變頻器選型及選購指南

變頻器選型及選購

目錄

1.變頻器的關(guān)健器件是什么.....................................................1

2.變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn).................................................2

3.變頻器的選購策略...........................................................3

3.1.功率選購.................................................................3

3.2.負(fù)載選購.................................................................3

3.3.生產(chǎn)選購.................................................................3

3.4.可靠性選購.............................................................4

3.5.價(jià)格選購...............................................................4

4.關(guān)于變頻器與驅(qū)動電機(jī)之間的距離..............................................4

4.1.距離的定義:...........................................................6

4.2.エ業(yè)使用現(xiàn)場的場合:...................................................7

4.3.高度自動化的工廠里:..................................................7

5.溫度對變頻器有什么影響.....................................................7

6.變頻器為什么在高原上工作需要做降額使用....................................8

7.變頻器濾波器...............................................................9

7.1.概述.....................................................................9

7.2.變頻器是否必須選用變頻器濾波器?......................................10

7.3.變頻器濾波器的作用.....................................................10

7.4.變頻器濾波器的分類.....................................................11

8.選擇具有良好技術(shù)實(shí)カ與售后服務(wù)的生產(chǎn)廠家或經(jīng)銷商..........................11

1.變頻器的關(guān)鍵器件是什么

變頻器的構(gòu)成元器件多種多樣,不同的元器件有不同的功能,不同的元器

件有不同的專用!而在愛德利變頻器的組成與應(yīng)用上除了有所有的變頻器元器

件組成外還是有變頻器的關(guān)鍵元器件來為變頻器的運(yùn)行做努力!

因?yàn)樽冾l器中的功率器件和主回路電解電容約占70%的成本,有些廠家為

了降低成本,用耐壓1000伏的模塊代替1200伏的模塊,用電流25A的代替

30A的,用普通低頻電解電容代替變頻器專用高頻電解電容,這種變頻器在正

常情況下或短時(shí)間內(nèi)使用不會發(fā)現(xiàn)有什么問題,但是由于模塊的功率余量降低

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了,一旦碰上電機(jī)堵轉(zhuǎn)、電網(wǎng)瞬時(shí)高電壓、持續(xù)高溫等情況,就很容易損壞。

所以在變頻器的模塊挑選上要選擇選擇具有良好技術(shù)實(shí)カ與售后服務(wù)的生產(chǎn)廠

家或經(jīng)銷商,再好的產(chǎn)品都有出故障的可能,只有具有良好技術(shù)實(shí)カ的生產(chǎn)廠

家或經(jīng)銷商,可以獲得周到的技術(shù)服務(wù),免除后顧之憂。

變頻器關(guān)鍵器件的功率模塊是!GBT模塊和!PM智能功率模塊,特別是

IPM模塊,雖然成本較高,但由于模塊內(nèi)部具有過流、短路、欠壓、輸出接

地、過熱等保護(hù)功能,一旦發(fā)生異常,模塊內(nèi)部立即自行保護(hù),然后再通過外

部保護(hù)電路進(jìn)行二次保護(hù),燒模塊的可能性大為降低,可靠性顯著提高。而采

用GTR模塊的產(chǎn)品,由于GTR自身無保護(hù)功能,外部保護(hù)電路和推動電路又

很復(fù)雜,一旦保護(hù)跟不上,模塊頃刻間就燒毀。有的廠家為了降低成本,仍采

用GTR模塊,這也是選購變頻器時(shí)需要注意的。

2.變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn)

1）采用變頻的目的:恒壓控制或恒流控制等。

2）變頻器的負(fù)載類型:如葉片泵或容積泵等,特別注意負(fù)載的性能曲線，

性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)的方式方法。

3）變頻器與負(fù)載的匹配問題：

3.1）電壓匹配:變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。

3.2）電流匹配：普通的離心泵,變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相

符。對于特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)性能參數(shù),以最大電流確定

變頻器電流和過載能力。

3.3）轉(zhuǎn)矩匹配:這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時(shí)有可能發(fā)生。

4）在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時(shí),由于高速電機(jī)的電抗小,高次諧波增加

