变频器的选择教学课件电子教案.pptx

主讲人：王瑜瑜交流变频调速技术变频器的选择变频器的选择2 45一、了解变频器的选择类型、选型的原则及选择注意事项。了解变频器的选择类型、选型的原则及选择注意事项。二、学会变频器选用的方法。学会变频器选用的方法。3 3 变频器的选择恒转矩负载恒转矩负载恒功率负载恒功率负载二次方律负载二次方律负载异步电动机负载主要包含三种异步电动机负载主要包含三种a ab bc c一、根据负载类型选则变频器类型一、根据负载类型选则变频器类型4 4 特点：特点：在不同的转速下，负载的阻转矩基本恒定在不同的转速下，负载的阻转矩基本恒定。即即 负载负载阻转矩阻转矩T TL L 的的大小与大小与转速转速N N L L的高低无关。的高低无关。 恒转矩负载的功率特点由下式恒转矩负载的功率特点由下式决定：决定： 1.1.恒恒转矩负载转矩负载负载功率与转速成正比负载功率与转速成正比 9550LLLnTP变频器的选择一、根据负载类型选则变频器类型一、根据负载类型选则变频器类型5 5 1.1.恒恒转矩负载转矩负载（a）带式传送机（b）机械特性曲线（c）功率曲线 带式输送机带式输送机是恒转矩负载的典型例子之一，其基本机构和工作情况如下图所示。皮带是恒转矩负载的典型例子之一，其基本机构和工作情况如下图所示。皮带与滚筒间的摩擦力与滚筒间的摩擦力F F与皮带和滚筒的材质有关，与滚筒的转速无关，若滚筒半径与皮带和滚筒的材质有关，与滚筒的转速无关，若滚筒半径r r不变，不变，则则F F、r r两者都与滚筒的转速无关。所以负载的阻转矩为：两者都与滚筒的转速无关。所以负载的阻转矩为：FrTL变频器的选择6 6 特点：特点：在不同的转速下，负载的功率基本恒定在不同的转速下，负载的功率基本恒定。这里这里所说的所说的“恒功率恒功率”指的是：此类负载一旦被电动机拖动运行，其负载的指的是：此类负载一旦被电动机拖动运行，其负载的变换不会影响电动机的功率。变换不会影响电动机的功率。 恒功率负载的功率特点由下式恒功率负载的功率特点由下式决定决定: : 负载阻转矩的大小与转速成反比负载阻转矩的大小与转速成反比 2.2.恒恒功率负载功率负载LLLnPT9550变频器的选择7 7 各种各种薄膜的卷取机械是恒功率负载的典型例子之一，如下图所示薄膜的卷取机械是恒功率负载的典型例子之一，如下图所示。其其工作特点是：随着工作特点是：随着“薄膜卷薄膜卷”的卷径不断增大，卷取辊的转速应逐渐减小，以保的卷径不断增大，卷取辊的转速应逐渐减小，以保证薄膜的线速度恒定，从而也保证了张力的恒定。在卷取过程中，拖动系统的功率是证薄膜的线速度恒定，从而也保证了张力的恒定。在卷取过程中，拖动系统的功率是恒定的：恒定的： 在卷取过程中，要求线速度保持恒定（a）薄膜卷（b）机械特性曲线（c）功率曲线2.2.恒恒功率负载功率负载FvPL变频器的选择8 8 特点：特点：离心式风机和水泵类电动机，其负载的阻转矩离心式风机和水泵类电动机，其负载的阻转矩T TL L与转速与转速n nL L的的二次方成正比。二次方成正比。负载的功率与转速的三次方成正比负载的功率与转速的三次方成正比 K KT T、K KP P-二次方律负载的转矩常数和功率常数二次方律负载的转矩常数和功率常数 3.3.二次方二次方率负载率负载3295509550LPLLTLLLnKnnKnTP2LTLnKT变频器的选择9 9 离心式风机和水泵都属于典型的二次方律负载，以风扇叶片为例，即使在离心式风机和水泵都属于典型的二次方律负载，以风扇叶片为例，即使在空载电动机输出轴上也有转矩损耗，如摩擦转矩等。空载电动机输出轴上也有转矩损耗，如摩擦转矩等。 (a) 风扇叶片 （b）机械特性 （c）功率特性3.3.