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隨著變頻器技術(shù)的快速發(fā)展,，變頻調(diào)速技術(shù)在各種電機(jī)應(yīng)用方案中已成主流,。通用變頻器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用為企業(yè)大大的節(jié)約了資源,，降低了企業(yè)的成本，保護(hù)了生產(chǎn)設(shè)備,。

正確選用變頻器對(duì)于機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行時(shí)非常重要的,，避免因選型錯(cuò)誤，引發(fā)設(shè)備故障，造成不必要的損失,。首先應(yīng)明確選用變頻器的目的,，其次在根據(jù)設(shè)備類(lèi)型、負(fù)載特性,、調(diào)速范圍,、控制方式、使用環(huán)境,、防護(hù)結(jié)構(gòu)等要求來(lái)選擇合適的變頻器,。以此，來(lái)達(dá)到既滿足生產(chǎn)工藝,，又實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的目的,。

變頻器的選型：

變頻器的正確選擇對(duì)于控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。選擇變頻器時(shí)必須要充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載特性,。人們?cè)趯?shí)踐中常將生產(chǎn)機(jī)械分為三種類(lèi)型：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,、恒功率負(fù)載和風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載,。

恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：

負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n無(wú)關(guān),，任何轉(zhuǎn)速下TL總保持恒定或基本恒定。例如傳送帶,、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)載都屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,。

變頻器拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時(shí),，低速下的轉(zhuǎn)矩要足夠大，并且有足夠的過(guò)載能力,。如果需要在低速下穩(wěn)速運(yùn)行,，應(yīng)該考慮標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)的散熱能力，避免電動(dòng)機(jī)的溫升過(guò)高,。

恒功率負(fù)載：

機(jī)床主軸和軋機(jī),、造紙機(jī)、塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機(jī),、開(kāi)卷機(jī)等要求的轉(zhuǎn)矩,，大體與轉(zhuǎn)速成反比，這就是所謂的恒功率負(fù)載,。負(fù)載的恒功率性質(zhì)應(yīng)該是就一定的速度變化范圍而言的。當(dāng)速度很低時(shí),，受機(jī)械強(qiáng)度的限制,，TL不可能無(wú)限增大，在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。負(fù)載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對(duì)傳動(dòng)方案的選擇有很大的影響,。電動(dòng)機(jī)在恒磁通調(diào)速時(shí),，大容許輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速;而在弱磁調(diào)速時(shí),，大容許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比,，屬于恒功率調(diào)速。如果電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負(fù)載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致時(shí),，即所謂“匹配”的情況下,，電動(dòng)機(jī)的容量和變頻器的容量均小。

風(fēng)機(jī),、泵類(lèi)負(fù)載：

在各種風(fēng)機(jī),、水泵、油泵中,，隨葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng),，空氣或液體在一定的速度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的阻力大致與速度n的2次方成正比。隨著轉(zhuǎn)速的減小,，轉(zhuǎn)速按轉(zhuǎn)速的2次方減小,。這種負(fù)載所需的功率與速度的3次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量,、流量減小時(shí),，利用變頻器通過(guò)調(diào)速的方式來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量,，可以大幅度地節(jié)約電能,。由于高速時(shí)所需功率隨轉(zhuǎn)速增長(zhǎng)過(guò)快，與速度的三次方成正比,，所以通常不應(yīng)使風(fēng)機(jī),、泵類(lèi)負(fù)載超工頻運(yùn)行。

如何根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器

變頻器的負(fù)載看起來(lái)好像有很多類(lèi)型,，比如擠出料,，卷取，吊物體,，吹風(fēng)等等,，實(shí)際上歸納起來(lái)，負(fù)載大概分為分為①摩擦性負(fù)載,；②重力負(fù)載,；③流體負(fù)載；④慣性負(fù)載,。而機(jī)械負(fù)載一般分為三種負(fù)載特性：①恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,、②平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,、③恒功率負(fù)載； 為了大家方便理解機(jī)械負(fù)載特性和轉(zhuǎn)矩特性,，特別制作了下表,。

負(fù)載特性及電動(dòng)機(jī)輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下； 對(duì)于恒功率,、恒轉(zhuǎn)矩,、平方轉(zhuǎn)矩、遞減功率,、負(fù)轉(zhuǎn)矩五種,，

①對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩類(lèi)負(fù)載，如擠壓機(jī),、攪拌機(jī),、傳送帶、廠內(nèi)運(yùn)輸電車(chē),、起重機(jī)構(gòu)等,，如采用普通功能型變頻器，要實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩速,，常采用加大電動(dòng)機(jī)和變頻器容量的辦法,，以提高低速轉(zhuǎn)矩;如采用具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)速運(yùn)行，則更理想,。因?yàn)檫@種變頻器低速轉(zhuǎn)矩大,，靜態(tài)機(jī)械特性硬度大，不怕負(fù)載沖擊,，具有挖土機(jī)特性,。

②對(duì)于要求精度高、動(dòng)態(tài)性能好,、速度響應(yīng)快的生產(chǎn)機(jī)械,，如造紙機(jī)、注塑機(jī),、軋鋼機(jī)等,，應(yīng)采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制的高性能型通用變頻器。

