工業(yè)控制變頻器選型誤區(qū)及案例分析

變頻器選型誤區(qū)

誤區(qū)1：為了省電而選用變頻器很多廠家和業(yè)務(wù)員吹噓變頻器節(jié)電率有多高，用戶也信以為真，單純?yōu)榱耸‰娋突ǜ叱杀具x用變頻器，結(jié)果卻大失所望。使用變頻器后能否省電，是由其驅(qū)動(dòng)的負(fù)載類(lèi)型決定的。對(duì)于風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載，選用變頻器后節(jié)能效果顯著，而對(duì)于恒功率負(fù)載和恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，節(jié)能效果就差很多，甚至不能省電。

誤區(qū)2：通過(guò)電機(jī)銘牌額定功率來(lái)決定變頻器選型

以電動(dòng)機(jī)的額定功率來(lái)選擇變頻器是有一定的理論依據(jù)的，但很多現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況下，電機(jī)運(yùn)行富裕量太大，或者電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，這樣變頻器選型要么太大，造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，要么變頻器選型過(guò)小，造成電機(jī)損壞或變頻器炸機(jī)。

最簡(jiǎn)便的預(yù)估方法是，變頻器選型以電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)最大的工作電流的1.1倍為依據(jù)，如果機(jī)械設(shè)備是重載類(lèi)型，變頻器還需要放大一檔使用。

變頻器選型分析

變頻系統(tǒng)帶動(dòng)的負(fù)載設(shè)備大致可分為三種類(lèi)型

恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

恒功率負(fù)載

風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載

恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)別：恒功率在負(fù)載比較輕的場(chǎng)合為多用，恒轉(zhuǎn)矩則多用在重負(fù)載。

所以不同負(fù)載類(lèi)型選擇變頻器的型號(hào)不同。

>>>恒功率負(fù)載<<<

恒功率調(diào)速是指電機(jī)低速時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩大，高速時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩小，即輸出功率是恒定的。如機(jī)床、切割機(jī)、造紙機(jī)等。

例如：機(jī)床變頻器系統(tǒng)，是恒功率負(fù)載，負(fù)載慣性特大，變頻器選型應(yīng)配置同功率的機(jī)型，外加制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。

>>>恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載<<<

恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的特點(diǎn)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，任何轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)矩總保持恒定或基本恒定。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載設(shè)備要求變頻器低頻轉(zhuǎn)矩大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。比如傳送帶、攪拌機(jī)，擠壓機(jī)等摩擦類(lèi)負(fù)載以及吊車(chē)、提升機(jī)等位能負(fù)載。

例如：某挖沙船主挖斗變頻器系統(tǒng)，是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，雙電機(jī)，且負(fù)載過(guò)載時(shí)間長(zhǎng)，因此變頻器選型配置應(yīng)放大兩檔的機(jī)型，同時(shí)該設(shè)備的電源多為發(fā)電機(jī)供電，變頻器需配置輸入交流電抗器。

>>>恒風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載載<<<

這是最適合用變頻調(diào)速的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，對(duì)變頻器功能技術(shù)沒(méi)有過(guò)高的要求，使用變頻器后節(jié)能效果顯著。

例如：某東北一大型集中供暖設(shè)備變頻系統(tǒng)，其中鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)（離心風(fēng)機(jī)）變頻器選型配置同功率機(jī)型；

補(bǔ)水泵（離心泵）、循環(huán)泵變頻器選型配置同功率的機(jī)型；

除渣機(jī)、皮帶機(jī)（輸煤機(jī)）變頻器選型配置放大一檔的機(jī)型；

破碎機(jī)（煤炭破碎機(jī)）變頻器選型配置放大一檔或兩檔的機(jī)型。

變頻器選型注意事項(xiàng)

變頻器選型主要是由驅(qū)動(dòng)的負(fù)載特性及電機(jī)實(shí)際工作電流來(lái)定，除此之外，還有以下注意事項(xiàng)：

1 環(huán)境

對(duì)于一些高溫度（高于50度）、高海拔（高于1000米）的應(yīng)用場(chǎng)合，變頻器選型應(yīng)適當(dāng)留有一定余量，以保證變頻器和電機(jī)使用壽命。

2 距離

變頻器安裝的地點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間的距離超過(guò)50米，變頻器選型時(shí)就要配合電抗器以降低載波頻率。