二次方二次方率负载率负载变频器的选择10 为了使异步电动机变频调速时取得最好的技术和经济为了使异步电动机变频调速时取得最好的技术和经济效果，不同类型的负载应根据具体要求选择不同的控制方效果，不同类型的负载应根据具体要求选择不同的控制方式。式。控制方式应满足的条件是：控制方式应满足的条件是：电动机的过载能力不低于额定值，以防堵转。电动机的过载能力不低于额定值，以防堵转。 每极磁通不应超过额定值，以免磁路饱和。每极磁通不应超过额定值，以免磁路饱和。 电流不应超过额定值，以免引起电动机过热。电流不应超过额定值，以免引起电动机过热。电动机的损耗最小。电动机的损耗最小。 充分利用电动机的容量，尽可能使磁路保持额定值，以充分利用电动机的容量，尽可能使磁路保持额定值，以充分利用铁心；尽可能使电流保持额定值，以充分利用充分利用铁心；尽可能使电流保持额定值，以充分利用绕组导线；尽可能使功率因数保持额定值，以免降低电绕组导线；尽可能使功率因数保持额定值，以免降低电动机出力。动机出力。技术条件技术条件经济条件经济条件变频器的选择11 重负载：重负载：恒磁通控制时，磁通不变，由于负载转矩和转速的平方成恒磁通控制时，磁通不变，由于负载转矩和转速的平方成正比，因此电动机电流也和转速的平方成正比。随着转速的下降，电正比，因此电动机电流也和转速的平方成正比。随着转速的下降，电流急剧减小，使电动机的铜耗大大减小，流急剧减小，使电动机的铜耗大大减小，故二次方律型负载在负载重、故二次方律型负载在负载重、电流大、铜耗大的场合采用恒磁通控制方式较合适。电流大、铜耗大的场合采用恒磁通控制方式较合适。 特点：特点：转矩和转速的平方成正比，如风机、水泵类负载。转矩和转速的平方成正比，如风机、水泵类负载。 轻负载：轻负载：不宜采用这种控制方式。不宜采用这种控制方式。这是因为恒磁通控制时，磁通不变，这是因为恒磁通控制时，磁通不变，铁耗较大，对降低轻载时的损耗不利。铁耗较大，对降低轻载时的损耗不利。可采用恒电流控制方式。可采用恒电流控制方式。 变频器的选择12 在决定这类负载的电动机容量时，在决定这类负载的电动机容量时，电动机电动机转矩转矩应由最低速时的负载转应由最低速时的负载转矩决定，转速则由最高速时的负载转速决定。矩决定，转速则由最高速时的负载转速决定。对于对于恒功率型负载，恒功率型负载，可可采用采用恒磁通控制方式和恒功率控制方式。恒磁通控制方式和恒功率控制方式。特点：特点：转矩和转速的成反比。转矩和转速的成反比。 轻负载：轻负载：恒功率控制方式恒功率控制方式的特点是的特点是输出功率不变。输出功率不变。比较适合于负比较适合于负载较轻的场合。载较轻的场合。 重负载：重负载：恒磁通控制方式恒磁通控制方式可使电动机铁心获得充分利用，可使电动机铁心获得充分利用，适合于适合于重载时的恒功率负载。重载时的恒功率负载。 变频器的选择13 在电动机满载的情况下，恒转矩负载只有一种控制方式在电动机满载的情况下，恒转矩负载只有一种控制方式即恒磁通控制。这种控制方式能同时保证磁通不变、电流不变以即恒磁通控制。这种控制方式能同时保证磁通不变、电流不变以及过载倍数不变。及过载倍数不变。应用场合：应用场合：特点：特点：转矩保持不变。转矩保持不变。 变频器的选择14 恒压控制方式在保持电压不变的条件下，恒压控制方式在保持电压不变的条件下，输出转矩输出转矩近似和转速成反比，电动机功率因数也随转速的升高而减小，近似和转速成反比，电动机功率因数也随转速的升高而减小，所以所以它并不能使电动机得到充分利用。它并不能使电动机得到充分利用。其次，这种调速方式的其次，这种调速方式的过载倍数和转速成反比，过载倍数和转速成反比，高速时有堵转的危险，高速时有堵转的危险，故故只有在负载只有在负载较轻、调速范围较小的场合才能应用。较轻、调速范围较小的场合才能应用。应用场合：应用场合：特点：特点： 在额定频率以上，负载皆为在额定频率以上，负载皆为恒功率负载，恒功率负载，一般采用恒压一般采用恒压控制方式，即近似恒功率控制方式。