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变频器容量选择

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  • 发布时间:2014/12/4 16:39:56
  • 作者:银河电气

  变频器容量的选择是一个复杂的问题,容量偏小会影响电动机有效力矩的输出,影响系统的正常工作,甚至损坏装置;而容量偏大,则电流的谐波分量会增大,也增加了设备投资。在采用变频器对异步电机调速控制时,我们通常根据异步电动机实际运行中的最大电流来选择合适的变频器容量。但是不同的运行方式或不同的运行状态下,对变频器容量的确定方法是不同的。下面我们就对不同工作方式下根据电动机负载电流来选择变频器容量。

1 低频低压启动恒定负载连续运行变频器容量选择


  如果低频、低压起动,连续运转时,变频器选择满足以下三个条件:

  PCN≥(K*PM)/(η*cosΦ)(KVA)…………(1)
  ICN≥K*IM(A)…………………………………(2)
  PCN≥K*√3*UM*IM*10-3(KVA)……………(3)

  式中:PM、η、cosΦ、UM、IM分别为电动机输出功率、效率(取0.85)、功率因数(取0.75)、电压(V)、电流(A)。
  K:电流波形的修正系数(PWM方式取1.05~1.1)
  PCN:变频器的额定容量(KVA)
  ICN:变频器的额定电流(A)
  式中IM如按电动机实际运行中的最大电流来选择变频器时,变频器的容量可以适当缩小。

2 周期性变化负载连续运行变频器容量选择


  根据电机加减、恒速、减速等各种运行状态下的电流值,可以根据下面确定变频器的额定电流,然后选择合适的变频器容量。

  ICN=[(I1*t1+I2*t2+…+I5*t5)/(t1+t2+…t5)]*K0

  式中:ICN:变频器额定输出电流(A)
  I1、I2、…I5:各运行状态平均电流(A)
  T1、t2、…t5:各运行状态下的时间
  K0:安全系数(运行频繁时取1.2,其他条件下为1.1)

3 非周期性变化负载连续运行变频器容量选择


  电机在非周期变化状态下运行时,我们难以知道各运行状态下的电流,此时可按电动机在输出最大转矩时的电流计算变频器的额定电流,额定电流可用下式确定:

  ICN≥IM(max)/KFg

  式中:IM(max)为电动机在输出最大转矩时的电流
  KFg—变频器的过载倍数

4 一台变频器同时传动多台电动机运行变频器容量选择


  (1)采用一台变频器拖动多台传动电机,一部分电动机直接起动,另一部分电动机由低频、低压起动。除了使电动机运行的总电流不超过变频器的额定输出电流之外,还要考虑所有直接起动电动机的起动电流。以变频器过载能力为150%,1min为例计算变频器的容量,此时若电机加速时间在1min内,则应满足以下两式:

  PCN≥2/3PCN1[1+(ns/nT)*(Ks-1)]
  ICN≥2/3nT*IM[1+(ns/nT)*(Ks-1)]

  若电机加速在1min以上时,满足下面两式:

  PCN≥PCN1[1+(ns/nT)*(Ks-1)]
  ICN≥nT*IM[1+(ns/nT)*(Ks-1)]

  式中:nT:并联电机的台数
  ns:同时起动台数
  PCN1:连续容量:PCN1=K*PM*nT/ηcosΦ
  PM:电动机输出功率
  η:电动机的效率(约取0.85)
  cosΦ:电动机的功率因数(常取0.75)
  Ks:电机起动电流/电机额定电流
  IM:电机额定电流
  K:电流波形正系数(PWM方式取1.05~1.10)
  PCN:变频器容量(KVA)
  ICN:变频器额定电流(A)
(2)变频器驱动多台电动机,当其中有一台电动机出现故障,随时挂接或随时退出变频器的驱动运行时,此时根据额定电流选择变频器容量时,额定输出电流可按下式计算:

  ICN≥K*Σ(i=1~j)IM+0.9IMQ

  式中:ICN:变频器额定输出电流(A)
  IM:电动机额定输入电流(A)
  IMQ:最大电动机的启动电流(A)
  K:安全系数,一般取1.05~1.10
  J:余下的电动机台数

5  电动机直接起动时变频器容量选择


  额定电压、额定频率直接起动时,电动机的电流是额定电流的5~7倍。选择变频器容量时,需要用下式来计算变频器的频定电流ICN。

  ICN≥(IR/KFg)

  式中:IR在额定电压、额定频率下电机起动时的堵转电流(A)
  KFg:变频器的允许过载倍数Kg=1.3~1.5

6  大惯性负载起动时变频器容量选择


  在大惯性负载时,按照式子计算变频器容量:

  PCN≥(K*nM)/(9550*η*cosΦ)*[TL+(GD2/375)*(nM/tA)]

  式中: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分别为电机的效率(取0.85),功率因数(取0.75),额定转速(r/min)
  tA:电机加速时间(s)由负载要求确定
  K:电流波形的修正系数(PWM方式取1.05~1.10)
  PCN:变频器的额定容量(KVA)
  以上介绍了各种不同运行状态下计算和选择变频器容量的一般方法,在实际的生产中还要根据机械特性灵活运用,在选择变频器容量时要充分考虑变频器的过载能力,也要不至于使装置超限温值。