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變頻器的容量計算與選擇(完整版)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數(shù):149
核心提示:

1 引言
  采用變頻器驅(qū)動異步電動機調(diào)速。在異步電動機確定后,通常應(yīng)根據(jù)異步電動機的額定電流來選擇變頻器,或者根據(jù)異步電動機實際運行中的電流值(最大值)來選擇變頻器。當運行方式不同時,變頻器容量的計算方式和選擇方法不同,變頻器應(yīng)滿足的條件也不一樣。選擇變頻器容量時,變頻器的額定電流是一個關(guān)鍵量,變頻器的容量應(yīng)按運行過程中可能出現(xiàn)的最大工作電流來選擇。變頻器的運行一般有以下幾種方式。

2 連續(xù)運轉(zhuǎn)時所需的變頻器容量的計算
 由于變頻器傳給電動機的是脈沖電流,其脈動值比工頻供電時電流要大,因此須將變頻器的容量留有適當?shù)挠嗔。此時,變頻器應(yīng)同時滿足以下三個條件:
 


式中:PM、η、cosφ、UM、IM分別為電動機輸出功率、效率(取0.85)、功率因數(shù)(取0.75)、電壓(V)、電流(A)。
  K:電流波形的修正系數(shù)(PWM方式取1.05~1.1)
  PCN:變頻器的額定容量(KVA)
  ICN:變頻器的額定電流(A)
  式中IM如按電動機實際運行中的最大電流來選擇變頻器時,變頻器的容量可以適當縮小。

3 加減速時變頻器容量的選擇
  變頻器的最大輸出轉(zhuǎn)矩是由變頻器的最大輸出電流決定的。一般情況下,對于短時的加減速而言,變頻器允許達到額定輸出電流的130%~150%(視變頻器容量),因此,在短時加減速時的輸出轉(zhuǎn)矩也可以增大;反之,如只需要較小的加減速轉(zhuǎn)矩時,也可降低選擇變頻器的容量。由于電流的脈動原因,此時應(yīng)將變頻器的最大輸出電流降低10%后再進行選定。

4 頻繁加減速運轉(zhuǎn)時變頻器容量的選定
  根據(jù)加速、恒速、減速等各種運行狀態(tài)下的電流值,按下式確定:
  I1CN=[(I1t1+I2t2+…+I5t5)/(t1+t2+…t5)]K0
  式中:I1CN:變頻器額定輸出電流(A)
  I1、I2、…I5:各運行狀態(tài)平均電流(A)
  t1、t2、…t5:各運行狀態(tài)下的時間
  K0:安全系數(shù)(運行頻繁時取1.2,其它條件下為1.1)

5 一臺變頻器傳動多臺電動機,且多臺電動機并聯(lián)運行,即成組傳動
  用一臺變頻器使多臺電機并聯(lián)運轉(zhuǎn)時,對于一小部分電機開始起動后,再追加投入其他電機起動的場合,此時變頻器的電壓、頻率已經(jīng)上升,追加投入的電機將產(chǎn)生大的起動電流,因此,變頻器容量與同時起動時相比需要大些。
  以變頻器短時過載能力為150%,1min為例計算變頻器的容量,此時若電機加速時間在1min內(nèi),則應(yīng)滿足以下兩式
 


 
 若電機加速在1mn以上時
 


式中:nT:并聯(lián)電機的臺數(shù)
  ns:同時起動的臺數(shù)
  PCN1:連續(xù)容量(KVA) PCN1=KPMnT/ηcos
  PM:電動機輸出功率
  η:電動機的效率(約取0.85)
  cosφ:電動機的功率因數(shù)(常取0.75)
  Ks:電機起動電流/電機額定電流
  IM:電機額定電流
  K:電流波形正系數(shù)(PWM方式取1.05~1.10)
  PCN:變頻器容量(KVA)
  ICN:變頻器額定電流(A)
  變頻器驅(qū)動多臺電動機,但其中可能有一臺電動機隨時掛接到變頻器或隨時退出運行。此時變頻器的額定輸出電流可按下式計算:
 


式中:IICN:變頻器額定輸出電流(A)
  IMN:電動機額定輸入電流(A)
  IMQ:最大一臺電動機的起動電流(A)
  K:安全系數(shù),一般取1.05~1.10
  J:余下的電動機臺數(shù)

6 電動機直接起動時所需變頻器容量的計算
  通常,三相異步電動機直接用工頻起動時起動電流為其額定電流的5~7倍,對于電動機功率小于10kW的電機直接起動時,可按下式選取變頻器。
  I1CN≥IK/Kg
  式中:IK:在額定電壓、額定頻率下電機起動時的堵轉(zhuǎn)電流(A);
  Kg:變頻器的允許過載倍數(shù) Kg=1.3~1.5
  在運行中,如電機電流不規(guī)則變化,此時不易獲得運行特性曲線,這時可使電機在輸出最大轉(zhuǎn)矩時的電流限制在變頻器的額定輸出電流內(nèi)進行選定。

7 大慣性負載起動時變頻器容量的計算
  通過變頻器過載容量通常多為125%、60s或150%、60s。需要超過此值的過載容量時,必須增大變頻器的容量。這種情況下,一般按下式計算變頻器的容量:
 

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