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变频器选型时的注意事项

2020-6-19 11:08:26 4360 0

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汇川变频器 发表于 2020-6-19 11:08:26 |阅读模式

汇川变频器 楼主

2020-6-19 11:08:26

自动化与驱动产品主要包括PLC、数控系统、变频器、低压电器、工控仪表等。在这些产品中每种产品都有自己的电磁兼容标准。所以在工控系统中对每种产品的电磁兼容的要求也不同。例如,传动系统的抗干扰性较强,但是它是一个主要的干扰源。然而对于仪表干扰信号较小,在系统设计时应主要考虑它的抗干扰性。?
        在电动机的各种调速方式中,变频调速传动占有极其重要的地位,有强大的生命力。这类传动系统功率有回路简单、功率因数高、输出谐波小、启动平稳、调速范围宽等优点。变频器大多运行在恶劣的电磁环境,且作为电力电子设备,内部由电子元件、微处理芯片等组成,会受到外界的电磁干扰。另外,变频器的输入和输出侧的电压、电流含有高次谐波。当变频器运行时,既要防止外界的电磁干扰又要防止变频器干扰外界其他设备,即所谓的电磁兼容性。?
        国际电工委员会(IEC)对电磁兼容性的定义是“电磁兼容性是电子设备的一种功能,电子设备在电磁环境中能完成其功能而不产生不能容忍的干扰”。我国最近颁布的“电磁兼容性”国家标准中,对电磁兼容性作出如下定义:“设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰”。显然电磁兼容性含有双重含义:抗干扰性和干扰性。?
        目前,随着我国经济的发展和科技的进步,工控设备的使用越来越广泛。特别是涉及到大的控制系统时,例如控制系统既有PLC、数控系统、变频器又有仪表时。如果在系统设计和安装时,没有充分考虑电磁兼容性问题,小则造成设备不能稳定运行,大则造成设备的损坏。目前EMC已成为电气系统设计时必须重视的问题。
        变频器选型注意事项
        一、确定变频器是否适合我们的应用程序。
        变频器的主要功能是改变三相交流感应电机的转速。此外变频器还提供了非紧急启动和停止控制,加速和减速以及过载保护。另外,变频器可以逐步加速电机,减少电机启动冲击电流。由于这些原因,变频驱动器适用于输送机,风机和泵,这些输送机,风机和泵都受益于电机运行速度的降低和控制。
        变频器将输入的交流电转换成直流,然后再转换回三相输出电。基于转速设定值,变频器直接改变反向输出功率的电压和频率来控制电机转速。注意如果没有使用变频器,将交流电转换成直流母线,然后再回到模拟交流正弦波,可以使用直接提供给电机的功率的4%。出于这个原因,正常运行的电动机全速运行时,变频器可能不具有成本效益。也就是说,如果电动机必须在一定时间内输出变速,而有时只能输出全速,则与变频器一起使用的旁路接触器可以使效率最大化。
        

        二、考虑我们选择变频器的原因。
        考虑变频器的选择原因包括节能,受控启动电流,运行速度和扭矩可调,停止控制和反向运行。变频器降低了能耗,特别是离心式风机和泵的负载。使用变频器将风扇转速降低一半,风扇功率与风扇速度的三次方成正比,将所需马力降低八倍。在整条线路上启动交流电机需要启动电流超过电机满载电流(FLA)的八倍。根据电机的大小,这可能会对配电系统造成严重的损耗,并且由此产生的电压跌落可能会影响敏感设备。使用变频器可以消除与电动机启动相关的电压暂降,并且降低电动机启动电流以减少用电需求费用。控制起动电流也可延长电机寿命,因为跨线路浪涌电流会缩短交流电机的使用寿命。在需要频繁启动和停止的应用中,缩短的生命周期尤为突出。变频器大大减少了启动电流,从而延长了电机的使用寿命,并且减少了电机回卷的必要性。
        改变运行速度的能力允许优化受控过程。许多变频器允许使用电位计,键盘,可编程逻辑控制器(PLC)或过程回路控制器进行远程速度调节。变频器也可以限制施加的扭矩,以保护机器和最终产品免受损坏。
        三、为变频器负载选择适当的大小。
        指定变频器尺寸和功率额定值时,要考虑其驱动的负载的运行配置文件。加载是恒定的还是可变的?会不会频繁启停,还是会连续运转?考虑扭矩和峰值电流。在最差的工作条件下获得最高的峰值电流。检查位于电机铭牌上的电机FLA。请注意,如果电机回卷,其FLA可能会高于铭牌上标明的FLA。不要根据马力评级来确定变频器的大小。相反,在峰值扭矩需求下,按照其最大电流要求来确定变频器的大小。变频器必须满足对电机的最大要求。考虑变频器可能需要加大尺寸的可能性。某些应用程序由于冲击载荷或启动要求而遇到临时过载条件。电机的性能是基于变频器产生的电流量。例如,满载的输送机可能需要额外的起动转矩,并因此增加来自变频器的功率。许多变频器被设计为在150%的过载下运行60秒。要求过载大于150%或超过60秒的应用需要超大的变频器。高度也影响变频器的大小,因为变频器是空气冷却的。空气在高空变薄,降低了它的冷却性能。大多数变频器的设计是在100米的海拔高度上运行,除此之外,驱动器必须降额或超大。
        

