變頻器選型原則與方法

1、變頻器選型原則與方法       關(guān)于通用變頻器的選型，是一個(gè)很多人關(guān)心的話題，也有一些初學(xué)者對(duì)選型原則不清楚。在這里，我想先把通用變頻器的選型方法跟大家分享一下。1.最關(guān)鍵的選型因素：工作電流。       根據(jù)工作電流來(lái)選變頻器，在整個(gè)選型流程當(dāng)中，是最后一步了。之所以把它提到最前面來(lái)講，是要強(qiáng)調(diào)一下。選型時(shí)，要根據(jù)電機(jī)的實(shí)際工作電流（不是銘牌電流），來(lái)選型變頻器，而不是銘牌功率。       

2、; 原則上要求，在長(zhǎng)時(shí)工作時(shí)：變頻器輸出電流  >  電機(jī)實(shí)際工作電流         在這里，希望大家首先對(duì)電機(jī)和變頻器的銘牌數(shù)據(jù)有一個(gè)深刻的理解。這里不多講。         一般情況下，項(xiàng)目是先選電機(jī)，后選變頻器。即變頻器的選型都是針對(duì)即有電機(jī)進(jìn)行的。電機(jī)的實(shí)際工作電流與實(shí)際工況有關(guān)。只有熟悉工況，估算出電機(jī)的工作電流隨時(shí)間變化的關(guān)系，才能確定相應(yīng)的變頻器的型號(hào)。   

3、60;    （1）一般情況下，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的電機(jī)，可以以額定電流為依據(jù)，選擇變頻器。比如10KW電機(jī)，20A額定電流。變頻器樣本上10KW的變頻器，21A輸出電流?？梢赃x這個(gè)變頻器。        （2）一般情況下，拖動(dòng)風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載的電機(jī)，也可以以額定電流為依據(jù)，選擇變頻器。        （3）經(jīng)常短時(shí)過(guò)載運(yùn)行的電機(jī)，需要計(jì)算過(guò)載周期。要求變頻器最大輸出電流Imax大于電機(jī)峰值電流，且變頻器的I2t在自身允許范圍內(nèi)。很可

4、能會(huì)放大一檔或幾檔來(lái)選變頻器。比如10KW電機(jī)，20A額定電流。間歇工作制，1秒內(nèi)過(guò)載運(yùn)行2倍（即電流為40A），之后停止運(yùn)行29秒。這就需要根據(jù)變頻器過(guò)載曲線來(lái)選型?？梢援?huà)一下電機(jī)電流隨時(shí)間變化的曲線出來(lái)，要求變頻器的輸出電流曲線能覆蓋（超過(guò)）電機(jī)電流曲線即可。對(duì)于重載變頻器的選型，往往有一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以參考。比如同類項(xiàng)目。        這方面，西門(mén)子變頻器做得比較好，過(guò)載能力強(qiáng)，一般允許1.6倍短時(shí)過(guò)載（詳細(xì)數(shù)據(jù)，請(qǐng)參考樣本）。        （4）

5、電機(jī)大，而工作負(fù)載輕時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況選小變頻器。2.變頻器選型的其他因素        海拔。        環(huán)境溫度。運(yùn)輸和存儲(chǔ)溫度。保護(hù)等級(jí)。        進(jìn)線電壓等級(jí)。進(jìn)線電源頻率。變頻器輸出頻率范圍。        變頻器本身的效率。過(guò)載能力。冷卻方式。   

6、60;    尺寸。結(jié)構(gòu)。安裝方法。        其他選件。 （1）海拔        海拔超過(guò)1000米以后，會(huì)造成電子器件性能下降，比如電容耐壓能力下降，電流承受能力也會(huì)下降。所以在海拔超過(guò)1000米的地方使用變頻器，注意它的降容系數(shù)。西門(mén)子變頻器樣本上，會(huì)給出一個(gè)降容曲線，隨海拔升高，過(guò)壓和過(guò)流能力都有所下降。（2）環(huán)境溫度       