控制方式，即近似恒功率控制方式。 变频器的选择15 一般情况下，按照标称功率选择变频器只适合作为初步估算依据，在一般情况下，按照标称功率选择变频器只适合作为初步估算依据，在恒转矩负载应用时可以放大一级估算，例如，恒转矩负载应用时可以放大一级估算，例如，90KW90KW电动机可以选择电动机可以选择110KW110KW变变频器。在需要按照过载能力选择时可以放大一倍来估算，例如，频器。在需要按照过载能力选择时可以放大一倍来估算，例如，90KW90KW电动电动机可以选择机可以选择185KW185KW变频器。变频器。 对于二次方转矩负载，可以直接按照标称功率作为最终选择依据，并对于二次方转矩负载，可以直接按照标称功率作为最终选择依据，并且不必放大，例如，且不必放大，例如，75KW75KW风机电动机就选择风机电动机就选择75KW75KW的变频器。的变频器。（1 1）按标称功率选择变频器容量）按标称功率选择变频器容量变频器的选择二、变频器容量的计算二、变频器容量的计算16 对于多数恒转矩负载，可以按照这个方式选择变频器规格：对于多数恒转矩负载，可以按照这个方式选择变频器规格： 式中：式中：ICN- -变频器额定电流；变频器额定电流； IM-电动机额定电流；电动机额定电流； K1-电流裕量系数。一般可取为电流裕量系数。一般可取为1.051.051.151.15。（2 2）按电动机额定电流选则变频器容量）按电动机额定电流选则变频器容量变频器的选择二、变频器容量的计算二、变频器容量的计算MCNIKI117 这个方式特别适用于技术改造工程，其计算公式为：这个方式特别适用于技术改造工程，其计算公式为： 式中：式中：K2-裕量系数，考虑到测量误差，取裕量系数，考虑到测量误差，取1.11.11.21.2，在频繁起动停止时应取大值；，在频繁起动停止时应取大值； Id-电动机实测运行电流，指的是稳态运行电流，不包括起动、停止和负载电动机实测运行电流，指的是稳态运行电流，不包括起动、停止和负载突变时的动态电流，实测时应该针对不同工况作多次测量，取其中最大值。突变时的动态电流，实测时应该针对不同工况作多次测量，取其中最大值。（3 3）按电动机实际运行电流选择容量）按电动机实际运行电流选择容量变频器的选择二、变频器容量的计算二、变频器容量的计算d2IKICN18 （4 4）多台电动机并联起动且部分直接起动时变频器容量选择）多台电动机并联起动且部分直接起动时变频器容量选择变频器的选择二、变频器容量的计算二、变频器容量的计算 在这种情况下，所有电动机由变频器供电且同时起动，但一部分功率在这种情况下，所有电动机由变频器供电且同时起动，但一部分功率较小的电动机（一般小于较小的电动机（一般小于7.5KW7.5KW）直接起动，功率较大的则使用变频器实行）直接起动，功率较大的则使用变频器实行软起动。此时，变频器的额定输出电流按下式计算：软起动。此时，变频器的额定输出电流按下式计算： 212()/CNKngIN INNIK式中，式中，N1-电动机总台数；电动机总台数；N2- - -直接起动的电动机台数；直接起动的电动机台数；IK-电动机直接起动时的堵转电流（电动机直接起动时的堵转电流（A A）；）；In-最大额定电流；最大额定电流；Kg-变频器容许过载倍数（取变频器容许过载倍数（取1.31.31.51.5）。）。19 （5 5）多台电动机并联起动且部分直接起动时变频器容量选择）多台电动机并联起动且部分直接起动时变频器容量选择变频器的选择二、变频器容量的计算二、变频器容量的计算 用一台变频器拖动多台电动机并联运转时，对于一小部分电动机开始用一台变频器拖动多台电动机并联运转时，对于一小部分电动机开始起动后，再追加投入其他电动机起动的场合，如下图所示。起动后，再追加投入其他电动机起动的场合，如下图所示。下节课再见主讲人：王瑜瑜主讲人：王瑜瑜