五、变频器的选型

在容量适配的情况下,变频器的额定电流应该大于或等于对应的电动机的额定电流,但实际情况并不完全如此。一般来说,2极和4极电动机的额定电流都小于变频器的额定电流,但6极以上的额定电流往往比同容量变频器的额定电流大。

(一)变频器的容量与电动机特性

变频器的容量与电动机特性的关系如图3-27所示。

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图3-27 变频器的容量与电动机特性的关系

a)变频器容量正好 b)变频器容量加大

(二)电动机工况与变频器的选择

1.电动机的温升

电动机在运行时,存在着铜损、铁损以及机械损耗等各种功率的损失,这些损耗功率都要转化为热能,使电动机的温度上升。温度太高了就会破坏电动机的各部分绝缘,使电动机烧坏。

2.连续不变负载的变频器选择

所谓连续不变负载是指负载是连续运行的,在运行过程中,负载的转矩大小基本不变,如图3-28a所示。电动机在拖动这类负载时,温升能达到稳定的温升,因此这类负载在选择变频器时原则上只需使变频器的配用电动机容量不小于电动机的实际容量即可。此类负载有:带式输送机、风机、水泵等。

3.连续变动负载的变频器选择

负载是连续运行的,但负载的轻重却是经常变动的。当电动机拖动这类负载时,其温升将随着负载转矩的轻重而变化(见图3-28b)。选择变频器的原则是:只要电动机的温升不超过额定温升,允许短时过载。

4.断续负载的变频器选择

时开时停的负载,开的时候电动机的温升达不到稳定温升,停的时候电动机的温升也降不到0,如图3-28c所示。对于这类负载,选择电动机容量的基本原则与连续变动负载一样。

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图3-28 电动机的工况

a)连续不变负载 b)连续变动负载 c)断续负载

5.短时负载

负载运行时间很短,而停止时间很长,运行时温升达不到稳定温升,停止时温升能下降为0。如三峡水电站的船闸的闸门电动机。这类负载在选择变频器时不考虑电动机温升,主要考虑电动机的过载能力即可。

(三)一台变频器带多台电动机

1.多台电动机同时起动和运行

如果所有电动机都同时起动,并且同时升速、降速(见图3-29),变频器的容量可以按下列公式计算:

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图3-29 多台电动机同时升、降速

即变频器的额定电流大于1.05~1.1倍的各电动机额定电流之和。

2.多台电动机分别起动

如果各电动机分别起动,则当第一台电动机变频起动并以一定频率运行时,其他电动机只能在该频率下直接起动,这时需要考虑的因素有:

1)变频器必须有能够承受各电动机直接起动时的起动电流。

2)由于起动电流持续的时间很短,一般不超过1min,因此变频器的过载能力可以考虑进去。故变频器容量选择按如下公式计算:

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式中IST——电动机起动电流(为额定电流的5~7倍);

K1——安全系数。如后起动电动机都从停止状态起动时,K1=1.2;如后起动电机有可能从自由制动状态下重新起动时,K1=1.5~2;

K2——变频器的过载能力。

多台电动机分别起、制动如图3-30所示。

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图3-30 多台电动机分别起、制动