7、在運(yùn)輸過(guò)程中，變頻器允許的溫度范圍大一些。比如MM4系列變頻器允許的存儲(chǔ)溫度為-40+70度。這滿足世界上絕大多數(shù)場(chǎng)合。        在工作過(guò)程中，變頻器允許的溫度范圍一般在-10+50度（參考樣本）。如果在北方寒冷的冬天使用變頻器，可能會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)低而起動(dòng)不了。在提高環(huán)境溫度到工作溫度范圍內(nèi)以后，再起動(dòng)變頻器。起動(dòng)以后，變頻器自身發(fā)熱，以保證溫度不至過(guò)低。        變頻器的性能數(shù)據(jù)，是在工作溫度為40度時(shí)給出的。原則上，如果保證環(huán)境溫度低于40度

8、，那么變頻器是可以增容使用的。在超過(guò)40度時(shí)，變頻器要降容使用，這也是要注意的。        海拔和溫度都會(huì)影響變頻器的額定數(shù)據(jù)。（3）進(jìn)線電源        常用的電壓為單相220VAC，三相220VAC，三相380VAC，三相690VAC。這是在選型初期就該確定下來(lái)的。這由既有的上游變壓器電壓等級(jí)決定。        電壓等級(jí)也決定了電機(jī)接線盒的接線方式。星接比角接有更高的耐壓能力

9、和更小的工作電流。        進(jìn)線電源頻率，一般在50Hz。變頻器對(duì)進(jìn)線頻率的波動(dòng)有較高的承受能力，二極管整流橋?qū)︻l率不敏感。MM440允許的頻率范圍是47Hz63Hz。（4）過(guò)載能力        在電機(jī)不在S1工作制時(shí)，即短時(shí)間歇過(guò)載運(yùn)行時(shí)，其瞬間工作電流可以超過(guò)電機(jī)額定電流，以獲得更高的軸功率輸出。這要求變頻器有很強(qiáng)的過(guò)流能力。西門(mén)子變頻器的過(guò)載能力十分出色。以MM440為例，一個(gè)額定為10A輸出的變頻器，可以3秒內(nèi)過(guò)載至20A。即200%過(guò)載！

10、（5）冷卻方式        常見(jiàn)的低壓（1000VAC以下）變頻器，多為內(nèi)部風(fēng)冷。在大功率變頻器成組傳動(dòng)時(shí)，風(fēng)機(jī)的工作噪音很大。在必要的情況下，可以選用水冷系列產(chǎn)品。根據(jù)使用環(huán)境，選用西門(mén)子變頻器的方法如下。1 風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載這是常用的場(chǎng)合，使用變頻器效果顯著，特點(diǎn)是對(duì)速度精度要求不高，單體傳動(dòng)，對(duì)加減速時(shí)間沒(méi)有要求，屬于要求相對(duì)寬松的場(chǎng)合。如果追求廉價(jià)，那首推MM430。如果比MM430的功率還要小，那么可以使用MM420.如果比MM430的功率范圍還要大，那么可以使用SINAMICS V50。如果比V50的功率范圍還

11、要大，那么可以使用SINAMICS G150?？傮w來(lái)說(shuō)，是按功率范圍來(lái)分，從小到大依次是：MM420MM430V50G1502 一般調(diào)速場(chǎng)合，單體傳動(dòng)廉價(jià)之選，可以使用MM440。支持矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制，具有非常實(shí)用的起動(dòng)、制動(dòng)方式，自由功能塊等。甚至可以把MM440用于簡(jiǎn)單卷曲的場(chǎng)合。功率到200KW。其次，作為MM440的升級(jí)，SINAMICS G120也是不錯(cuò)的選擇。G120的功能大于等于MM440。關(guān)于兩者的比較，可以搜一下我之間的文章。G120也很便宜，功能更跟得上時(shí)代。如果超出了MM440功率范圍，可以使用MasterDrives 6SE70,這是老產(chǎn)品了，CUVC的速度、轉(zhuǎn)矩控制

