如何選擇和確定變頻驅(qū)動(dòng)器的尺寸？

選擇和調(diào)整變頻驅(qū)動(dòng)器 （VFD） 的尺寸可能會(huì)令人困惑，即使對(duì)于最有經(jīng)驗(yàn)的工程師也是如此。本文使它變得簡(jiǎn)單。

變頻驅(qū)動(dòng)器（VFD）的目標(biāo)是將單相交流電的輸入轉(zhuǎn)換為直接電源，然后將功率反轉(zhuǎn)為三相交流電輸出。這些重要的電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器專(zhuān)為許多電力應(yīng)用而設(shè)計(jì)，例如流量、壓力維護(hù)、氧氣溶解和液位維護(hù)。

在解決VFD選擇和尺寸之前，有一些基本事項(xiàng)需要了解。首先，VFD不能產(chǎn)生扭矩或馬力。其次，VFD旨在提供具有正確頻率和電壓的電流，以達(dá)到運(yùn)行給定電機(jī)所需的速度。

現(xiàn)在，您已準(zhǔn)備好學(xué)習(xí)如何選擇和調(diào)整VFD的大小。

電機(jī)選擇

在選擇和確定變頻器尺寸之前，請(qǐng)選擇正確的電機(jī)并選擇正確的變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電機(jī)選擇中使用的公式因電機(jī)的運(yùn)行方式而異。電機(jī)可以通過(guò)垂直或水平運(yùn)動(dòng)來(lái)操作。

水平移動(dòng)

圖3.水平移動(dòng)

從圖中可以看出，W（kg）是行走物體的總重量，V（m/min）是速度，μ是系統(tǒng)頻率因子。

設(shè) p 為驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的力功率。這是使用公式計(jì)算的

［P=frac{mu WV}{6120eta}，where，the，units，are，in，kW］

問(wèn)題1

物體的質(zhì)量為80公斤，其速度，頻率和效率分別為80米/分鐘，o.2和0.8。計(jì)算電機(jī)驅(qū)動(dòng)力。

解決方案 1

［P=frac{mu WV}{6120eta}］

［P=frac{80times0.2times80}{6120times0.8} = 0.26kW］

垂直移動(dòng)

圖4. 垂直移動(dòng)

如果質(zhì)量為 W （kg） 的物體承受 V（m/min）的提升速度，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的力 P 使用以下公式確定

［P=frac{mu WV}{6120eta}］

哪里

［eta=效率，的，電機(jī)，系統(tǒng)］

問(wèn)題2

該物體的質(zhì)量為50公斤，提升速度為60米/分鐘，效率為0.8。計(jì)算驅(qū)動(dòng)電機(jī)提升負(fù)載所需的力。

解決方案 2

［P=frac{mu WV}{6120eta}］

［P=frac{50times60}{6120times0.8}=0.61kW］

考慮加速/減速的電機(jī)和VFD尺寸

對(duì)于加速和減速，必須根據(jù)機(jī)器運(yùn)動(dòng)確定容量大小選擇。檢查銘牌上記錄的機(jī)器數(shù)據(jù)，包括所需的操作模式。

以下是選擇過(guò)程中要遵循的步驟。

第 1 步： 計(jì)算機(jī)器負(fù)載扭矩。這是在移動(dòng)負(fù)載時(shí)具有重要意義的負(fù)載扭矩。

第 2 步：計(jì)算動(dòng)力機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由J表示。此值用于指示停止或移動(dòng)對(duì)象的難易程度。這可以與汽車(chē)軌道背面的負(fù)載進(jìn)行比較。

第 3 步：找到機(jī)器的操作模式。這是從機(jī)器循環(huán)操作的行程和停止時(shí)間得出的。

檢查下面的圖 5，灰色和黑色條帶標(biāo)記的區(qū)域表示行程量。

圖5.旅行金額圖表

假設(shè)最高速度為 V （mm/s），加速度為 tpsa（s），減速為 tpsd（s），行駛時(shí)間為 t（s），行程量為 L （mm），tpsa 等于 tpsd，則以下公式顯示了它們之間的關(guān)系。

［L=V（mm/s）times（t-tpsa）mm］

第 4 步：暫行進(jìn)行電機(jī)選型。選擇滿足轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的電機(jī)。請(qǐng)記住，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩必須高于負(fù)載的轉(zhuǎn)矩。否則，電機(jī)可能會(huì)發(fā)生故障。

第 5 步：使用暫定選擇的電機(jī)計(jì)算扭矩。扭矩計(jì)算由以下列出的條件執(zhí)行：

? 從一開(kāi)始就將電機(jī)加速到恒定運(yùn)行速度所需的扭矩。

? 將負(fù)載保持在恒定工作速度所需的扭矩。

? 使電機(jī)減速到停止所需的扭矩。

? 電機(jī)產(chǎn)生的預(yù)測(cè)熱量。

通過(guò)涉及在步驟1至3中獲得的電機(jī)電流值并假設(shè)一個(gè)周期，使用以下公式計(jì)算等效電流，并將結(jié)果與額定電流進(jìn)行比較。電機(jī)尺寸的等效電流應(yīng)小于其額定電流。

［Motor，Equivalent，Current-sqrt{frac{sum（ln^{2}times tn）}{sum（Cntimes tn）}}］

其中 Cn 是冷卻系數(shù)

第 6 步：檢查是否需要制動(dòng)電阻。制動(dòng)電阻是再生制動(dòng)器所必需的。根據(jù)減速過(guò)程中使用再生制動(dòng)器時(shí)產(chǎn)生的能量計(jì)算制動(dòng)力。檢查計(jì)算的功率范圍是否在允許的性能范圍和規(guī)格范圍內(nèi)。如果功率超出范圍，請(qǐng)?jiān)谕獠堪惭b制動(dòng)電阻。

選擇和調(diào)整VFD大小的關(guān)鍵要點(diǎn)

變頻驅(qū)動(dòng)器將單相交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后再將其反相為三相交流輸出。

電機(jī)通過(guò)水平或垂直驅(qū)動(dòng)力運(yùn)行。

水平運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力可以使用公式計(jì)算

［P=frac{mu WV}{6120eta}，where，the，units，are，in，kW］

垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力可以使用下面列出的公式計(jì)算。

［P=frac{mu WV}{6120eta}］

電機(jī)和VFD選擇過(guò)程可以通過(guò)以下六個(gè)重要步驟進(jìn)行：計(jì)算機(jī)器負(fù)載扭矩，計(jì)算給定機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，找到機(jī)器中使用的操作模式，進(jìn)行電機(jī)選擇，計(jì)算所選電機(jī)的扭矩，并檢查減速過(guò)程中是否需要制動(dòng)器。

計(jì)算電機(jī)等效電流可以使用公式實(shí)現(xiàn)

［Motor，Equivalent，Current-sqrt{frac{sum（ln^{2}times tn）}{sum（Cntimes tn）}}］
審核編輯：陳陳