導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型,其容量要稍大于普

通電機(jī)的選型。

5）變頻器如果要長電纜運(yùn)行時(shí),此時(shí)要采取措施抑制長電纜對地耦合電容

的影響,避免變頻器出力不足,所以在這樣情況下,變頻器容量要放大一檔或

者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

6）對于ー些特殊的應(yīng)用場合,如高溫，高海拔,此時(shí)會引起變頻器的降

容,變頻器容量要放大一擋。

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3.變頻器的選購策略

3.1.功率選購

根據(jù)功率模塊選購變頻器,現(xiàn)已普遍的變頻器關(guān)鍵器件的功率模塊是

IGBT模塊和IPM智能功率模塊,特別是IPM模塊,雖然成本較高,但由于模

塊內(nèi)部具有過流、短路、欠壓、輸出接地、過熱等保護(hù)功能,一旦發(fā)生異常,

模塊內(nèi)部立即自行保護(hù)，然后再通過外部保護(hù)電路進(jìn)行二次保護(hù),燒模塊的可

能性大為降低,可靠性顯著提高。

而采用GTR模塊的產(chǎn)品,由于GTR自身無保護(hù)功能,外部保護(hù)電路和推

動電路又很復(fù)雜,一旦保護(hù)跟不上，模塊頃刻間就燒毀。有的廠家為了降低成

本,仍采用GTR模塊,這也是選購變頻器時(shí)需要注意的。

3.2?負(fù)載選購

電動機(jī)所帶動的負(fù)載不ー樣,對變頻器的要求也不ー樣。

1）風(fēng)機(jī)和水泵是最普通的負(fù)載:對變頻器的要求最為簡單,只要變頻器容

量等于電動機(jī)容量即可（空壓機(jī)、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂噴泉需加

大容量）。

2）起重機(jī)類負(fù)載:這類負(fù)載的特點(diǎn)是啟動時(shí)沖擊很大,因此要求變頻器有

一定余量。同時(shí),在重物下放肘,會有能量回饋,因此要使用制動單元或采用

共用母線方式。

3）不均行負(fù)載:有的負(fù)載有時(shí)輕,有時(shí)重，此時(shí)應(yīng)按照重負(fù)載的情況來選

擇變頻器容量,例如軋鋼機(jī)機(jī)械、粉碎機(jī)械、攪拌機(jī)等。

4）大慣性負(fù)載:如離心機(jī)、沖床、水泥廠的旋轉(zhuǎn)窯,此類負(fù)載慣性很大,

因此啟動時(shí)可能會振蕩,電動機(jī)減速時(shí)有能量回饋。。應(yīng)該用容量稍大的變頻

器來加快啟動,避免振蕩。配合制動單元消除回饋電能。

3.3.生產(chǎn)選購

用戶應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的具體情況選購

如果是挖土機(jī),應(yīng)選擇具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能專用型變頻器,因?yàn)檫@

種變頻器低速轉(zhuǎn)矩大,靜態(tài)機(jī)械特性硬度大,不怕負(fù)載沖擊,可以通過加大電

動機(jī)和變頻器容量的辦法,提高低速轉(zhuǎn)矩;

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如果是控制壓縮機(jī),由于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性比較復(fù)雜,尤其是起動轉(zhuǎn)矩很

大,因此應(yīng)選擇轉(zhuǎn)矩特性好和具有限流功能的高性能矢量變頻器。如果是造

紙、化纖設(shè)備用,應(yīng)選擇高精度、高響應(yīng)特性的閉環(huán)矢量變頻器。

3.4.可靠性選購

根據(jù)可靠性選購變頻器,采用變頻器的目的就是提高生產(chǎn)效率,如果性能

雖好但可靠性不好,經(jīng)常出問題,那就得不償失。我國國土遼闊,南方地區(qū)常

年高溫潮濕,沿海地區(qū)則以鹽腐蝕為主,這些都會造成設(shè)備絕緣下降,北方氣

候干燥,容易產(chǎn)生靜電，冬夏溫差大,還有每個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境更是千差萬

別,這些因素都是在選購變頻器時(shí)應(yīng)考慮的。有的變頻器性能雖然很好,但環(huán)

境適應(yīng)能力差,就有可能經(jīng)常出故障影響生產(chǎn)。

3.5.價(jià)格選購

根據(jù)價(jià)格選購變頻器,這是選購變頻器時(shí)主要考慮的因素,但如果片面追

求低價(jià)格,往往會導(dǎo)致質(zhì)量與可靠性的下降,因?yàn)樽冾l器中的功率器件和主回

路電解電容約占70%的成本,有些廠家為了降低成本,用耐壓1000伏的模塊

代替1200伏的模塊,用電流25A的代替30A的,用普通低頻電解電容代替變

頻器專用高頻電解電容,這種變頻器在正常情況下或短時(shí)間內(nèi)使用不會發(fā)現(xiàn)有

什么問題,但是由于模塊的功率余量降低了,一旦碰上電機(jī)堵轉(zhuǎn)、電網(wǎng)瞬時(shí)高

電壓、持續(xù)高溫等情況,就很容易損壞。

4.關(guān)于變頻器與驅(qū)動電機(jī)之間的距離

在安裝變頻器時(shí)也要注意,安裝地點(diǎn)必需符合標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的要求,否則易引

