式中:P-電動(dòng)機(jī)功率,kW;T-轉(zhuǎn)矩(N.m);n-轉(zhuǎn)速(r/min)。
轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系根據(jù)負(fù)載種類大體可分為3種(見圖1):(1)即使速度變化轉(zhuǎn)矩也不大變化的恒轉(zhuǎn)負(fù)載,如圖1(a)所示。此類負(fù)載如傳送帶、起重機(jī)、臺(tái)車、擠壓機(jī)、壓縮機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)等。(2)隨著轉(zhuǎn)速的降低,轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負(fù)載,如圖1(b)所示。此類負(fù)載如風(fēng)機(jī)、各種液體泵等。(3)轉(zhuǎn)速越高,轉(zhuǎn)矩越小的恒功率負(fù)載,如圖1(c)所示。此類負(fù)載如扎機(jī)、機(jī)床主軸、卷取機(jī)等。
1.1.2 電機(jī)型式與參數(shù)
電機(jī)型式不一樣選擇變頻器也不一樣,大體分為鼠籠型、繞線型兩種,應(yīng)用場(chǎng)合有高速與低速之分,聯(lián)軸器有齒輪傳動(dòng),還有防爆、制動(dòng)等。另外,還要了解電機(jī)的相數(shù)、轉(zhuǎn)速、額定電壓和電流等。
1.1.3 調(diào)速參數(shù)
首先要了解調(diào)速范圍,從頻率上分0～400Hz與50～2000Hz,凡是在50Hz額定頻率以上調(diào)節(jié)的多半為恒功率負(fù)載。其次是了解調(diào)速精度,調(diào)節(jié)響應(yīng)的快慢。
1.1.4 電源
要了解變頻器接入配電網(wǎng)變壓器容量以及電壓不平衡率;接入變頻器的同一電源母線上是否接有功率因數(shù)補(bǔ)償電容及其他整流裝置;接入變頻器的同一電源母線上是否接有其也怕干擾的電子設(shè)備。
1.2 變頻器的選擇
變頻調(diào)速技術(shù)近年在低壓風(fēng)機(jī)水泵類機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用,同時(shí)交流變頻調(diào)速技術(shù)也正朝著大容量,高電壓和高性能的方向發(fā)展。在氧化鋁行業(yè),大量的大功率風(fēng)機(jī)和泵類設(shè)備目前仍采用通過(guò)擋板、閥門等方式調(diào)整供應(yīng)流量,由于擋板、閥門等方式是通過(guò)提高管道阻力來(lái)達(dá)到降低流量的目的的,應(yīng)用中造成了大量的能源浪費(fèi),甚至影響企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。
1.2.1 變頻器分類
變頻器可分為交-直-交變頻和交-交變頻兩大類。
1.2.2 變頻器型式的選擇
(1)通用型:這類變頻器主要用于恒轉(zhuǎn)矩、恒功率負(fù)載。如國(guó)產(chǎn)的JP6C-T9型,日本產(chǎn)的FRENIC500G9S型。(2)節(jié)能型:這類變頻器主要用于風(fēng)機(jī)泵等平方減負(fù)載。如國(guó)產(chǎn)的JP6C-J9型,日本產(chǎn)的FRENIC500P9S型。其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有50%以上,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩20%以上,專用于風(fēng)機(jī)、泵節(jié)能。(3)專用型:這類變頻器主要用于電梯、軸承磨床等特殊負(fù)載。
1.2.3 變頻器控制方式選擇
根據(jù)控制對(duì)象要求的調(diào)速范圍,調(diào)速精度,響應(yīng)速度來(lái)選擇變頻器的控制方式。變頻器的控制方式目前大致有4種:(1)最基本的V/f常數(shù)控制方式。這種方式是開環(huán)控制,維持磁通為常數(shù),用正弦波脈寬調(diào)制SP2WM控制,可用于平方減轉(zhuǎn)矩負(fù)載,或恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,低速范圍要采取補(bǔ)償,調(diào)速范圍窄,調(diào)速精度不高,響應(yīng)慢。(2)轉(zhuǎn)差頻率控制。轉(zhuǎn)差頻率控制是檢出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的頻率與轉(zhuǎn)差頻率的和來(lái)給定變頻器的輸出,能控制與轉(zhuǎn)差率有直接關(guān)系的轉(zhuǎn)矩、電流。這種控制比V/f控制的調(diào)速范圍寬一些,精度高一些,響應(yīng)快一點(diǎn),但易受干擾,穩(wěn)定性較低。(3)矢量控制。這種控制比前兩種控制完善的多,調(diào)速范圍寬,低速范圍起動(dòng)力矩高,精度高達(dá)0.01%,響應(yīng)很快,高精度調(diào)速都采用矢量控制變頻器SVPWM。(4)轉(zhuǎn)矩矢量控制。這種控制方式是目前國(guó)際上最先進(jìn)的控制方式,它不同于前3種,前3種是模擬直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù),進(jìn)行保角變換而進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的,轉(zhuǎn)矩矢量控制是直接取交流電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行控制,控制簡(jiǎn)單,精確度要求處理速度非?？?處理器DSP及很多硬件都是高速器件,價(jià)格較貴,目前國(guó)外一些公司有此產(chǎn)品,但未能推廣。
1.2.4變頻器參數(shù)選擇
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電壓、電流、功率選擇變頻器的參數(shù)。
(1)電流。電動(dòng)機(jī)的額定電流是指正弦50Hz電源的電流,而變頻器標(biāo)定的額定電流輸出是指鋸齒正弦包絡(luò)線的電流,而且這個(gè)電流是按4極電動(dòng)機(jī)計(jì)算的,因此在電流選擇時(shí)必須考慮I變=1.1I電,對(duì)于多極電動(dòng)機(jī)必須檢驗(yàn)變頻器的電流是否足夠。
(2)電壓。有單相220V,三相380V等的變頻器,也有高壓6kV/10kV變頻器,這要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電壓而定。
(3)現(xiàn)在變頻器表示的容量,是指適配電動(dòng)機(jī)容量,但要根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)而定,最好采用大一級(jí)的容量。
1.2.5 選擇變頻器用的逆變?cè)?/FONT>
變頻器最關(guān)鍵的逆變?cè)c變頻器的性能密切相關(guān)?，F(xiàn)在市面上國(guó)外生產(chǎn)的變頻器逆變?cè)幸韵聨追N:
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