12、精度比MM440要高一個(gè)數(shù)量級(jí)。是典型的工程型變頻器，比較皮實(shí)，抗燥。對(duì)于資金充裕的單位，還是推薦使用SINAMICS S120系列變頻器。畢竟CUVC要退出歷史舞臺(tái)了，以后都是CU320的天下！在S120系列中的單體傳動(dòng)控制單元CU310也很實(shí)用。總體來(lái)說(shuō)，按功率范圍來(lái)分，從小到大，從舊到新，依次是：MM440G1206SE70S1203 一般調(diào)速場(chǎng)合，多臺(tái)傳動(dòng)，多傳生產(chǎn)線的全線協(xié)調(diào)運(yùn)行，需要使用AC/DC和DC/AC結(jié)構(gòu)的變頻器。老系列是6SE70 CUVC,新系列是SINAMICS S120。這是市場(chǎng)上比重很大的一部分?？傮w來(lái)說(shuō)，按新舊來(lái)排序，依次是：6SE70S1204 高速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，

13、伺服控制，位置控制，定位場(chǎng)合老系列是使用6SE70 CUMC控制器?；蛘呤褂肨400工藝板。另外，通過(guò)PLC的運(yùn)行控制功能，也可以彌補(bǔ)驅(qū)動(dòng)器功能上的不足。比如使用T系列的PLC，如CPU315T等，或者使用高速計(jì)數(shù)模塊FM353,FM458等。也可以用SIMOTION。新系列是SINAMICS S120，S120本身定位就是伺服驅(qū)動(dòng)器，在配置過(guò)程中，可以選擇配置為伺服驅(qū)動(dòng)。同時(shí)本身帶有簡(jiǎn)單的定位功能程序步，可以實(shí)現(xiàn)回零、定位等簡(jiǎn)單的位置控制。它與SIMOTION的組合，是最理想的生產(chǎn)機(jī)械配置方案！總體來(lái)說(shuō)，目前最靈活的方案就是：SIMOTION + S1205 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)場(chǎng)合使用SINAMI

14、CS V60或V80，功率就到2KW。V60功率段大一點(diǎn)。能到10000脈沖/轉(zhuǎn)。6 其他場(chǎng)合根據(jù)實(shí)際需要，如果要求高防護(hù)等級(jí)，則選用SINAMICS G120D。如果追求廉價(jià)，小功率，那么SINAMICS V10也能用。對(duì)于簡(jiǎn)單定位的場(chǎng)合，追求廉價(jià)，那么SINAMICS S110也能用。變頻器進(jìn)線側(cè)設(shè)備介紹        變頻器選型有時(shí)候是件十分讓人頭疼的事情，好不容易把變頻器本體確定了，但豐富多樣的選件又要頭疼一次。好多初學(xué)者會(huì)在變頻器的這些選件上糾結(jié)，十分糾結(jié) 當(dāng)根據(jù)電機(jī)電流把變頻器選定以后，進(jìn)線側(cè)還有一些選件，比如進(jìn)

15、線電抗器、進(jìn)線濾波器（A級(jí)濾波器、B級(jí)濾波器）等，這些東西該不該選？該怎么選？一句話：由于需求決定。如果沒(méi)有這方面需要，就不選。 * 進(jìn)線電抗器進(jìn)線電抗器是抑制變頻器進(jìn)線側(cè)電流變化率的，就是一堆線圈，跟電感對(duì)電路的影響是一樣的。另外，在長(zhǎng)期工作過(guò)程中，電抗器會(huì)發(fā)熱，不過(guò)在絕緣材料承受范圍內(nèi)，都是沒(méi)問(wèn)題的，一般155度以下。電網(wǎng)上除了變頻器以外，如果還有直掛電網(wǎng)的電機(jī)，那么在電機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，勢(shì)必拉低電網(wǎng)電壓，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)也造成電流沖擊。另外，在斷路器、接觸器合閘的瞬間，對(duì)電網(wǎng)也會(huì)有沖擊。這些沖擊表現(xiàn)為電流和電流的瞬間畸變。在變頻器工作過(guò)程中，如果進(jìn)線側(cè)電流和電流的尖峰超過(guò)了整流器的承受能力，或直流母線的承受能力，就可能引起變頻器過(guò)電壓、欠電壓等故障，影響變頻器的工作運(yùn)行，更有慎者，可能損壞變頻器。使用進(jìn)線電抗器，可以在一定程度