根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器
生產(chǎn)機(jī)械的種類繁多,性能和工藝要求各異,其轉(zhuǎn)矩特性也是不同的,因此,在應(yīng)用變頻器之前首先就要先搞清楚電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載的性質(zhì),也就是負(fù)載特性,然后再選擇變頻器和電動(dòng)機(jī)。負(fù)載有三種類型:恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載和恒功率負(fù)載。不同類型的負(fù)載應(yīng)該要選擇不同類型的變頻器。
1、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載:可以分為摩擦類負(fù)載和位能式負(fù)載。摩擦類服裝的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩通常要求額定轉(zhuǎn)矩的150%左右,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩通常要求額定轉(zhuǎn)矩的100%左右,因此變頻器應(yīng)該選擇具有恒定轉(zhuǎn)矩特性,而且起動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩都比較大,過載時(shí)間過載能力大的變頻器。位能負(fù)載通常要求大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能,能夠快速實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn),變頻器應(yīng)該選擇具有四象限運(yùn)行能力的變頻器。
2、風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載:負(fù)機(jī)泵類風(fēng)載是典型的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,低速下負(fù)載非常小,并且與轉(zhuǎn)速平方成正比,通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的組合zui合適。這類負(fù)載對(duì)變頻器的性能要求并不高,只要求經(jīng)濟(jì)性和可靠性,因此要選擇具有U/f=const控制模式的變頻器就可以了。
3、恒功率負(fù)載:恒功率負(fù)載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比,但功率保持恒定的負(fù)載,比如卷取機(jī)、機(jī)床等。對(duì)恒功率特性的服裝配用變頻器的絲毫,應(yīng)該要注意的問題:在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制,因此電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩有相反傾向,標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)和通用變頻器的組合難以適應(yīng),因此要專門設(shè)計(jì)。
電機(jī)、變頻器之間的距離
電機(jī)與電纜截面、長(zhǎng)度的關(guān)系
變頻器與電機(jī)的電纜允許長(zhǎng)度
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(huì)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(dòng)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(huì)向空間發(fā)射不同程序的無線電干擾,因此,有可能會(huì)導(dǎo)致其它機(jī)電設(shè)備的誤動(dòng)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)距離的定義:
1、近距離:變頻器和電機(jī)之間的距離≤20m。
2、中距離:變頻器和電機(jī)之間的距離>20m,并且≤100m。
3、遠(yuǎn)距離:變頻器和電機(jī)之間的距離>100m。
(二)工業(yè)使用現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)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。
(三)高度自動(dòng)化的工廠里:
在高度自動(dòng)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(hào)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_(tái)與變頻器之間,可以直接連接,通過0-5/10V的電壓信號(hào)和一些開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行控制。但是,變頻器的高頻開關(guān)信號(hào)的電磁輻射對(duì)弱電控制信號(hào)會(huì)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(hào)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(jí)驅(qū)動(dòng)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(chǎng)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(zhǎng),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。