项目五 任务1 变频器的选择课件.pptx
主编：蒋伟 吕洪善(第 2 版）中国铁道出版社有限公司中国铁道出版社有限公司项目五 任务1 变频器的选择项目五项目五 变频器的选择、安装及维护变频器的选择、安装及维护项目五 任务1 变频器的选择项目五项目五 变频器的选择、安装及维变频器的选择、安装及维项目五 任务1 变频器的选择 在变频器的使用中，由于变频器选型、使用和维护不当，往往会引起变频器不能正常运行，甚至引发设备故障，导致生产中断，带来不必要的损失。为此，本项目将介绍变频器的选择、安装和维护方法等内容。 项目描述 项目目标 1 1、知识目标、知识目标（1）掌握变频器的选择方法。（2）掌握变频器容量的计算。（3）了解变频器的安装要求和注意事项。2 2、技能目标、技能目标（1）掌握变频器的安装工艺与方法。（2）能够进行变频器的选择与计算。（3）能够进行变频器的日常维护与检修。项目五项目五 变频器的选择、安装及维变频器的选择、安装及维任务1 1 变频器的选择项目五 任务1 变频器的选择某一恒定转矩连续运行设备，笼型交流异步电动机的主要参数如下：额定功率：22kW；额定电压：380V；额定电流：42A；额定转速：1470r/min；额定频率：50Hz。试选用合适容量的变频器。项目五 任务1 变频器的选择合理地选择一台适合生产的变频器，变频器的类型一般要根据负载要求选择。一般来说，生产机械的特性分为恒转矩负载、恒功率负载和风机、泵类负载转矩等二次方率负载三种类型。(1)对于恒转矩负载，如挤压机、搅拌机、传送带、工厂运输电车、起重机等，如采用普通功能型变频器，要实现恒转矩调速，常采用加大电动机和变频器容量的办法，以提高低速转矩；如采用具有转矩控制功能的高性能变频器来实现恒转矩调速，则更理想，因为这种变频器低速转矩大，静态机械特性硬度大，不怕负载冲击，具有挖土机特性。(2)对于恒功率负载，如车床、刨床、鼓风机等，由于没有恒功率特性的变频器，一般依靠U/f控制方式来实现恒功率。项目五 任务1 变频器的选择(3)对于二次方律负载，如风机、泵类等，由于负载转矩与转速平方成正比，低速时负载转矩较小，通常可选择专用或节能型通用变频器。(4)对于要求精度高、动态性能好、响应速度快的生产机械，如造纸机、注塑机、轧钢机等，应采用矢量控制高性能通用变频器；电力机车、电梯、起重机等领域，可选用具有直接转矩控制功能的专用变频器。项目五 任务1 变频器的选择目前，市场上各个厂家的变频器种类繁多，而只有合适的变频器才能使机械设备电控系统既能长期正常、安全可靠地运行，又能实现最佳性价比，变频器的正确选用是使用好变频器的第一步，那么我们该如何选用变频器？一、变频器类型的选择一、变频器类型的选择（一）根据控制功能等综合考虑，可以将变频器按实际情况分为：1、普通功能型U/f控制变频器2、具有转矩控制功能的U/f控制变频器3、矢量控制高性能型变频器项目五 任务1 变频器的选择（二）但是往往选择一台适合生产的变频器，变频器的类型一般要根据负载要求选择。一般来说，生产机械的特性分为恒转矩负载、恒功率负载和风机、泵类降转矩等二次方率负载三种类型。1、对于恒转矩类负载，如挤压机、搅拦机、传送带、厂内运输电车、起重机构等分为两种类型：（1）采用普通功能型（2）采用具有转矩控制功能的高功能型2、对于要求精度高、机械特性和动态性能好、速度响应快的生产机械，如造纸机、注塑机、轧钢机等负载，通常指具有矢量控制功能的高性能变频器，且能进行四象限运行的变频器，主要用于对动态响应较高的场合。项目五 任务1 变频器的选择3、对于恒功率负载，如车床、刨床、鼓风机等，由于没有恒功率特性的变频器，可依靠U/f控制方式来实现恒功率。4、对于风机、泵类负载，由于负载转矩与转速的平方成正比即二次方率负载，此类负载低速时负载转矩较小，通常可选择专用或普通功能型通用变频器。此类变频器有以下特点：（1）过载能力较低（2）具有闭环控制和PID调节功能（3）具有“1”控“X”的切换功能项目五 任务1 变频器的选择5、具有电源再生功能的变频器当变频器中直流母线上的泵生电压过高时,能将再生的直流电逆变成三相电流反馈给电源，主要用于电动机长时间处于再生状态的场合，如起重机的吊钩电动机。6、其他专用变频器如电梯专用变频器，纺织专用变频器，张力控制专用变频器等等。项目五 任务1 变频器的选择二、变频器容量的计算二、变频器容量的计算 当运行方式不同时，变频器容量的计算方式和选择方法不同，变频器应满足的条件也不一样。选择变频器容量时，变频器的额定电流是一个关键量，变频器的容量应按运行过程中可能出现的最大工作电流来选择。项目五 任务1 变频器的选择二、变频器容量的计算二、变频器容量的计算（一）连续运转时所需的变频器容量的计算一）连续运转时所需的变频器容量的计算由于变频器传给电动机的是脉冲电流，其脉动值比工频供电时电流要大，因此须将变频器的容量留有适当的余量。