3 一拖多

一臺(tái)變頻器拖動(dòng)多臺(tái)電機(jī)時(shí)，如果中間連接的電纜過(guò)長(zhǎng)，通用變頻器選型時(shí)就要放大一檔使用，且每臺(tái)電機(jī)后面都要加裝熔斷器。

4 高速電機(jī)

高速電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量諧波，增強(qiáng)變頻器的輸出電流，產(chǎn)生大量熱量。因此，變頻器選型時(shí)也要比普通電機(jī)大一檔。

5 防爆電機(jī)

在某些礦井、石油開(kāi)采環(huán)境下，變頻系統(tǒng)中是防爆電機(jī)時(shí)，變頻器的選擇應(yīng)選用具備防爆功能的變頻器，且將變頻器放置在較安全的場(chǎng)所。

6 防護(hù)等級(jí)

對(duì)于灰塵多，潮濕的應(yīng)用場(chǎng)合，變頻器選型時(shí)要注意其防護(hù)等級(jí)。

7 單相電機(jī)

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)使用單相電動(dòng)機(jī)時(shí)，變頻器不起作用。

8 變極電機(jī)

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)使用變極電動(dòng)機(jī)時(shí)，變頻器選型應(yīng)保證最大工作電流不要超過(guò)變頻器的額定電流，且在轉(zhuǎn)換電機(jī)極數(shù)時(shí)要防止空轉(zhuǎn)損壞變頻器。

變頻器選型原則及步驟

變頻器選型是個(gè)技術(shù)活，如果選擇不當(dāng)，可能會(huì)使變頻器炸機(jī)損壞，嚴(yán)重則會(huì)影響工廠的正常生產(chǎn)，所以科學(xué)合理地選擇變頻器是至關(guān)重要的。下面羅列了變頻器造型的幾大原則，供終端用戶參考。

1、專(zhuān)業(yè)人做專(zhuān)業(yè)事

變頻器選型最好由廠家的技術(shù)工程師根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)定，不僅選型準(zhǔn)確，而且有利于后期的調(diào)試、安裝及售后服務(wù)。

2、負(fù)載設(shè)備功能要求

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的工況需求（啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)速度、調(diào)速精度等），考慮是選擇通用變頻器、矢量變頻器還是專(zhuān)用變頻器，是選擇重載還是輕載。

3、交流電機(jī)工作電流

變頻器選型要以電機(jī)的實(shí)際工作電流來(lái)確定功率。一般情況下，對(duì)于風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載，電機(jī)的額定電流也可作為變頻器選型的依據(jù)。對(duì)于電機(jī)有可能超負(fù)荷運(yùn)行的情況，變頻器選型通常需要放大一檔使用。

4、現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)有金屬導(dǎo)電性粉塵，或者工作環(huán)境溫度過(guò)高時(shí)，變頻器選型需要慎重。這時(shí)需要有專(zhuān)門(mén)的空間放置變頻器，而且風(fēng)扇散熱功能要好，以此確定變頻器選型是掛機(jī)、柜機(jī)還是工變頻一體機(jī)。

變頻器選型之外圍設(shè)備

變頻器選型完成后，還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況考慮是否需要配置其它外圍設(shè)備。變頻器選型的外圍設(shè)備主要有斷路器、電抗器、接觸器、制動(dòng)電阻等。

1、斷路器

斷路器可方便地控制電路的斷電和閉合。主要用于當(dāng)變頻系統(tǒng)出再逆電流、過(guò)流、短路和欠壓時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)電源，起到隔離作用，保護(hù)電源。

2、電擾器

電抗器是變頻選型時(shí)常用的外圍設(shè)備。當(dāng)變頻器與電機(jī)距離太長(zhǎng)，或者變頻器與電源距離太近時(shí)，為改善功率因數(shù)，使輸入中的浪涌電流降到最低，在變頻器選型過(guò)程中必須添加直流電抗器或交流電抗器。

3、接觸器

接觸器分為輸入接觸器和輸出接觸器。當(dāng)變頻系統(tǒng)某一部件發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切斷電源，防止遠(yuǎn)距離接通燒壞設(shè)備。

4、制動(dòng)電阻

當(dāng)通用變頻器應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、升降機(jī)等慣性負(fù)載，變頻器選型需要使用制動(dòng)電阻，將變頻系統(tǒng)中產(chǎn)生的多余能量消耗掉。