③對(duì)于恒功率負(fù)載,，如車(chē)床,、刨床、鼓風(fēng)機(jī)等,，由于沒(méi)有恒功率特性的變頻器,，可依靠 U/f 控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)恒功率。

④對(duì)于風(fēng)機(jī),、泵類(lèi)負(fù)載,，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比,，低速時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，通?？蛇x擇或普通功能型通用變頻器。 必須指出,，有些通用型變頻器對(duì)三種負(fù)載都可以適用,，所以通用型變頻器雖然價(jià)格高一點(diǎn)，但它物有所值,。見(jiàn)下圖所示,。

電動(dòng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的乘積成正比，即使對(duì)于相同功率的電動(dòng)機(jī),，負(fù)載性質(zhì)不同,，所需的變頻器容量也不相同。其中平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載所需的變頻器容量較恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的低,，所以得出變頻器和電動(dòng)機(jī)組合成一個(gè)變頻調(diào)速系統(tǒng),，并且兩者之間的技術(shù)參數(shù)均符合要求時(shí)，才能夠滿足低速及高速條件下的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩要求,。例如,；變頻器的類(lèi)型要根據(jù)負(fù)載要求來(lái)選擇。

（1）對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩類(lèi)負(fù)載,，如擠壓機(jī),、攪拌機(jī)、傳送帶,、廠內(nèi)運(yùn)輸電車(chē),、起重機(jī)構(gòu)等，如采用普通功能型變頻器,，要實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,，常采用加大電動(dòng)機(jī)和變頻器容量的辦法，以提高低速轉(zhuǎn)矩,；如采用具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)速運(yùn)行,。則更理想。因?yàn)檫@種變頻器低速轉(zhuǎn)矩大,，靜態(tài)機(jī)械特性硬度大,，不怕負(fù)載沖擊，具有挖土機(jī)特性,。 （2）對(duì)于要求精度高,、動(dòng)態(tài)性能好、速度響應(yīng)快的生產(chǎn)機(jī)械如造紙機(jī),、注塑機(jī),、軋鋼機(jī)等,，應(yīng)采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制的高性能型通用變頻器。

（3）對(duì)于恒功率負(fù)載,，如車(chē)床,、刨床、鼓風(fēng)機(jī)等,，由于沒(méi)有恒功率特性的變頻器,，可依靠U/ F控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)恒功率。

（4）對(duì)于風(fēng)機(jī),、泵類(lèi)負(fù)載,，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比低速時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，通?？蛇x擇或普通功能型通用變頻器 友情提示： 有些通用型變頻器對(duì)三種負(fù)載都可以適用,。還得注意以下幾點(diǎn)，才能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器與電動(dòng)機(jī)合理配套,，達(dá)到理想的調(diào)速與節(jié)能運(yùn)行,、在兩者的配置上應(yīng)注意以下問(wèn)題。

①由于變頻器輸出的電源往往帶有高次諧波,，從而會(huì)增加電動(dòng)機(jī)的總損耗,，即使在額定頻率下運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩也會(huì)有所降低,，如在額定頻率以上或以下調(diào)速時(shí),，電動(dòng)機(jī)額定輸出轉(zhuǎn)矩都不可能用足。要是不論轉(zhuǎn)速高低,，都始終需要額定轉(zhuǎn)矩輸出,，則應(yīng)采用容量較大的電動(dòng)機(jī)降容使用才行。

②從效率（即節(jié)能）角度出發(fā),，應(yīng)注意以下幾點(diǎn),。

a、變頻器功率值與電動(dòng)機(jī)功率值相當(dāng)時(shí)合適,，以利變頻器在較高的效率下運(yùn)行,。

b、在變頻器功率分級(jí)與電動(dòng)機(jī)功率分級(jí)不相同時(shí),，則變頻器的功率要盡可能接近電動(dòng)機(jī)的功率,，但應(yīng)略大于電動(dòng)機(jī)的功率。

c,、當(dāng)電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng),、制動(dòng)工作或重載啟動(dòng)且較頻繁工作時(shí)，可選用大一級(jí)的變頻器,，以利于變頻器長(zhǎng)期,、安全地運(yùn)行,。

d、當(dāng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率有富余時(shí),，可以考慮選用功率小于電動(dòng)機(jī)功率的變頻器,，但要注意瞬時(shí)峰值電流是否會(huì)造成過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作。

e,、當(dāng)變頻器與電動(dòng)機(jī)功率不相同時(shí),，則必須相應(yīng)調(diào)整節(jié)能程序的設(shè)置，以達(dá)到較高的節(jié)能效果,。 變頻器在U/F為常數(shù)的工作方式下，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與頻率成正比,，所以在低頻啟動(dòng)時(shí),，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩極小。例如,，10Hz時(shí)某Y系列電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的50％,，所以在選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型時(shí)，要特別注意低頻啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的變化,。 種載啟動(dòng)時(shí),，應(yīng)該考慮靜摩擦轉(zhuǎn)矩的問(wèn)題，電動(dòng)機(jī)必須有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)確保有載啟動(dòng),。

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