        四、注意制动要求
        对于适度的惯性负载,减速过程中的过电压通常不会发生。对于具有高惯性负载的应用,变频器会自动延长减速时间。但是,如果重负荷必须快速减速,则应使用动态制动电阻。当电动机减速时,它们起到发电机的作用,动态制动允许变频器产生额外的制动或停止转矩。变频器通常可以产生15到20%的制动力矩,无需外部元件。必要时增加外接制动电阻,增加变频器的制动控制力矩,加快大惯量负载减速,频繁启停循环。
        五、确定I / O需求
        大多数变频器可以集成到控制系统和过程中。电机速度可以通过调整电位器或通过集成在某些变频器上的键盘手动设置。另外,几乎每个变频器都有一些I / O,高端驱动器有多个I / O和全功能通讯端口。这些可以连接到控制,以自动执行电机速度命令。大多数变频器包括多个离散输入和输出,并且至少有一个模拟输入和一个模拟输出。离散输入将变频器与控制设备(如按钮,选择器开关和PLC离散输出模块)连接起来。这些信号通常用于启动/停止,正转/反转,外部故障,预置速度选择,故障复位和PID启用/禁用等功能。离散输出可以是晶体管,继电器或频率脉冲。通常,晶体管输出驱动PLC,运动控制器,指示灯和辅助继电器的接口。继电器输出通常驱动交流设备和其他设备有自己的接地点,因为继电器触点隔离外部设备接地。频率输出通常用于将速度参考信号发送到PLC的模拟输入,或者发送到以跟随器模式运行的另一个变频器。通常,大多数变频器的通用输出是晶体管。有时还会包含一个或多个继电器输出以隔离更高电流的设备。频率脉冲输出通常保留给更高端的变频器。模拟输入用于将变频器与外部0至10 Vdc或4至20 mA信号连接。这些信号可以表示速度设定值和/或闭环控制反馈。一个模拟输出可以用作为其他变频器提供设定值的前馈,所以其他设备将遵循主变频器的速度; 否则,它可以将速度,扭矩或电流信号传送回PLC或控制器。
        

        变频器选型时的注意事项
        变频器不是在任何情况下都能正常使用,因此用户有必要对负载、环境要求和变频器有更多了解。
        1.负载类型和变频器的选择:
        电动机所带动的负载不一样,对变频器的要求也不一样。
        A:风机和水泵是最普通的负载:对变频器的要求最为简单,只要变频器容量等于电动机容量即可(空压机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉需加大容量)。
        B:起重机类负载:这类负载的特点是启动时冲击很大,因此要求变频器有一定余量。同时,在重物下放肘,会有能量回馈,因此要使用制动单元或采用共用母线方式。
        C:不均行负载:有的负载有时轻,有时重,此时应按照重负载的情况来选择变频器容量,例如轧钢机机械、粉碎机械、搅拌机等。
        D:大惯性负载:如离心机、冲床、水泥厂的旋转窑,此类负载惯性很大,因此启动时可能会振荡,电动机减速时有能量回馈。应该用容量稍大的变频器来加快启动,避免振荡。配合制动单元消除回馈电能。
        2.长期低速动转,由于电机发热量较高,风扇冷却能力降低,因此必须采用加大减速比的方式或改用6级电机,使电机运转在较高频率附近。
        3.变频器安装地点必需符合标准环境的要求,否则易引起故障或缩短使用寿命;变频器与驱动马达之间的距离一般不超过50米,若需更长的距离则需降低载波频率或增加输出电抗器选件才能正常运转。

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