dòng)電流,從而延長(cháng)了電機的使用壽命,并且減少了電機回卷的必要性。

      改變運行速度的能力允許優(yōu)化受控過(guò)程。許多變頻器允許使用電位計,鍵盤(pán),可編程邏輯控制器(PLC)或過(guò)程回路控制器進(jìn)行遠程速度調節。變頻器也可以限制施加的扭矩,以保護機器和終產(chǎn)品免受損壞。

      三、為變頻器負載選擇適當的大小。

      指定變頻器尺寸和功率額定值時(shí),要考慮其驅動(dòng)的負載的運行配置文件。加載是恒定的還是可變的?會(huì )不會(huì )頻繁啟停,還是會(huì )連續運轉?考慮扭矩和峰值電流。在差的工作條件下獲得的峰值電流。檢查位于電機銘牌上的電機FLA。請注意,如果電機回卷,其FLA可能會(huì )高于銘牌上標明的FLA。不要根據馬力評級來(lái)確定變頻器的大小。相反,在峰值扭矩需求下,按照其電流要求來(lái)確定變頻器的大小。變頻器*須滿(mǎn)足對電機的要求??紤]變頻器可能需要加大尺寸的可能性。某些應用程序由于沖擊載荷或啟動(dòng)要求而遇到臨時(shí)過(guò)載條件。電機的性能是基于變頻器產(chǎn)生的電流量。例如,滿(mǎn)載的輸送機可能需要額外的起動(dòng)轉矩,并因此增加來(lái)自變頻器的功率。許多變頻器被設計為在150 *的過(guò)載下運行60秒。要求過(guò)載大于150*或超過(guò)60秒的應用需要超大的變頻器。高度也影響變頻器的大小,因為變頻器是空氣冷卻的??諝庠诟呖兆儽?,降低了它的冷卻性能。大多數變頻器的設計是在100米的海拔高度上運行,除此之外,驅動(dòng)器*須降額或超大。

      變頻器選型時(shí)的注意事項

      四、注意制動(dòng)要求

      對于適度的慣性負載,減速過(guò)程中的過(guò)電壓通常不會(huì )發(fā)生。對于具有高慣性負載的應用,變頻器會(huì )自動(dòng)延長(cháng)減速時(shí)間。但是,如果重負荷*須快速減速,則應使用動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻。當電動(dòng)機減速時(shí),它們起到發(fā)電機的作用,動(dòng)態(tài)制動(dòng)允許變頻器產(chǎn)生額外的制動(dòng)或停止轉矩。變頻器通??梢援a(chǎn)生1520%的制動(dòng)力矩,無(wú)需外部元件。必要時(shí)增加外接制動(dòng)電阻,增加變頻器的制動(dòng)控制力矩,加快大慣量負載減速,頻繁啟停循環(huán)。

      五、確定I/O需求

      大多數變頻器可以集成到控制系統和過(guò)程中。電機速度可以通過(guò)調整電位器或通過(guò)集成在某些變頻器上的鍵盤(pán)手動(dòng)設置。另外,幾乎每個(gè)變頻器都有一些I/O,*端驅動(dòng)器有多個(gè)I/O和全功能通訊端口。這些可以連接到控制,以自動(dòng)執行電機速度命令。大多數變頻器包括多個(gè)離散輸入和輸出,并且至少有一個(gè)模擬輸入和一個(gè)模擬輸出。離散輸入將變頻器與控制設備(如按鈕,選擇器開(kāi)關(guān)和PLC離散輸出模塊)連接起來(lái)。這些信號通常用于啟動(dòng)/停止,正轉/反轉,外部故障,預置速度選擇,故障復位和PID啟用/禁用等功能。離散輸出可以是晶體管,繼電器或頻率脈沖。通常,晶體管輸出驅動(dòng)PLC,運動(dòng)控制器,指示燈和輔助繼電器的接口。繼電器輸出通常驅動(dòng)交流設備和其他設備有自己的接地點(diǎn),因為繼電器觸點(diǎn)隔離外部設備接地。頻率輸出通常用于將速度參考信號發(fā)送到PLC的模擬輸入,或者發(fā)送到以跟隨器模式運行的另一個(gè)變頻器。通常,大多數變頻器的通用輸出是晶體管。有時(shí)還會(huì )包含一個(gè)或多個(gè)繼電器輸出以隔離更高電流的設備。頻率脈沖輸出通常保留給更*端的變頻器。模擬輸入用于將變頻器與外部010 Vdc420 mA信號連接。這些信號可以表示速度設定值和/或閉環(huán)控制反饋。一個(gè)模擬輸出可以用作為其他變頻器提供設定值的前饋,所以其他設備將遵循主變頻器的速度;否則,它可以將速度,扭矩或電流信號傳送回PLC或控制器。

      變頻器選型時(shí)的注意事項

      變頻器不是在任何情況下都能正常使用,因此用戶(hù)有必要對負載、環(huán)境要求和變頻器有更多了解。

      1.負載類(lèi)型和變頻器的選擇:

      電動(dòng)機所帶動(dòng)的負載不一樣,對變頻器的要求也不一樣。

      A:風(fēng)機和水泵是普通的負載:對變頻器的要求為簡(jiǎn)單,只要變頻器容量等于電動(dòng)機容量即可(空壓機、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂(lè )噴泉需加大容量)。

      B:起重機類(lèi)負載:這類(lèi)負載的特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)沖擊很大,因此要求變頻器有一定余量。同時(shí),在重物下放肘,會(huì )有能量回饋,因此要使用制動(dòng)單元或采用共用母線(xiàn)方式。

      C:不均行負載:有的負載有時(shí)輕,有時(shí)重,此時(shí)應按照重負載的情況來(lái)選擇變頻器容量,例如軋鋼機機械、粉碎機械、攪拌機等。

      D:大慣性負載:如離心機、沖床、水泥廠(chǎng)的旋轉窯,此類(lèi)負載慣性很大,因此啟動(dòng)時(shí)可能會(huì )振蕩,電動(dòng)機減速時(shí)有能量回饋。應該用容量稍大的變頻器來(lái)加快啟動(dòng),避免振蕩。配合制動(dòng)單元*除回饋電能。

      2.長(cháng)期低速動(dòng)轉,由于電機發(fā)熱量較高,風(fēng)扇冷卻能力降低,因此*須采用加大減速比的方式或改用6級電機,使電機運轉在較高頻率附近。

    3.變頻器安裝地點(diǎn)*須符合標準環(huán)境的要求,否則易引起故障或縮短使用壽命;變頻器與驅動(dòng)馬達之間的距離一般不超過(guò)50米,若需更長(cháng)的距離則需降低載波頻率或增加輸出電抗器選件才能正常運轉。

    變頻器選型時(shí)的注意事項

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