起故障或縮短使用壽命;變頻器與驅(qū)動電機(jī)之間的距離一般不超過50米,若

需更長的距離則需降低載波頻率或增加輸出電抗器選件才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

由于變頻器輸出的電壓波形是類似于正弦波,而絕非真正的正弦波。其波

形中含有大量的諧波成分,特別是高次諧波會使變頻器輸出電流增大,造成電

機(jī)繞組發(fā)熱,產(chǎn)生振動和噪聲,加速絕緣老化,甚至還有可能損壞電機(jī);同時(shí)

各種頻率的諧波會向空間發(fā)射不同程序的無線電干擾,因此,有可能會導(dǎo)致其

它機(jī)電設(shè)備的誤動作。

因此,在安裝變頻器時(shí),需要綜合考慮中心控制室、變頻器、電機(jī)三者之

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間的距離,才能盡量減少諧波的影響,提高控制的穩(wěn)定性。

一般都在20米以內(nèi)了，ABB的手冊說明可以在100米以內(nèi),有VACON

變頻器說加濾波器可以達(dá)到500米,實(shí)際應(yīng)該用沒有幾個(gè)人見過了,線路長

了,電纜的分布電容和電纜的壓降會對電機(jī)有很大的影響,建議在輸出側(cè)加電

抗器,但是如果超過100m,即使加了電抗器,同時(shí)變頻器降容來匹配電機(jī),

也未必好用。

1、變頻器與電動機(jī)的距離一般不要超過100m,線路長了,可以增大電纜

線經(jīng),變頻器的載波頻率設(shè)置為最?。榱藴p小容性漏電流的影響）。

2、由于變頻器的輸出電壓是高壓脈沖系列,其頻率等于載波頻率,峰值

等于直流回路電壓（513V）,當(dāng)變頻器和電動機(jī)之間的連接線很長時(shí),導(dǎo)線的分

布電感和線間分布電容的作用將不可忽視。當(dāng)電動機(jī)和變頻器之間的距離較遠(yuǎn)

時(shí),線間的分布電容和電動機(jī)的漏磁電感之間有可能因接近于諧振點(diǎn)而導(dǎo)致電

動機(jī)的輸入電壓偏高，從而使電動機(jī)容易損壞,或運(yùn)行時(shí)發(fā)生振動。

3、用過三菱F540-30kW的帶動約二十kW的水泵,布線距離300m,可

以正常使用。

4、有人用ABB的變頻器37kW,深井泵用的,水泵距地面ー120m,配電

柜距井口也有100m,電源柜距變頻控制柜400m左右,壓降沒有測量過,但

是已經(jīng)燒毀了4次電機(jī)了。

5、由于不同變頻器內(nèi)部的處理方法不同（例如當(dāng)上下兩管交替導(dǎo)通時(shí)死

區(qū)時(shí)間的設(shè)置等）,規(guī)定距離也各不相同。幾種常用變頻器的規(guī)定見下表所

示〇

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變頻器型號相關(guān)條件規(guī)定用離/m

/cW3kHz<100

森、當(dāng)SB40幾W7kHz<100

人W9kHz<100

康沃CVF-G2W30

/cvMrH,<ino

英威騰1NVT-G9介W10kHz<100

0?d歿氈船出

<100

恵EIIF-GC200

艾默士TD3000M100

富士G11S“NW3.7kWB<50

へ>3.7kW<100

11立SJ300<20

タ、WO.4WW300

三菱FR-540

〃、20.75W<500

few5kHz<100

安川CIMR-G7/cWlOkHz<100

/cWけkHz<50

角~ム外売

直接轉(zhuǎn)矩W100

ABB控制J?4~Rh外殼<300

-------------------Wたdiangon.com~~

ACS800f<2外売^150

控制Rj-Rb外殼W300

PNWI.IW<50

瓦薩CXPN=1.5WwlOO

“NN2.2W<200

4.1.距離的定義:

1）近距離:變頻器和電機(jī)之間的距離W20m；

2）中距離:變頻器和電機(jī)之間的距離＞20m,并且WlOOm；

3）遠(yuǎn)距離：變頻器和電機(jī)之間的距離＞100m；

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4.2.エ業(yè)使用現(xiàn)場的場合:

1）近距離:變頻器和電機(jī)之間可以直接連接;

2）中距離:變頻器和電機(jī)之間可以直接連接,但是,需要調(diào)整變頻器的載

波頻率來減少諧波及干擾;

3）遠(yuǎn)距離:變頻器和電機(jī)之間可以直接連接,不但需要調(diào)整變頻器的載波

頻率來減少諧波及干擾,而且,還需要加裝輸出交流電抗器。

4.3.高度自動化的工廠里:

在高度自動化的工廠里,所有的設(shè)備都需要在中心控制室所有進(jìn)行監(jiān)控及

控制。所以,變頻器系統(tǒng)的信號也要送到中控室。

1）近距離：即變頻器若安裝在中心控制室?？刂婆_與變頻器之間,可以直

接連接,通過0-5ハ0V的電壓信號和一些開關(guān)量信號進(jìn)行控制。但是,變頻器

的高頻開關(guān)信號的電磁輻射對弱電控制信號會產(chǎn)生一些干擾,因此也不一定要

美觀整齊,把變頻器放在中心控制室內(nèi)。

2）中距離:即變頻器與中心控制室距離遠(yuǎn)一點(diǎn),可以采用4-20mA的電流

信號和一些開關(guān)量作控制連接;如果距離更遠(yuǎn),可以采用RS485串行通信方式

來連接；

3）遠(yuǎn)距離:即變頻器與中心控制室的距離大于100m。此時(shí),可以利用通

信中間繼電器達(dá)到1km的距離；如果還要遠(yuǎn),則需要采用光纖連接器，最遠(yuǎn)

可以達(dá)到23km。

采用通信電纜連接,可以很方便地構(gòu)成多級驅(qū)動控制系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)主/

從和同步控制等要求。與目前流行的現(xiàn)場總線系統(tǒng)相連接將使數(shù)據(jù)變換速率大

大提高。中心控制室與變頻器機(jī)柜之間的距離的延長,有利于縮短變頻器到電

機(jī)之間的距離,以便用更加合理的布局改善系統(tǒng)性能。

5.溫度對變頻器有什么影響

變頻器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般都裝在現(xiàn)場設(shè)備上或在附近安裝,若安裝環(huán)境較

差，在操作允許的條件下,可將變頻器放在電控室內(nèi)，尤其是多臺變頻器同時(shí)

工作時(shí)。由于變頻器是電子裝置,內(nèi)含電子元件機(jī)電解電容等,所以溫度對其

壽命影響較大。通常變頻器的環(huán)境運(yùn)行溫度一般要求一10C?+50C,如果能降

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低變頻器運(yùn)行溫度,就延長了變頻器的使用壽命,性能也會比較穩(wěn)定。所以散

熱是至關(guān)重要的。在露天使用時(shí),如油田、海上油井、礦井等,冬天氣溫要是

低于ー10C,可用電熱器加熱,將變頻器置于外加箱體中;夏天氣溫高于+50℃

時(shí)可加強(qiáng)通風(fēng),或在箱體外鍍刷絕熱鍍層,以降低輻射和熱傳導(dǎo)。

對于電控室的環(huán)境改善,一般可用空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)各地環(huán)境和現(xiàn)場實(shí)際情

況,因地制宜,人為設(shè)法,改善環(huán)境,做到確保安全。并可以在進(jìn)出風(fēng)口加設(shè)

過濾網(wǎng),定期清掃、加強(qiáng)維護(hù)。變頻器工作環(huán)境至關(guān)重要,變頻器工作溫度非

常重要。我們應(yīng)對變頻器工作溫度嚴(yán)格把控。保證變頻器長久正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

變頻器內(nèi)部電子器件極易受到溫度的影響,變頻器工作環(huán)境溫度變化較大

時(shí)其容易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,其絕緣性就會大大降低,可能引發(fā)短路事故,注意變

頻器的工作環(huán)境溫度,最好不要低于。。C,不要超過40℃。

變頻器里面有著很多大功率的電子配件,非常容易被環(huán)境溫度打擾,機(jī)器

通常在0到55c時(shí)能正常運(yùn)作,要是想運(yùn)作更安全、放心,就要考慮有升溫

空間,環(huán)境溫度在4O℃以下最適合。

在控制箱里,變頻器通常要裝在箱體的上半部,一定要按照產(chǎn)品說明書里

的規(guī)定進(jìn)行安裝,一定不能將發(fā)熱配件或易發(fā)熱的配件安裝在變頻器的附近。

擴(kuò)展資料:

變頻器內(nèi)部是由無數(shù)個(gè)電子器件構(gòu)成的,其工作時(shí)會產(chǎn)生大量的熱量,尤

其是IGBT工作在高頻狀態(tài)下,產(chǎn)生的熱量會更多。如果環(huán)境溫度過高,也會

導(dǎo)致變頻器內(nèi)部元器件溫度過高,為保護(hù)變頻器內(nèi)部電路,此時(shí)變頻器會報(bào)溫

度高故障并停機(jī)。

降低變頻器所在場所的溫度,如可以加裝空調(diào)或風(fēng)扇等強(qiáng)制制冷措施。

6.變頻器為什么在高原上工作需要做降額使用

海拔髙度對于變頻器是有影響的,主要是變頻器的散熱和電容問題,空氣

密度下降導(dǎo)致冷卻能力不足,影響散熱效果,海拔高了冷卻效果就會下降。

從1000m開始,每超過100m容許溫升就下降1%。

同時(shí)變頻器安裝環(huán)境的海拔高度規(guī)定在1000m以下,海拔高則大氣的壓

力也就下降,容易產(chǎn)生絕緣破壞,在海拔1500m耐壓值應(yīng)當(dāng)降低在5%左右;

海拔3000m時(shí)耐壓降低在20%左右。

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海拔!000m以上的額定電流值將減小,1500m時(shí)額定電流減小為99%,

3000m時(shí)額定電流減小為96%〇

所以變頻器高原上需要降額使用,一般變頻器手冊上面有降額系數(shù)。

7.變頻器濾波器

7.1,概述

隨著變頻器的普及,變頻器的諧波干擾問題越來越多,越來越普遍。

變頻器濾波器,顧名思義,就是專門針對變頻器產(chǎn)生諧波的特點(diǎn)及規(guī)律,

而專門開發(fā)的ー款專用型濾波器,是LC濾波器的ー種。

明確需要的工作參數(shù)

首先要明確設(shè)備的額定工作電壓、電流和頻率。

變頻器濾波器的額定電流不要取的過小,否則會損壞濾波器或降低變頻器

濾波器的壽命。但額定電流也不要取的過大,因?yàn)殡娏鞔髸龃笞冾l器濾波器

的體積或降低變頻器濾波器的電氣性能。一般按設(shè)備額定電流的1.2?1.5倍來

確定變頻器濾波器的額定電流。

確定合適的變頻器濾波器種類

不同的場合,對電流或者是電壓畸變率的要求不同,根據(jù)其要求,選用不

同變頻器濾波器。

明確干擾類型

根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場干擾源情況,來確定干擾噪聲類型,是共模干擾還是差模干

擾,這樣才能有針對性的選用變頻器濾波器。如不能確定干擾類型,可通過實(shí)

際試探來確定變頻器濾波器型號,這種方法往往是ー種既實(shí)際又有效的方法。

泄漏電流

根據(jù)設(shè)備最大泄漏電流的允許值來選擇變頻器濾波器,尤其對一些醫(yī)療保

健設(shè)備更是如此。

使用

1、變頻器濾波器的安裝位置應(yīng)靠近變頻器,盡量縮短引線長度。

2、確保變頻器濾波器外殼與機(jī)箱殼良好接觸。

3、變頻器濾波器的輸入輸出線應(yīng)拉開距離,切忌并行走線,以免降低變

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頻器濾波器的電性能。

7.2.變頻器是否必須選用變頻器濾波器?

變頻器就像伺服、電焊機(jī)等ー樣,都是比較典型的諧波源,無論是在整流

過程中,還是在逆變過程中,都會產(chǎn)生諧波,這是不爭的事實(shí)。但是,變頻器

雖然是諧波源,變頻器雖然會在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生諧波,但是,變頻器諧波干

擾問題并不是每個(gè)現(xiàn)場都能表現(xiàn)出來的,甚至可以說,大部分應(yīng)用變頻器的現(xiàn)

場,諧波干擾問題都不會表現(xiàn)出來的。

7.3.變頻器濾波器的作用

1、濾波/解決干擾問題

MLAD變頻器濾波器的首要作用,就是對變頻器及電源中的諧波進(jìn)行過

濾,