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变频器如何选型

变频器作为一种高效的电动机电源驱动设备，在沧炼得到广泛应用。本文根据变频器运行、应用中总结出的经验与，提出了使用变频器时应注意的一些问题，并就此提出意见，以期得到大家的共识和重视。选用欣灵变频器设计时，应充分考虑到所应用场合使用工况条件的*恶劣情况，留有足够的设计裕度和必要的保护措施。在选型时应对技术性能和经济指标进行综合考虑，以选择相应的变频器规格容量。如果选型不当造成变频器容量偏小，对变频器的效率和正常运行影响极大。变频器选型的容量应作如下考虑：对连续运行时所需变频器容量Po(kVA)必须满足如下几点： (1)变频器容量必须大于负载所要求的输出，即(2)变频器容量不能低于电机容量，即：（3）变频器电流I0应大于电机电流，即I0≥kIM (4)起动时变频器容量应满足下式：以上各式中：Io为变频器电流；GD2为电机轴端换算；tA为加速时间，根据负载要求确定：k为电流波形补偿系数(PWM控制方式时取1.05～1.10)；TL为负载转矩；η为电动机效率(通常取0.85)；COSφ为电机功率因数(通常取0.75)；PM为负载所要求的电机轴输出；IM为电机额定电流；UM为电机额定电压；nM为电机额定转速。对于容量明显偏小变频器的解决措施，可采取增加��频器容量，减小电机容量或负载等改造措施来适应变频器的输出功率。另外，用户在提供实际工况原始参数时，要保证其准确性，未使用过变频器的用户可请有经验的单位或变频器设计制造厂家做方案设计，提出具有建设性或指导性的意见，以保证变频器设计选型正确。 3变频器与电动机配套问题 变频器在实际应用中，要考虑与电动机相匹配的问题，如低速时的冷却问题，电动机的稳定性和频繁起动问题。对于调速范围比较宽，特别是具有恒转矩和恒功率调速两个运行范围的电动机，由于在低速时的电流和磁通基本保持不变的恒转矩特性，使它散热困难，因此不能采用自带风扇冷却。这种方式对高速和低速运行的工况不利，低速时冷却效果差，高速时电动机效率严重下降。通常情况下，如果采用自带风机冷却或管道通风时，冷却风量的选择原则是每20kW的电动机损耗需要1m2／s的风量。除了尽可能减少各种损耗外，还要对空气的流场和温度进行认真地分析，减少温度分布的不均匀系数，提高电动机线圈端部的传热性能，加强电动机机座本身的散热能力。由于电动机动态稳定性与系统的状态有关，它在电源容量大的工频电源系统中可以稳定运行，在采用变频器供电时，系统运行则可能发生不稳定性。在用户实际使用中，当一台电动机专用一个变频电源时，运行稳定。而多台电动机共用一个变频电源组合传动时，就变得不稳定了。通过对这些现象的分析，发现有以下两个原因：即电动机固有的低频不稳定性和电动机与变频器相互影响造成的不稳定性。在低频时的这种不稳定性表现为持续地振荡，也就是转子转速在同步转速附近的摆动，另一方面，也可能超出变频器的换向能力而使其保护动作，导致不能正常工作。电动机和变频器之间相互影响造成的不稳定性，主要是由于电动机机械系统的惯性或变频器直流环节中滤波电感及电容之间发生能量交换造成的。由于变频器电源可以在很低的频率下起动电动机，对于一些大容量的调速系统，不仅可以频繁起动，还可以频繁正反转，使交流电动机在四象限内运行。为了达到节能的效果，风机可以每天起动几十次，泵类可以起动几百次，对于可逆轧机的主传动和辅助传动电动机，则起动和正反转的次数会更多。因此使电动机经常处于循环交变应力的作用下，对电动机的机械部分和绝缘会带来疲劳和加速老化等问题。目前国内外电动机生产厂商均有与变频器配套的各种变频电动机，用户可采用配套的电动机，从而使调速系统性能更加完善，上述问题均是变频器在实际应用中值得认真考虑的。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

