通用变频器的选择

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通用变频器的选择包括变频器的型式选择和容量选择两个方面。其总的原则是首先保证可靠地实现工艺要求,再尽可能节省资金。

根据控制功能可将通用变频器分为三种类型:普通功能型U/f控制变频器、具有转矩控制功能的高性能型U/f控制变频器(也称无跳闸变频器)和矢量控制高性能型变频器。变频器类型的选择要根据负载的要求进行。对于风机、泵类等平方转矩,低速下负载转矩较小,通常可选择普通功能型的变频器。对于恒转矩类负载或有较高静态转速精度要求的机械采用具有转矩控制功能的高功能型变频器则是比较理想的。因为这种变频器低速转矩大,静态机械特性硬度大,不怕负载冲击,具有挖土机特性。日本富士公司的FRENIC5000G7/P7、G9/P9、三肯公司的SAMCO-L系列属于此类。也有采用普通功能型变频器的例子。为了实现大调速比的恒转矩调速,常采用加大变频器容量的办法。对于要求精度高、动态性能好、响应快的生产机械(如造纸机械、轧钢机等),应采用矢量控制高功能型通用变频器。安川公司的VS-616G5系列、西门子公司的6SET系列变频器属于此类。

大多数变频器容量可从三个角度表述:额定电流、可用电动机功率和额定容量。其中后两项,变频器生产厂家由本国或本公司生产的标准电动机给出,或随变频器输出电压而降低,都很难确切表达变频器的能力。选择变频器时,只有变频器的额定电流是一个反映半导体变频装置负载能力的关键量。负载电流不超过变频器额定电流是选择变频器容量的基本原则。需要着重指出的是,确定变频器容量前应仔细了解设备的工艺情况及电动机参数,例如潜水电泵、绕线转子电动机的额定电流要大于普通笼形异步电动机额定电流,冶金工业常用的辊道用电动机不仅额定电流大很多,同时它允许短时处于堵转工作状态,且辊道传动大多是多电动机传动。应保证在无故障状态下负载总电流均不允许超过变频器的额定电流。

在工业中使用的变频器可以分为通用变频器和专用变频器两大类,从容量上可分为中小容量通用变频器和大容量通用变频器。衡量通用变频器性能的主要性能指标有控制方式、起动转矩、转矩控制精度、速度控制精度、控制信号设定输入、速度反馈控制、多段速度设定、载波频率、频率跳跃功能、通信接口等。新型的通用变频器基本都具备这些功能,其功能、操作、维护及应用方面均基本相似,差别仅在于不同品牌的通用变频器有其特定的定义及独特之处,但用户不一定全用到这些性能指标,是根据需要选择主要需满足的功能及指标,并依此作为衡量选择通用变频器的标准。随着通用变频器的功能增多,通用变频器的应用范围日益广泛,使用者可以通过通用变频器上的数字操作板进行操作,亦可以用远程操作板进行操作,还可以通过可选件的操作面板进行扩展功能的设定和调整;另外,可以使用智能端子进行数字或模拟设定,或用可编程序控制器进行控制,或通过个人计算机进行控制,或通过现场总线进行控制等。新型的通用变频器一般均备有标准通信接口,用户可以利用通信接口通过上位机监视、控制现场的通用变频器的运行状况,可控制或可操作的物理量多达百余个,可以说,基本上是用户所需要的控制功能特性,新型通用变频器都能做到 ,因此,也使如何用好通用变频器不那么容易,有人曾说,用好通用变频器的难度并不亚于用好一台个人计算机。 从实际应用上看,中小容量通用变频器的主体仍是采用 控制方式的居多,目前市场上销售的通用变频器大都将其列为通用型机型,使用相当广泛。新型矢量控制通用变频器具有参数离线检测、自整定功能,在通用变频器起动时自动地测量电机参数,并调整系统控制参数,进行跟踪控制,因此在各种条件下均可保持系统工作在最佳状态。无速度传感器矢量控制通用变频器除了用来改进通用变频器性能外,另一目的是简化矢量控制,省去速度传感器,提高系统的可靠性。无速度传感器矢量控制通用变频器的技术关键是,矢量控制需要速度信息,因此需要对磁通进行控制。由于直接检测磁通比较困难,需要选择合适的数学模型,进行精确的计算,从检测的电压、电流进行观测。无论是估算电动机的速度,还是观测电动机的磁通,均需要正确的电动机参数,因此应用时需要正确地将电动机的铭牌数据参数输入到通用变频器中,并正确地设定,以便通用变频器能够在线辨识、计算。无速度传感器矢量控制通用变频器应用领域包括各行业的传输机、给料机、搅拌机、研磨机、粉碎机、切纸机、压延机、挤压机、阀门、压缩机、冷却塔、电梯、起重机、输油管道、各种纺织机械等。