3版完稿第6章 变频器及其应用.pptVIP

当异步电动机带动大惯量负载工作，而变频器又控制异步电动机在这种状态下工作，使得变频器工作的过载容量超过允许过载容量，就必须增大变频器的容量。此时，变频器的额定容量可按式6-10计算：式6-10式中，PCN——变频器的额定容量（KVA）；GD2——换算到电机轴上的转动惯量值（N·m2）；TL——负载转矩（N·m）；η，cosφ，nM——分别为电动机的效率（取0.85），功率因数（取0.75），额定转速(r/min)；tA——电动机加速时间（s），由负载要求确定；K——电流波形的修正系数（采用PWM方式控制时，取1.05～1.10）。6.电动机驱动较轻负载时变频器的容量计算如果电动机长期轻载运行，则在选择变频器容量时，要充分考虑电动机脉动电流的影响，以防其峰值电流超过变频器内逆变器功率器件的过电流耐受值，造成变频器早期损坏。图6-35电动机的电流波形电动机的电抗随电动机的容量不同而异。即便电动机额定电流相同，电动机容量越大，则其脉动电流值也越大。6.2.3变频器类型的选择1.变频器的选型原则通常主要依据以下原则进行变频器的选择：1）对于风机和泵类负载可以选用成本低廉的通用型平方转矩变频器，以节约总体投资。2）如果负载具有恒转矩特性，但对转速精度及动态性能等要求不高，则应选用无矢量控制型恒转矩变频器。3）如果异步电动机在低速运行时要求有较硬的机械特性，并要求有一定的调速精度，但对其他动态性能要求不高，则可选用不带速度反馈的矢量控制型变频器，以降低设备投资。4）如果对调速精度和动态性能都有较高要求，则可选用带速度反馈的矢量控制型变频器，以充分满足系统的控制要求。2.根据负载性质选择变频器（1）恒转矩负载对于恒转矩负载，以经济适用为原则选择恒转矩型变频器。（2）平方转矩负载对于平方转矩负载，一般以价格低廉、可靠耐用为主要原则，选择通用型平方转矩变频器即可。（3）恒功率负载恒功率运转主要应用于卷扬机、机床主轴等。针对恒功率负载选择变频器时，要注意以下几点：1）一般要求负载低速时有较硬的机械特性，才能满足生产工艺对控制系统的动态、静态指标要求，如果控制系统采用开环控制，可选用具有无转速反馈矢量控制功能的变频器。2）对于调速精度和动态性能指标都有较高要求，以及要求高精度同步运行等场合，可选用带速度反馈的矢量控制方式的变频器。如果控制系统采用闭环控制，则可选用能够四象限运行、采用U/f控制方式、具有恒转矩输出功能型变频器。3.根据运行环境选择变频器1）温度；2）相对湿度；3）抗振性能；4）电磁兼容性变频器的电磁兼容性应满足GB/T13926《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》的要求。4.根据相关参数选择变频器（1）最大瞬时电流选择变频器容量的基本原则是：变频器能正常驱动负载，在生产工艺所要求的所有转速点均能长期稳定运行而不会出现过热现象，且最大负载电流不超过变频器的额定工作电流。实际上，变频器都具备一定的过载能力（亦称过载耐受能力）。变频器的过载能力一般为1.5，且允许的过载时间不超过1min。（2）输出频率变频器的最高输出频率根据变频器的类型的不同而有很大的不同，有50Hz/60Hz、120Hz、240Hz或更高。50Hz/60Hz以在额定速度以下范围进行调速运转为目的，适合大容量的通用变频器采用。最高输出频率超过工频的变频器多为小容量，工作在50Hz/60Hz以上区域，由于输出电压不变，变频器输出频率为恒功率特性。（3）输出电压变频器的输出电压可按电动机额定电压选定。按国家标准，输出电压可分成220V系列和400V系列两种。（4）加减速时间加减速时间反映电动机加/减速度的快慢，并且影响变频器的输出电流。一般情况下，对于短时间的加/减速，变频器允许达到额定输出电流的130％~150％，因此，在短时间的输出转矩也可以增大。（5）电压频率比电压频率比U/f作为变频器独特的输出特性，表征变频器输出频率与输出电压的变化特性，选择的变频器具有合适的U/f，可以高效率地利用电动机，如控制风机和泵类负载可以取得显著的节能效果。（6）调速范围根据系统的要求，选择的变频器必须能覆盖所需要的速度范围。因此，变频器