变频器应用技术5-1.ppt

1、变频器应用技术,主 编 郭艳萍 北京师范大学出版社,第5章 变频器的选择和使用,5.1 变频器的选择 5.1.1容量的选择 1.容量选择的三步骤 （1）了解负载性质和变化规律，计算出负载电流的大小或作出负载电流图I=f（t）； （2）预选变频器容量； （3）校验预选变频器; 2.基于不同电动机负载电流下的变频器容量选择 （1）变频器的容量有三种表示方法： 额定电流,适配电动机的额定功率,额定视在功率。 （2）变频器的过载能力,3. 根据要驱动电动机的负载电流和数量来选择变频器的容量 （1）一台变频器只供一台电动机使用（即一拖一） (A)恒定负载连续运行时变频器容量的计算 ICN 1.1 I M

2、N （5-1） 式中，ICN 变频器输出的额定电流，单位为A； I MN 电动机的额定电流，单位为A； (B)周期性变化负载连续运行时变频器容量的计算 式中， I1、I2 、I3 各运行状态下平均电流，单位为A； t1、t2 、t3 各运行状态下运行时间，单位为s； k0 安全系数（加减速频繁时取1.2，一般取1.1）。,(C)非周期性变化负载连续运行时变频器容量的计算 主要指不均匀负载或冲击负载，这种情形一般难以作出负载电流图，可按电动机在输出最大转矩时的电流计算变频器的额定电流，可用下式确定： ICN I max/KCg （5-4） 式中，Imax电动机在输出最大转矩时的电流。,各台电动机

3、均由低频低压起动，在正常运行后不要求其中某台因故障停机的电动机重新直接起动，这时变频器容量为： （5-5） 式中，IM（max）为最大电动机的起动电流； 其余各台电动机的额定电流之和。 一部分电动机直接起动，另一部分电动机由低频、低压起动。变频器的容量可按下式进行计算： 所有直接起动电动机在额定电压、额定频率下的起动电流之和； 为全部电动机额定电流之和。,（2） 一台变频器同时供多台电动机使用（即一拖多）,4. 变频器起动加速能力的校验,在电动机起动（或加速）的过程中电动机不仅要负担稳速运行的负载转矩，还要负担加速转矩，如果生产机械对起动（或加速）时间无特殊要求，可适当延长起动（或加速）时间来

4、避让峰值电流。若生产机械对起动（或加速）时间有一定要求，就要慎重考虑。,5.1.2 变频器类型及控制方式的选择,1.调速范围 2.负载对机械特性的要求 （1）风机和泵类负载 （2）恒转矩负载 （3）要求响应快的系统 （4）被控对象具有一定的动态、静态指标要求 （5）被控对象具有较高的动态、静态指标要求 （6）要求控制系统具有良好的动态、静态性能,5.2 变频器的安装,5.2.1 安装环境 1.周围温度、湿度 2.周围环境,5.2.2 安装方向和空间,1.墙挂式安装 2.柜式安装,（1）安装设计要求,3. 多粉尘现场的安装,（2）控制柜通风、防尘、维护要求 总体要求 控制柜应密封，使用专门设计的

5、进风和出风口进行通风散热。 控制柜顶部应设有出风口、防风网和防护盖；底部应设有底板、进线孔、进风口和防尘网。 风道要设计合理，使排风通畅，不易产生积尘。 控制柜内的轴流风机的风口需设防尘网，并在运行时向外抽风。 对控制柜要定期维护，及时清理内部和外部的粉尘、絮毛等杂物。对于粉尘严重的场所，维护周期在1个月左右。,变频器的布线原则： （1）输入端安装噪声滤波器。 （2）采取以下方法抑制变频器干扰： 将易受变频器干扰的外围设备及信号线远离变频器安装；信号线使用屏蔽电缆线，屏蔽层接地。 在变频器的输入输出侧安装无线电噪声滤波器或线性噪声滤波器（铁氧体共模扼流圈）。 变频器到电动机的电缆要采用4芯电缆

6、并将电缆套入金属管，其中一根的两端分别接到电动机外壳和变频器的接地侧。 （3）避免信号线与动力线平行布线或捆扎成束布线； （4）当操作台与控制柜不在一处或具有远方控制信号线，要对导线进行屏蔽，并特别注意各连接环节，以避免干扰信号串入。,5.3 变频器的布线,1.基本接线,5.3.1 主电路布线,2.电源控制开关及导线线径选择 本着宜大不宜小的原则选择线径。 3.变频器输出线径选择 决定输出导线线径时主要是U影响，一般要求为： U （2 3）UX （5-7） U的计算为： （5-8） 上两式中，UX电动机的最高工作电压，单位为V； IMN 电动机的额定电流，单位为A； R0 单位长度导线电阻，单

7、位为mm； l 导线长度，单位为m 。,例5.1 已知电动机参数为：P N = 30 kW，U N = 380 V，I N = 57.6 A，f N = 50 HZ，nN = 1460 r/min。 变频器与电动机之间距离30m，最高工作频率为40Hz。要求变频器在工作频段范围内线路电压降不超过2 %，请选择导线线径。,解： 已知U N = 380 V， 则：U X = UN=380（4050）304（V） U3042 % = 6.08（V） 又： U = 6.08 解得：R 0 2.03 。 查相关电阻率表格知，应选截面积为10.0平方毫米的导线。,5.3.2 控制电路布线,1.控制电路导线

8、线径选择 小信号控制电路通过的电流很小，一般不进行线径计算。考虑到导线的强度和连接要求，一般选用0.75（mm）2及以下的屏蔽线或绞合在一起的聚乙烯线。 接触器、按钮开关等控制电路导线线径可取1mm2的独股或多股聚乙烯铜导线。,2. 控制电路输入端的连接,（1）触点或集电极开路输入端（与变频器内部线路隔离）接线。,（2）模拟信号输入端（与变频器内部线路隔离）接线。,（3）正确连接频率设定电位器,3. 控制电路输出端的连接,（1）集电极开路输出端的接线,（2）脉冲串输出端接法如图5.10（a）所示。 （3）模拟信号输出（DC010V）端的接法如图5.10（b）所示。,图5.10 脉冲串和模拟信号输出端的接法,5.3.3 变频器的接地,5.4 变频器的抗干扰措施,1.变频器的干扰 （1）引起电网电源波形的畸变，影响周围机器设备的正常工作，使它们因接收错误信号而产生误动作，或因影响传感器电路的检测而引起错误判断。 （2）产生电磁干扰波，影响无线电设备的正常接收。,2. 变频器的干扰传播方式,（1）空中辐射方式 （2）电磁感应方式 （3）静电感应方式 （4）线路传导方式,3. 变频器的抗干扰措施,（1）变频器侧 对于通过