此时，变频器应同时满足以下三个条件： 项目五 任务1 变频器的选择二、变频器容量的计算二、变频器容量的计算 项目五 任务1 变频器的选择（二）加减速时变频器容量的选择 变频器的最大输出转矩是由变频器的最大输出电流决定的。一般情况下，对于短时的加减速而言，变频器允许达到额定输出电流的130150(视变频器容量)，因此，在短时加减速时的输出转矩也可以增大；反之，如只需要较小的加减速转矩时，也可降低选择变频器的容量。由于电流的脉动原因，此时应将变频器的最大输出电流降低10后再进行选定。项目五 任务1 变频器的选择项目五 任务1 变频器的选择（四）一台变频器传动多台电动机，且多台电动机并联运行，即成组传动 用一台变频器使多台电机并联运转时，对于一小部分电机开始起动后，再追加投入其他电机起动的场合，此时变频器的电压、频率已经上升，追加投入的电机将产生大的起动电流，因此，变频器容量与同时起动时相比需要大些。项目五 任务1 变频器的选择以变频器短时过载能力为150，1min以内为例计算变频器的容量，此时若电机加速时间在1min内，则应满足以下两式：项目五 任务1 变频器的选择若电机加速在1min以上时项目五 任务1 变频器的选择项目五 任务1 变频器的选择变频器驱动多台电动机，但其中可能有一台电动机随时挂接到变频器或随时退出运行。此时变频器的额定输出电流可按式（5-9）计算：项目五 任务1 变频器的选择（五）电动机直接起动时所需变频器容量的计算通常，三相异步电动机直接用工频起动时起动电流为其额定电流的57倍，对于电动机功率小于10kW的电机直接起动时，可按式（5-10）选取变频器。项目五 任务1 变频器的选择（六）大惯性负载起动时变频器容量的计算通过变频器过载容量通常多为125、60s或150、60s。需要超过此值的过载容量时，必须增大变频器的容量。这种情况下，一般按式（5-11）计算变频器的容量：项目五 任务1 变频器的选择（七）轻载电动机时变频器的选择电动机的实际负载比电动机的额定输出功率小时，多认为可选择与实际负载相称的变频器容量，但是对于通用变频器，即使实际负载小，使用比按电机额定功率选择的变频器容量小的变频器并不理想，这主要是由于以下原因：1、电机在空载时也流过额定电流的3050的励磁电流。 2、起动时流过的起动电流与电动机施加的电压、频率相对应，而与负载转矩无关，如果变频器容量小，此电流超过过流容量，则往往不能起动。项目五 任务1 变频器的选择3、电机容量大，则以变频器容量为基准的电机漏抗百分比变小，变频器输出电流的脉动增大，因而过流保护容量动作，往往不能运运转。4、电机用通用变频器起动时，其起动转矩同用工频电源起动相比多数变小，根据负载的起动转矩特性，有时不能起动。另外，在低速运转区的转矩有比额定转矩减小的倾向，用选定的变频器和电机不能满足负载所要求的起动转矩和低速区转矩时，变频器和电机的容量还需要再加大。项目五 任务1 变频器的选择三、变频器的外围设备及其选择三、变频器的外围设备及其选择选定好变频器后，下一步就应该选择与变频器相配合的外围设备了。（一）选择目的1、保证变频器驱动系统能够正常工作2、提供对变频器和电动机的保护3、减少对其他设备的影响项目五 任务1 变频器的选择（二）设备的配件选择由图5.1中区别1、2、3、4、9和10为常规配件，5、6、7、8和L是专用配件，下面将部分讲解。项目五 任务1 变频器的选择1、常规配件是指一般设备通用的元件。若发生损坏需要更换，则随时可以买到或更换，无特殊要求。（1）电源变压器1（2）避雷器2 （3）电源侧断路器3（4）电源侧交流接触器4（5）电动机侧交流接触器9（6）工频电网切换用接触器10（7）热继电器项目五 任务1 变频器的选择2、专用配件 它属于抗干扰器件，它有交流电抗器直流电抗器两种交流电抗器其结构为三相铁心上绕制三相线圈，特点是导线截面积足够大，线圈导线的匝数少。结构图如图5.2所示：它用于交流电路项目五 任务1 变频器的选择直流电抗器其结构为单相铁心上绕制单相线圈，特点是线圈导线截面积小，线圈导线的匝数多。结构图如图5.3所示。主要用于变频器直流电路改善功率因数。项目五 任务1 变频器的选择 它也属于抗干扰器件，按照结构的不同分为两类：磁芯少，匝数多； 磁芯多，匝数少。项目五 任务1 变频器的选择工作工作原理：原理：当三相进线一起穿过磁芯时，电流基波分量的合成磁通为零,故对电流的基波分量并无影响。但谐波分量的合成磁通不为零,故能起到削弱谐波分量的作用。其结构如5.4图所示：项目五 任务1 变频器的选择(1)根据电动机所带负载类型选择变频器的类型。由于是恒转矩负载，故可选用通用型变频器。(2)根据电动机额定电流和运行情况等计算变频器的容量。属于控制单台电动机且连续运转，故变频器的额定输出电流计算如下:ICN=1.1IM =1.1X42=46.2(A) 因此，可以选择三菱FR-D740系列变频器。项目五 任务1 变频器的选择1、常见的负载有几种类型？2、简述变频器类型、容量的选择方法。3、电抗器的作用是什么？4、滤波器的作用是什么？项目五 任务1 变频器的选择
