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變頻器容量選擇

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  • 發(fā)布時間:2014/12/4 16:39:56
  • 作者:銀河電氣

  變頻器容量的選擇是一個復雜的問題,容量偏小會影響電動機有效力矩的輸出,影響系統(tǒng)的正常工作,甚至損壞裝置;而容量偏大,則電流的諧波分量會增大,也增加了設備投資。在采用變頻器對異步電機調速控制時,我們通常根據(jù)異步電動機實際運行中的最大電流來選擇合適的變頻器容量。但是不同的運行方式或不同的運行狀態(tài)下,對變頻器容量的確定方法是不同的。下面我們就對不同工作方式下根據(jù)電動機負載電流來選擇變頻器容量。

1 低頻低壓啟動恒定負載連續(xù)運行變頻器容量選擇


  如果低頻、低壓起動,連續(xù)運轉時,變頻器選擇滿足以下三個條件:

  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分別為電動機輸出功率、效率(取0.85)、功率因數(shù)(取0.75)、電壓(V)、電流(A)。
  K:電流波形的修正系數(shù)(PWM方式取1.05~1.1)
  PCN:變頻器的額定容量(KVA)
  ICN:變頻器的額定電流(A)
  式中IM如按電動機實際運行中的最大電流來選擇變頻器時,變頻器的容量可以適當縮小。

2 周期性變化負載連續(xù)運行變頻器容量選擇


  根據(jù)電機加減、恒速、減速等各種運行狀態(tài)下的電流值,可以根據(jù)下面確定變頻器的額定電流,然后選擇合適的變頻器容量。

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

  式中:ICN:變頻器額定輸出電流(A)
  I1、I2、…I5:各運行狀態(tài)平均電流(A)
  T1、t2、…t5:各運行狀態(tài)下的時間
  K0:安全系數(shù)(運行頻繁時取1.2,其他條件下為1.1)

3 非周期性變化負載連續(xù)運行變頻器容量選擇


  電機在非周期變化狀態(tài)下運行時,我們難以知道各運行狀態(tài)下的電流,此時可按電動機在輸出最大轉矩時的電流計算變頻器的額定電流,額定電流可用下式確定:

  ICN≥IM(max)/KFg

  式中:IM(max)為電動機在輸出最大轉矩時的電流
  KFg—變頻器的過載倍數(shù)

4 一臺變頻器同時傳動多臺電動機運行變頻器容量選擇


 ?。?)采用一臺變頻器拖動多臺傳動電機,一部分電動機直接起動,另一部分電動機由低頻、低壓起動。除了使電動機運行的總電流不超過變頻器的額定輸出電流之外,還要考慮所有直接起動電動機的起動電流。以變頻器過載能力為150%,1min為例計算變頻器的容量,此時若電機加速時間在1min內,則應滿足以下兩式:

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

  若電機加速在1min以上時,滿足下面兩式:

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

  式中:nT:并聯(lián)電機的臺數(shù)
  ns:同時起動臺數(shù)
  PCN1:連續(xù)容量:PCN1=K*PM*nT/ηcosΦ
  PM:電動機輸出功率
  η:電動機的效率(約取0.85)
  cosΦ:電動機的功率因數(shù)(常取0.75)
  Ks:電機起動電流/電機額定電流
  IM:電機額定電流
  K:電流波形正系數(shù)(PWM方式取1.05~1.10)
  PCN:變頻器容量(KVA)
  ICN:變頻器額定電流(A)
(2)變頻器驅動多臺電動機,當其中有一臺電動機出現(xiàn)故障,隨時掛接或隨時退出變頻器的驅動運行時,此時根據(jù)額定電流選擇變頻器容量時,額定輸出電流可按下式計算:

  ICN≥K*Σ(i=1~j)IM+0.9IMQ

  式中:ICN:變頻器額定輸出電流(A)
  IM:電動機額定輸入電流(A)
  IMQ:最大電動機的啟動電流(A)
  K:安全系數(shù),一般取1.05~1.10
  J:余下的電動機臺數(shù)

5  電動機直接起動時變頻器容量選擇


  額定電壓、額定頻率直接起動時,電動機的電流是額定電流的5~7倍。選擇變頻器容量時,需要用下式來計算變頻器的頻定電流ICN。

  ICN≥(IR/KFg)

  式中:IR在額定電壓、額定頻率下電機起動時的堵轉電流(A)
  KFg:變頻器的允許過載倍數(shù)Kg=1.3~1.5

6  大慣性負載起動時變頻器容量選擇


  在大慣性負載時,按照式子計算變頻器容量:

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

  式中:GD2:換算到電機軸上的轉動慣量值(N*m2
  TL:負載轉矩(N*m)
  η,cosΦ,nM分別為電機的效率(取0.85),功率因數(shù)(取0.75),額定轉速(r/min)
  tA:電機加速時間(s)由負載要求確定
  K:電流波形的修正系數(shù)(PWM方式取1.05~1.10)
  PCN:變頻器的額定容量(KVA)
  以上介紹了各種不同運行狀態(tài)下計算和選擇變頻器容量的一般方法,在實際的生產中還要根據(jù)機械特性靈活運用,在選擇變頻器容量時要充分考慮變頻器的過載能力,也要不至于使裝置超限溫值。


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