如何選擇合適通用變頻器？
隨著變頻器技術(shù)的快速發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)在各種電機(jī)應(yīng)用方案中已成主流。通用變頻器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用為企業(yè)大大的節(jié)約了資源，降低了企業(yè)的成本，保護(hù)了生產(chǎn)設(shè)備。那么該怎么選擇合適的通用變頻器的呢？下面變頻器廠家就詳細(xì)的介紹一下：
正確選用變頻器對(duì)于機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行時(shí)非常重要的，避免因選型錯(cuò)誤,引發(fā)設(shè)備故障,造成不必要的損失。首先應(yīng)明確選用變頻器的目的,其次在根據(jù)設(shè)備類型、負(fù)載特性、調(diào)速范圍、控制方式、使用環(huán)境、防護(hù)結(jié)構(gòu)等要求來選擇合適的變頻器。以此,來達(dá)到既滿足生產(chǎn)工藝,又實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的目的。
1 機(jī)械設(shè)備的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性
在實(shí)踐中常將生產(chǎn)機(jī)械根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的不同,分為三大類型:恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率負(fù)載和降轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載。選擇變頻器時(shí)自然應(yīng)以負(fù)載特性為基本依據(jù)。
1.1 降轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載
在各種風(fēng)機(jī)、水泵、液壓泵中,隨著葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng),空氣或液體在一定的速度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的阻力大致與速度的二次方成正比,轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的二次方變化,負(fù)載功率按速度的三次方成正比變化,這類負(fù)載為降轉(zhuǎn)矩負(fù)載。
1.2 恒功率負(fù)載
這類負(fù)載的特點(diǎn)是需求轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n大體成反比,負(fù)載隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降輸出轉(zhuǎn)矩反而增加,即在調(diào)速范圍內(nèi),轉(zhuǎn)速低力矩大、轉(zhuǎn)速高力矩小,電動(dòng)機(jī)的輸出功率不變。金屬切削機(jī)床的主軸和軋機(jī)、造紙機(jī)、薄膜生產(chǎn)線中的卷取機(jī)、開卷機(jī)等,都屬于恒功率負(fù)載。
負(fù)載的恒功率性質(zhì)是就一定的速度變化范圍而言的。當(dāng)速度很低時(shí),受機(jī)械強(qiáng)度的限制,TL不可能無限增大,在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。負(fù)載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對(duì)傳動(dòng)方案的選擇有很大的影響。電動(dòng)機(jī)在恒磁通調(diào)速時(shí),大允許輸出轉(zhuǎn)矩不變,屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速;而在弱磁調(diào)速時(shí),大允許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比,屬于恒功率調(diào)速。如果電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負(fù)載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致時(shí),即所謂“匹配”的情況下,電動(dòng)機(jī)的容量和變頻器的容量均小。
恒功率負(fù)載的機(jī)械特性較復(fù)雜,系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意不能使異步電動(dòng)機(jī)超過其同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行,否則易造成破壞性機(jī)械故障。通常變頻器的容量一般取1.1～1.5倍異步電動(dòng)機(jī)的容量。
1.3 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載
在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載中,負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n無關(guān),任何轉(zhuǎn)速下負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL總保持恒定或基本恒定,負(fù)載功率則隨著負(fù)載速度的增高而線形增加。例如吊車、傳送帶、注塑機(jī)、攪拌機(jī)、提升機(jī)等摩擦類負(fù)載都屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。這類負(fù)載采用變頻器控制的目的是實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量。
變頻器拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí),低速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩要足夠大,并且要有足夠的過載能力,一般為150%額定電流。如果需要在低速下長時(shí)穩(wěn)速運(yùn)行,應(yīng)該考慮異步電動(dòng)機(jī)的散熱能力,避免電動(dòng)機(jī)溫升過高。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意適當(dāng)增大異步電動(dòng)機(jī)的容量或增大變頻器的容量。變頻器的容量一般取1.1～1.5倍異步電動(dòng)機(jī)的容量。
2 根據(jù)負(fù)載特性選取適當(dāng)控制方式的變頻器
除變頻器制造工藝外,變頻器采用何種控制方式也是非常重要的。變頻器的控制方式主要分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種。其中開環(huán)控制方式,結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠,但調(diào)速精度和動(dòng)態(tài)反應(yīng)性能較低;而閉環(huán)控制方式可以根據(jù)流量、溫度、位置、速度、壓力等參數(shù)的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,動(dòng)態(tài)反應(yīng)快,但某些時(shí)候?qū)崿F(xiàn)起來比較困難,且成本較高。用戶應(yīng)根據(jù)自身需求進(jìn)行選擇相應(yīng)的控制方式,從而獲得需要的調(diào)速特性。
3 根據(jù)安裝環(huán)境選取變頻器的防護(hù)結(jié)構(gòu)
選擇變頻器時(shí)應(yīng)考慮其安裝環(huán)境,其中包括環(huán)境溫度、濕度、粉塵含量、腐蝕性氣體等因素,這與變頻器能否長期、可靠運(yùn)行關(guān)系重大。若無法滿足其運(yùn)行條件,需采用相應(yīng)的防護(hù)措施。
變頻器廠家大多會(huì)提供以下幾種常見的防護(hù)結(jié)構(gòu)供用戶選擇。
(1)開放型IP00,它從正面保護(hù)人體不能觸摸到變頻器內(nèi)部的帶電部分,適用于安裝在電控柜內(nèi)或電氣室內(nèi)的屏、盤、架上,尤其是多臺(tái)變頻器集中使用較好,但它對(duì)安裝環(huán)境要求較高。
(2)封閉型IP20、IP21,這種防護(hù)結(jié)構(gòu)的變頻器四周都有外罩,可在建筑物內(nèi)的墻上壁掛式安裝,可有少量的粉塵或少許溫度、濕度的場合,它適用于大多數(shù)的室內(nèi)安裝環(huán)境。
(3)密封型IP40、IP42,它適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境條件較差的場合。
(4)密閉型IP54、IP55,它具有防塵、防水的防護(hù)結(jié)構(gòu),適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境條件差,有水淋、粉塵及一定腐蝕性氣體的場合。
工程現(xiàn)場選用變頻調(diào)速系統(tǒng),應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際工藝要求和運(yùn)用場合選擇,應(yīng)權(quán)衡利弊,合理選用,綜合考量。只有正確、靈活地用好變頻器,交流變頻調(diào)速系統(tǒng)才能安全、可靠地運(yùn)行。
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