变频器作为一种高效的电动机电源驱动设备，在沧炼得到广泛应用。本文根据变频器运行、应用中总结出的经验与，提出了使用变频器时应注意的一些问题，并就此提出意见，以期得到大家的共识和重视。选用欣灵变频器设计时，应充分考虑到所应用场合使用工况条件的*恶劣情况，留有足够的设计裕度和必要的保护措施。在选型时应对技术性能和经济指标进行综合考虑，以选择相应的变频器规格容量。如果选型不当造成变频器容量偏小，对变频器的效率和正常运行影响极大。变频器选型的容量应作如下考虑：对连续运行时所需变频器容量Po(kVA)必须满足如下几点： (1)变频器容量必须大于负载所要求的输出，即(2)变频器容量不能低于电机容量，即：（3）变频器电流I0应大于电机电流，即I0≥kIM (4)起动时变频器容量应满足下式：以上各式中：Io为变频器电流；GD2为电机轴端换算；tA为加速时间，根据负载要求确定：k为电流波形补偿系数(PWM控制方式时取1.05～1.10)；TL为负载转矩；η为电动机效率(通常取0.85)；COSφ为电机功率因数(通常取0.75)；PM为负载所要求的电机轴输出；IM为电机额定电流；UM为电机额定电压；nM为电机额定转速。对于容量明显偏小变频器的解决措施，可采取增加变频器容量，减小电机容量或负载等改造措施来适应变频器的输出功率。另外，用户在提供实际工况原始参数时，要保证其准确性，未使用过变频器的用户可请有经验的单位或变频器设计制造厂家做方案设计，提出具有建设性或指导性的意见，以保证变频器设计选型正确。 3变频器与电动机配套问题 变频器在实际应用中，要考虑与电动机相匹配的问题，如低速时的冷却问题，电动机的稳定性和频繁起动问题。对于调速范围比较宽，特别是具有恒转矩和恒功率调速两个运行范围的电动机，由于在低速时的电流和磁通基本保持不变的恒转矩特性，使它散热困难，因此不能采用自带风扇冷却。这种方式对高速和低速运行的工况不利，低速时冷却效果差，高速时电动机效率严重下降。通常情况下，如果采用自带风机冷却或管道通风时，冷却风量的选择原则是每20kW的电动机损耗需要1m2／s的风量。除了尽可能减少各种损耗外，还要对空气的流场和温度进行认真地分析，减少温度分布的不均匀系数，提高电动机线圈端部的传热性能，加强电动机机座本身的散热能力。由于电动机动态稳定性与系统的状态有关，它在电源容量大的工频电源系统中可以稳定运行，在采用变频器供电时，系统运行则可能发生不稳定性。在用户实际使用中，当一台电动机专用一个变频电源时，运行稳定。而多台电动机共用一个变频电源组合传动时，就变得不稳定了。通过对这些现象的分析，发现有以下两个原因：即电动机固有的低频不稳定性和电动机与变频器相互影响造成的不稳定性。在低频时的这种不稳定性表现为持续地振荡，也就是转子转速在同步转速附近的摆动，另一方面，也可能超出变频器的换向能力而使其保护动作，导致不能正常工作。电动机和变频器之间相互影响造成的不稳定性，主要是由于电动机机械系统的惯性或变频器直流环节中滤波电感及电容之间发生能量交换造成的。由于变频器电源可以在很低的频率下起动电动机，对于一些大容量的调速系统，不仅可以频繁起动，还可以频繁正反转，使交流电动机在四象限内运行。为了达到节能的效果，风机可以每天起动几十次，泵类可以起动几百次，对于可逆轧机的主传动和辅助传动电动机，则起动和正反转的次数会更多。因此使电动机经常处于循环交变应力的作用下，对电动机的机械部分和绝缘会带来疲劳和加速老化等问题。目前国内外电动机生产厂商均有与变频器配套的各种变频电动机，用户可采用配套的电动机，从而使调速系统性能更加完善，上述问题均是变频器在实际应用中值得认真考虑的。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢��控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

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