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變頻器的正確選用對(duì)于機(jī)械設(shè)備電控系統(tǒng)的正常運(yùn)行是至關(guān)重要的。選擇變頻器，首先要按照機(jī)械設(shè)備的類型、負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和使用環(huán)境的要求，然后決定選用何種控制方式和防護(hù)結(jié)構(gòu)的變頻器合適。所謂合適是在滿足機(jī)械設(shè)備的實(shí)際工藝生產(chǎn)要求和使用場(chǎng)合的前提下，實(shí)現(xiàn)變頻器應(yīng)用的性價(jià)比。

    2.1機(jī)械設(shè)備的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性

    人們?cè)趯?shí)踐中常將生產(chǎn)機(jī)械根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的不同，分為三大類型：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率負(fù)載和流體類負(fù)載。

    2.1.1恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

    在這類負(fù)載中，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n無(wú)關(guān)，任何轉(zhuǎn)速下TL總保持恒定或基本恒定，負(fù)載功率則隨著負(fù)載速度的增高而線形增加。傳送帶、攪拌機(jī)、擠壓機(jī)和機(jī)械設(shè)備的進(jìn)給機(jī)構(gòu)等摩擦類負(fù)載以及起重機(jī)、提升機(jī)、電梯等重力負(fù)載，都屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。

    變頻器拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時(shí)，低速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩要足夠大，并且要有足夠的過(guò)載能力。如果需要在低速下長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)速運(yùn)行，應(yīng)該考慮標(biāo)準(zhǔn)籠型異步電動(dòng)機(jī)的散熱能力，避免電動(dòng)機(jī)溫升過(guò)高。

    2.1.2恒功率負(fù)載

    這類負(fù)載的特點(diǎn)是需求轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n大體成反比，但其乘積即功率卻近似保持不變。金屬切削機(jī)床的主軸和軋機(jī)、造紙機(jī)、薄膜生產(chǎn)線中的卷取機(jī)、開(kāi)卷機(jī)等，都屬于恒功率負(fù)載。

    負(fù)載的恒功率性質(zhì)應(yīng)該是就一定的速度變化范圍而言的。當(dāng)速度很低時(shí)，受機(jī)械強(qiáng)度的限制，TL不可能無(wú)限增大，在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。負(fù)載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對(duì)傳動(dòng)方案的選擇有很大的影響。電動(dòng)機(jī)在恒磁通調(diào)速時(shí)，大允許輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；而在弱磁調(diào)速時(shí)，大允許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比，屬于恒功率調(diào)速。如果電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負(fù)載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相*時(shí)，即所謂“匹配”的情況下，電動(dòng)機(jī)的容量和變頻器的容量均小。

    2.1.3流體類負(fù)載

    這類負(fù)載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。各種風(fēng)機(jī)、水泵和油泵，都屬于典型的流體類負(fù)載。

    流體類負(fù)載通過(guò)變頻器調(diào)速來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量，可以大幅度節(jié)約電能。由于流體類負(fù)載在高速時(shí)的需求功率增長(zhǎng)過(guò)快，與負(fù)載轉(zhuǎn)速的三次方成正比，所以不應(yīng)使這類負(fù)載超工頻運(yùn)行。

    2.2根據(jù)負(fù)載特性選取適當(dāng)控制方式的變頻器

    現(xiàn)在市場(chǎng)上出售的變頻器種類繁多，功能也日益強(qiáng)大，變頻器的性能也越來(lái)越成為調(diào)速性能優(yōu)劣的決定因素，除了變頻器本身制造工藝的“先天”條件外，對(duì)變頻器采用什么樣的控制方式也是非常重要的。下表綜述了近年來(lái)各種變頻器控制方式的性能特點(diǎn)。

    綜上所述，異步電動(dòng)機(jī)變頻控制選用不同的控制方法，就可以得到不同性能特點(diǎn)的調(diào)速特性。

    2.3根據(jù)安裝環(huán)境選取變頻器的防護(hù)結(jié)構(gòu)

    變頻器的防護(hù)結(jié)構(gòu)要與其安裝環(huán)境相適應(yīng)，這就要考慮環(huán)境溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素，這與變頻器能否*、安全、可靠運(yùn)行關(guān)系重大。大多數(shù)變頻器廠商可提供以下幾種常用的防護(hù)結(jié)構(gòu)供用戶選用：

    （1）開(kāi)放型IP00，它從正面保護(hù)人體不能觸摸到變頻器內(nèi)部的帶電部分，適用于安裝在電控柜內(nèi)或電氣室內(nèi)的屏、盤(pán)、架上，尤其是多臺(tái)變頻器集中使用較好，但它對(duì)安裝環(huán)境要求較高。

    （2）封閉型IP20、IP21，這種防護(hù)結(jié)構(gòu)的變頻器四周都有外罩，可在建筑物內(nèi)的墻上壁掛式安裝，它適用于大多數(shù)的室內(nèi)安裝環(huán)境。

    （3）密封型IP40、IP42，它適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件較差的場(chǎng)合。

    （4）密閉型IP54、IP55，它具有防塵、防水的防護(hù)結(jié)構(gòu)，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件差，有水淋、粉塵及一定腐蝕性氣體的場(chǎng)合。

    關(guān)于變頻器容量的計(jì)算，可參閱參考文獻(xiàn)1，限于篇幅，此不贅述。

    3.變頻器的外圍配置要點(diǎn)

    3.1把變頻器連接在大容量電源變壓器（500KVA以上）電網(wǎng)中，或者在同一電源變壓器上連接有晶閘管變流器而未使用換流電抗器，或者同一電網(wǎng)上有功率改善用切換電容器組時(shí)，應(yīng)配置AC電抗器或DC電抗器，它們也有改善變頻器電源側(cè)功率因數(shù)和降低輸入高次諧波電流的效果。

    3.2變頻器與供電電源之間應(yīng)裝設(shè)帶有短路及過(guò)載保護(hù)的低壓斷路器、交流接觸器，以免變頻器發(fā)生故障時(shí)事故擴(kuò)大。電控系統(tǒng)的急?？刂茟?yīng)使變頻器電源側(cè)的交流接觸器開(kāi)斷，*切斷變頻器的電源供給，保證設(shè)備及人身安全。

    3.3變頻器輸入端R、S、T與輸出端U、V、W不能接錯(cuò)。變頻器的輸入端R、S、T是與三相整流橋輸入端相連接，而輸出端U、V、W是與三相異步電動(dòng)機(jī)相連接的晶體管逆變電路。若兩者接錯(cuò)，輕則不能實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，電機(jī)也不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)，重則燒毀變頻器。

    3.4在起動(dòng)、停止頻繁的場(chǎng)合，不要用主電路電源的通、斷來(lái)控制變頻器的起動(dòng)、停止，應(yīng)使用變頻器控制面板上的RUN/STOP鍵或SF/SR控制端子。因?yàn)樽冾l器啟動(dòng)時(shí)，首先要給直流回路的大容量電解電容充電，如果頻繁啟動(dòng)變頻器勢(shì)必造成電容充電用限流電阻發(fā)熱嚴(yán)重，同時(shí)也縮短了大容量電解電容的使用壽命。

    3.5變頻器的端子“N”為中間直流回路的低電平端，嚴(yán)禁與三相四線制供電線路中的零線或大地相接,否則會(huì)造成三相整流橋因電源短路而損壞變頻器。