根据负载特性选择变频器
生产机械的种类繁多,性能和工艺要求各异,其转矩特性也是不同的,因此,在应用变频器之前首先就要先搞清楚电动机所带负载的性质,也就是负载特性,然后再选择变频器和电动机。负载有三种类型:恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。不同类型的负载应该要选择不同类型的变频器。
1、恒转矩负载:可以分为摩擦类负载和位能式负载。摩擦类服装的起动转矩通常要求额定转矩的150%左右,制动转矩通常要求额定转矩的100%左右,因此变频器应该选择具有恒定转矩特性,而且起动和制动转矩都比较大,过载时间过载能力大的变频器。位能负载通常要求大的起动转矩和能量回馈功能,能够快速实现正反转,变频器应该选择具有四象限运行能力的变频器。
2、风机泵类负载:负机泵类风载是典型的平方转矩负载,低速下负载非常小,并且与转速平方成正比,通用变频器与标准电动机的组合zui合适。这类负载对变频器的性能要求并不高,只要求经济性和可靠性,因此要选择具有U/f=const控制模式的变频器就可以了。
3、恒功率负载:恒功率负载指转矩与转速成反比,但功率保持恒定的负载,比如卷取机、机床等。对恒功率特性的服装配用变频器的丝毫,应该要注意的问题:在工频以上频率范围内变频器输出电压为定值控制,因此电动机产生的转矩和负载转矩有相反倾向,标准电动机和通用变频器的组合难以适应,因此要专门设计。
电机、变频器之间的距离
电机与电缆截面、长度的关系
变频器与电机的电缆允许长度
由于变频器输出的电压波形是类似于正弦波,而绝非真正的正弦波。其波形中含有大量的谐波成分,特别是高次谐波会使变频器输出电流增大,造成电机绕组发热,产生振动和噪声,加速绝缘老化,甚至还有可能损坏电机;同时各种频率的谐波会向空间发射不同程序的无线电干扰,因此,有可能会导致其它机电设备的误动作。
因此,在安装变频器时,需要综合考虑中心控制室、变频器、电机三者之间的距离,才能尽量减少谐波的影响,提高控制的稳定性。
(一)距离的定义:
1、近距离:变频器和电机之间的距离≤20m。
2、中距离:变频器和电机之间的距离>20m,并且≤100m。
3、远距离:变频器和电机之间的距离>100m。
(二)工业使用现场的场合:
1、近距离:变频器和电机之间可以直接连接。
2、中距离:变频器和电机之间可以直接连接,但是,需要调整变频器的载波频率来减少谐波及干扰。
3、远距离:变频器和电机之间可以直接连接,不但需要调整变频器的载波频率来减少谐波及干扰,而且,还需要加装输出交流电抗器。
(三)高度自动化的工厂里:
在高度自动化的工厂里,所有的设备都需要在中心控制室所有进行监控及控制。所以,变频器系统的信号也要送到中控室。
1、近距离:即变频器若安装在中心控制室。控制台与变频器之间,可以直接连接,通过0-5/10V的电压信号和一些开关量信号进行控制。但是,变频器的高频开关信号的电磁辐射对弱电控制信号会产生一些干扰,因此也不一定要美观整齐,把变频器放在中心控制室内。
2、中距离:即变频器与中心控制室距离远一点,可以采用4-20mA的电流信号和一些开关量作控制连接;如果距离更远,可以采用RS485串行通信方式来连接。
3、远距离:即变频器与中心控制室的距离大于100m。此时,可以利用通信中间继电器达到1km的距离;如果还要远,则需要采用光纤连接器,最远可以达到23km。
采用通信电缆连接,可以很方便地构成多级驱动控制系统,从而实现主/从和同步控制等要求。与目前流行的现场总线系统相连接将使数据变换速率大大提高。中心控制室与变频器机柜之间的距离的延长,有利于缩短变频器到电机之间的距离,以便用更加合理的布局改善系统性能。